AT526772A4 - Holzfaserplatte und Verfahren zur Herstellung einer Holzfaserplatte - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ressourcen sparende Holzfaserplatte mit Kaffeesatz, bei der die Holzfasern und der Kaffeesatz mit einem Harnstoff-Formaldehydharz verklebt sind. Als Kaffeesatz werden Abfallprodukte, die bei der Herstellung von Kaffee mittels Siebträger oder bei der Herstellung von Instantkaffee anfallen, eingesetzt. Wird ein Festkörperanteil an Kaffeesatz zwischen 20 % und 45 % verwendet, liegen die technischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Platte bei einer industriellen Herstellung im Bereich MDF-Normen.
Description
sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Die Ressource „Holz“ ist mittlerweile weltweit und insbesondere auch in Europa aufgrund des Klimawandels kostbar geworden, da aufgrund von Hitze und Dürre viele Bäume massiv bedroht sind. Gleichfalls verbreiten sich Schädlinge enorm rasch, sodass eine Rodung des Waldes erforderlich ist, Jedoch die nachfolgende Aufforstung Jahrzehnte in Anspruch nimmt. Auch hinsichtlich der CO2-Bilanz sollte Holz möglichst
sparsam verwendet werden.
Auf der anderen Seite gibt es für Holzfaserplatten ein äußerst umfangreiches Anwendungsspektrum mit unterschiedlichsten Anforderungen an die technischen Eigenschaften, insbesondere die mechanische Festigkeit. Beispielhaft wird auf die Verwendung von Holzfaserplatten in der Bau- und Möbelindustrie, Bestattungsindustrie und
Automobilindustrie verwiesen.
Um Ressourcen zu sparen, schlägt Poo Chow bereits 1976 in seiner Publikation „The Use of Crop Residues for Boardmaking“, Environmental Conservation, Vol. 3, No.l, Spring 1976, Seiten 59-62 vor, typische Abfallprodukte der U.S.amerikanischen Landwirtschaft, wie Erdnussschalen, mit einem weiteren Abfallprodukt, u.a. Kaffeesatz, zu vermischen, mit einem Harnstoffharz (UF-Leim) zu verkleben, und zu einer Platte zu pressen. In einer Versuchsreihe wurden auch Ahornspäne aus einem Möbelwerk zugesetzt und eine Spanplatte erzeugt, die allerdings aufgrund ihrer niedrigen Biegeelastizität für den Einsatz als tragendendes Element in
der Bauindustrie ungeeignet ist.
Aus der WO-A2-2018/078391 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Abfallprodukte aus der Landwirtschaft, nämlich Strohfasern, zu Platten gepresst werden. Dabei wird als Zusatzstoff ein weiteres Abfallprodukt, nämlich Kaffeesatz, verwendet. Im Übrigen liegt der Lehre gemäß der WO-A2-2018/078391 die Aufgabe zu Grunde, auf Formaldehyd-haltige Klebeharze zu
verzichten und stattdessen pMDI (polymeres
nachteilig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Holzfaserplatte bereitzustellen, die weniger der natürlichen Ressource Holz benötigt und dennoch zufriedenstellende, zum Teil sogar einschlägigen Normen entsprechende, Produkteigenschaften besitzt, und in üblichen
Produktionsanlagen hergestellt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Holzfaserplatte mit den
Merkmalen des Anspruches 1.
Gelöst wird diese Aufgabe des Weiteren mit einem Verfahren mit
den Merkmalen des Anspruches 16.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche,.
Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass die Holzfaserplatte neben Holzfasern als Festkörperbestandteil
auch Kaffeesatz als Festkörperbestandteil aufweist.
Versuche (siehe dazu weiter unten) haben gezeigt, dass ein
°
Anteil an Kaffeesatz von bis zu 80 Gew.-% akzeptable
Festigkeitswerte ergibt. Der Festkörperanteil der
°
erfindungsgemäßen Platte kann demgemäß bis zu 80 Gew.-% und
°
dementsprechend 20 Gew.-% oder mehr an Holzfasern aufweisen.
Insbesondere ist bei der Erfindung ein Anteil an Kaffeesatz
°
bevorzugt, der zwischen 20 Gew.-% und 45 Gew.-% liegt, weil
Normen einer reinen Holzfaserplatte entsprechen.
Bevorzugt wird erfindungsgemäß Kaffeesatz verwendet, der ein Abfallprodukt oder Reststoff der Kaffeezubereitung oder Kaffeeherstellung ist.
Kaffeesatz, der bei der Produktion von Instantkaffee anfällt, hat üblicherweise eine durchschnittliche Partikelgröße von 125
um bis 2000 um.
Kaffeesatz, der bei der Herstellung von Kaffeegetränken mittels Siebträger anfällt, hat eine durchschnittliche
Partikelgröße von 125 um bis 2000 um.
Beide Kaffeesatzvarianten sind bei der Erfindung gleichermaßen verwendbar und haben den Vorteil, dass sie weltweit in sehr großen Mengen verfügbar sind und für die vorliegende Erfindung
im Wesentlichen gleich gute Produkteigenschaften haben.
Die Verwendung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz als Bindemittel sollte natürlich in möglichst geringen Mengen erfolgen, wobei erfindungsgemäß die Menge des Harnstoff-Formaldehyd-Harzes
°
mindestens 8 Gew.-% beträgt, vorzugsweise in einem Bereich von ©
10 Gew.-% bis 12 Gew.-% liegt, bezogen auf 100 Gew.-% der
Summe aus Holzfasern und Kaffeesatz.
Das heißt, dass beispielsweise bei einem Anteil von 80 Gew.-% Kaffeesatz und 20 Gew.-% Holzfasern diese Anteile in Summe 100 % des Festkörperanteils bilden. Wenn beispielsweise 10 Gew.-—% Harnstoff-Formaldehyd-Harz hinzukommen, bedeutet das, dass sich die 100 Gew.-% der endgefertigten Platte aus 90 Gew.-% Festkörperanteil (Kaffeesatz und Holzfasern) und 10 Gew.-—%
Harnstoff-Formaldehyd-Harz zusammensetzen.
Mit einem derartigen Anteil an Bindemittel lässt sich bereits eine sehr gleichmäßige Verteilung des Bindemittels und gute Homogenität der Leimverteilung in der Platte und somit eine sehr gleichmäßige Festigkeitsstruktur erzielen. Da sich bei den Versuchen im Labormaßstab gezeigt hat, dass ein Anteil von
10 Gew.-% bis 12 Gew.-% an Harnstoff-Formaldehyd-Harz zu sehr
zufriedenstellenden Ergebnissen führen wird.
Die Dichte der erfindungsgemäßen Holzfaserplatte liegt im Bereich von 500 kg/m? bis 1.000 kg/m?, vorzugsweise im Bereich von 550 kg/m? bis 950 kg/m*. Bei Platten mit einer Dichte in diesen Bereichen handelt es sich um in vielen Anwendungsbereichen verwendete Platten, bei denen die erfindungsgemäße Platte auch die weiter unten detailliert erläuterten, guten technischen Eigenschaften erzielt werden
können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, den Schutzbereich nicht beschränkender, Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 eine beispielhafte Verfahrensskizze,
Fig. 2 ein Diagramm mit der Rohdichte aller hergestellten und untersuchten Faserplatten,
Fig. 3 ein Diagramm mit der Biegefestigkeit aller hergestellten und untersuchten Faserplatten,
Fig. 4 ein Diagramm mit dem Elastizitätsmodul aller hergestellten und untersuchten Faserplatten,
Fig. 5 ein Diagramm mit der Querzugsfestigkeit aller hergestellten und untersuchten Faserplatten, und
Fig. 6 ein Diagramm mit der Längen-, Dicken- und Massenzunahme nach 24 h Wasserlagerung aller hergestellten und
untersuchten Faserplatten.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften und den Schutzbereich nicht einschränkenden Arbeitsvorschrift zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Holzfaserplatte näher
erläutert.
Wenn im Folgenden Angaben in Prozenten erfolgen, handelt es
sich immer um Gew.-%.
Beim Kaffeesatz handelte es sich wie bereits erwähnt u. a. um Abfallprodukte bzw. Reststoffe, die bei der Herstellung von Kaffeegetränken mittels Siebträger anfallen. Diese
Kaffeesatztype wird im Folgenden mit ST abgekürzt.
Ein weiteres, bei der Erfindung verwendetes Abfallprodukt in Form von Kaffeesatz fällt bei der Produktion von Instantpulver für löslichen Kaffee an. Diese Kaffeesatztype wird im Folgenden mit INSTA abgekürzt. Die durchschnittliche Partikelgröße liegt üblicherweise zwischen 125 um und 2000 um.
Die verwendeten Anteile an Siebträgerkaffee und Instantkaffee lagen für beide Kaffeevarianten - in 5 %-Schritten - von 20 % bis 45 % und zusätzlich bei 55 %, 65 % und 75 % bei der
Siebträgervariante.
Wie bei der industriellen Herstellung von Faserplatten üblich, wurde ein gebräuchliches Harnstoff-Formaldehydharz mit
unterschiedlichen Bindemittelanteilen (10 % und 12 %)
eingesetzt.
Dabei wurde bewusst ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF) gewählt, weil dieses sehr reaktiv ist und daher gut und rasch bindet. Des Weiteren kann das Harz in üblichen Anlagen auf die Holzfasern gearbeitet werden, ohne dass zusätzliche
apparatetechnische Maßnahmen zu setzen sind.
Als Holzfasern wurden solche in MDF-Qualität verwendet, wie sie auch standardmäßig in der Industrie eingesetzt werden. Bei den Fasern handelte es sich vorzugsweise um Nadelholzfasern, beispielsweise Fichtenfasern bzw. eine Mischung aus Fichte und
Kiefer.
Es ist Jedoch auch möglich, recycelte Fasern aus Holzfaserstoffen zu verwenden. Für den Fall, dass sich durch das Recycling Schädigungen der Fasern, wie die Verkürzung der
Faserlänge, ergeben, die für den jeweiligen Verwendungsfall
mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
Die erfindungsgemäßen Holzfaserplatten mit Kaffeesatz wurden mit einer Zieldichte von 550 kg/m? und 650 kg/m? und mit einem Kaffeesatzanteil zwischen 20 % bis 45 % (in 5 %-Schritten) hergestellt. Die Bindemittelanteile betrugen jeweils 10 % und
12 %.
Zusätzlich wurden Platten mit Instantkaffeesatzanteilen von 20
%, 35 % und 45 %, einem Bindemittelanteil von 10 % und einer
Rohdichte von 950 kg/m? hergestellt.
Bei einer weiteren Versuchsreihe wurden Siebträgerkaffeesatzanteile von 55 %, 65 % und 75 % für
Siebträgerkaffeeplatten mit 650 kg/m? verwendet.
Schließlich wurden zum Vergleich entsprechende Referenzplatten ohne Kaffeezugabe (jeweils mit der Bezeichnung REFLAB und
weiteren Angaben) hergestellt.
Nach der Herstellung wurden die gepressten Platten für mindestens 7 Tage im Normklima bei 20 °C und 65 % relativer Luftfeuchte konditioniert. Im Anschluss wurden die Platten mittels einer Kreissäge zugeschnitten und auf ihre Biegefestigkeit, ihren Biegeelastizitätsmodul (EN 310), und auf ihre Querzugsfestigkeit (EN 319) und Dickenquellung nach 24 h Wasserlagerung (EN 317) untersucht und die Daten
ausgewertet und interpretiert.
Die Herstellungsschritte zur Durchführung der allgemeinen Arbeitsvorschrift werden im Folgenden beschrieben, wobei lediglich aus Gründung der Veranschaulichung - auf die
Verfahrensskizze gemäß Fig. 1 verwiesen wird.
In Fig. 1 sind eine Holzfaserplatte 1 mit Kaffeesatz, die Holzfasern 2, der Kaffeesatz 3, Messeinrichtungen 4 für die Messung des Feuchteanteils mittels der Darrmethode, Messeinrichtungen 5 für das Auswägen des beleimten Holzfaser-
Kaffeesatz-Gemisches, Vorratsbehälter 6 für die getrockneten
7734
hydraulische Heißpresse 15 dargestellt.
Die im Herstellungsprozess beschriebenen Parameter waren unabhängig von der angestrebten Rohdichte und sowohl für Ultraleicht MDF, Leicht MDF als auch MDF Platten mit höheren Rohdichten ident. Die Herstellung der Platten unterschied sich im Wesentlichen nur durch die Plattengesamtmasse, die pro
definiertem Volumen eingewogen wurde.
In einem ersten Schritt wurde sowohl von den Holzfasern als auch von den Kaffeesatztypen Siebträgerkaffeesatz und Instantkaffeesatz der Feuchteanteil mittels der Darrmethode eruiert. Dabei wurden von den jeweiligen Materialien einige wenige Gramm an Proben gezogen, abgewogen und anschließend die Proben bei Darrtemperatur von 103 °C bis zur Gewichtskonstanz gelagert. Anschließend wurde der Feuchtegehalt anhand der Differenz zwischen feuchter und darrtrockener Probe ermittelt. Sämtliche Verhältnisse in der Plattenzusammensetzung wurden
auf die Darrmasse bzw. den trockenen Feststoffgehalt bezogen.
Ausgehend von der Darrmasse wurden die gewünschten Verhältnisse zwischen Holzfasern und Kaffeesatz sowie der jeweilige Harzanteil errechnet und im Anschluss auf die tatsächliche, feuchte Masse (ermittelter Feuchtegehalt) bezogen. Da während des Herstellungsprozesses im Labormaßstab durch den Beleimungsvorgang Material „verloren“ gehen kann,
wurde bei allen Komponenten ein 10 %-iger Sicherheitsaufschlag
(Mehreinwaage) für die Beleimung verwendet.
Die Vermengung von Holzfasern und Kaffeesatz, sowie deren Beleimung fand in einer Beleimtrommel mit einem Durchmesser von 100 cm, einer Tiefe von 45 cm und einer Rotationsgeschwindigkeit von 80 U/min statt. Hierfür wurden
die beiden Feststoffe unvermengt in die Trommel gekippt. Der
was von der Leimmenge abhängig war.
°
Dem UF-Leim wurden 2 % Ammoniumsulfat als Härter zugegeben. Anschließend wurde der Leim mittels einer pneumatischen Leimpistole, die zentrisch in die Beleimtrommel eingeführt wurde, aufgebracht. Der Förderdruck und das Fördervolumen wurden dabei so gewählt, dass sich ein feiner Klebstoffnebel ohne größere Tröpfchenbildung in der Beleimtrommel gebildet hat, um somit eine möglichst homogene Leimverteilung auf den Fasern zu erreichen. Im Anschluss wurde das beleimte Fasern/Kaffeesatzgemisch aus der Trommel entnommen und die finale
Masse (ohne Sicherheitsaufschlag) eingewogen.
Das eingewogene beleimte Faser-/Kaffeesatzmaterial wurde von Hand möglichst homogen in einen 250 x 250 mm Plattenkuchenrahmen gestreut und mittels einer hydraulischen Kaltpresse von mehreren Zentimetern Faserkuchenhöhe auf ca. 5 cm Faserkuchenhöhe im Rahmen vorverdichtet. Dieser Vorverdichtungsschritt im Rahmen ist wichtig, da sich der Faserkuchen bei unzureichender Vorverdichtung während der Heißpressung innerhalb der Plattenebene ausdehnt, sodass die
Zieldichte nicht erreicht werden kann.
Nach der Vorverdichtung wurde der Rahmen entfernt und es wurden 9 mm Stahldistanzleisten neben dem Faserkuchen auf dem Pressblech positioniert, worauf heiß gepresst wurde, Die Heißpressung erfolgte bei 200 °C Pressflächentemperatur mit einem Pressfaktor von 10 sec/mm (90 Sekunden Presszeit), wobei die Presse bis zu den Distanzleisten mit einem maximalen Druck
von 3 MPa zugefahren werden musste.
Nach Abschluss des Pressvorgangs wurden die Platten zum gleichmäßigen Auskühlen senkrecht aufgestellt und vor den weiteren Prüfungen zur Konditionierung für mindesten 7 Tage im
Normklima bei 20 °C und 65 % relativer Luftfeuchte gelagert.
geprüften Plattenvarianten aufgelistet.
Tabelle 1: Übersicht der im Labormaßstab hergestellter
Faserplatten We ee Kaffeesatztype | Rohdichte a BEZEICHNUNG: 0% 100 % X 550 kg/m} 10 % REFLAB-550-UF10 20 % 80 % Siebträger 550 kg/m} 10 % ST20-550-UF10 25 % 75 % Siebträger 550 kg/m? 10 % ST25-550-UF10 30 % 70 % Siebträger 550 kg/m} 10 % ST30-550-UF10 35 % 65 % Siebträger 550 kg/m} 10 % ST35-550-UF10 40 % 60 % Siebträger 550 kg/m} 10 % ST40-550-UF10 45 % 55 % Siebträger 550 kg/m} 10 % ST45-550-UF10 0% 100 % X 650 kg/m} 10 % REFLAB-650-UF10 20 % 80 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST20-650-UF10 25 % 75 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST25-650-UF10 30 % 70 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST30-650-UF10 35 % 65 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST35-650-UF10 40 % 60 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST40-650-UF10 45 % 55 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST45-650-UF10 0% 100 % X 650 kg/m} 10 % REFLAB2-650-UF-10 55 % 45 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST55-650-UF-10 65 % 35 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST65-650-UF-10 75 % 25 % Siebträger 650 kg/m} 10 % ST75-650-UF-10 0% 100 % X 950 kg/m} 10 % REFLAB-950-UF-10 20 % 830 % Instant 950 kg/m} 10 % INSTA20-950-UF-10 35 % 65 % Instant 950 kg/m} 10 % INSTA35-950-UF-10 45 % 55 % Instant 950 kg/m} 10 % INSTA45-950-UF-10 0% 100 % X 550 kg/m} 12 % REFLAB-550-UF12 20 % 830 % Siebträger 550 kg/m? 12 % ST20-550-UF12 25 % 75 % Siebträger 550 kg/m? 12 % ST25-550-UF12 30 % 70 % Siebträger 550 kg/m} 12 % ST30-550-UF12 35 % 65 % Siebträger 550 kg/m} 12 % ST35-550-UF12 40 % 60 % Siebträger 550 kg/m? 12 % ST40-550-UF12 45 % 55 % Siebträger 550 kg/m? 12 % ST45-550-UF12 0% 100 % X 650 kg/m} 12 % REFLAB-650-UF12 20 % 830 % Siebträger 650 kg/m} 12 % ST20-650-UF12 25 % 75 % Siebträger 650 kg/m} 12 % ST25-650-UF12 30 % 70 % Siebträger 650 kg/m} 12 % ST30-650-UF12 35 % 65 % Siebträger 650 kg/m} 12 % ST35-650-UF12 40 % 60 % Siebträger 650 kg/m} 12 % ST40-650-UF12 45 % 55 % Siebträger 650 kg/m} 12 % ST45-650-UF12 20 % 80 % Instant 650 kg/m} 12 % INSTA20-650-UF12 25 % 75 % Instant 650 kg/m} 12 % INSTA25-650-UF12
30 % 70 % Instant 650 kg/m} 12 % INSTA30-650-UF12
35 % 65 % Instant 650 kg/m} 12 % INSTA35-650-UF12
40 % 60 % Instant 650 kg/m} 12 % INSTA40-650-UF12
45 % 55 % Instant 650 kg/m} 12 % INSTA45-650-UF12 Summe hergestellter Platten 126
Für die Ermittlung der Querzugsfestigkeit und der Wasserlagerung wurden hierbei Proben mit 50 x 50 mm, und für die Biegeprüfungen Proben mit 230 x 50 mm mittels einer Kreissäge präpariert. Vor den Prüfungen wurden von den
einzelnen Proben die Rohdichten ermittelt. Rohdichte
Die Rohdichtebestimmung erfolgte nach der Konditionierung im Normklima (20 °C und 65 % relativer Luftfeuchte) an je drei
50 x 50 mm Proben pro Platte.
Das Diagramm in Fig. 2 zeigt die Rohdichte aller untersuchten
Faserplatten.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wurden alle gewünschten Rohdichtebereiche gut erreicht. In allen drei Dichtegruppen sind sehr geringe Dichteschwankungen festzustellen, was auf eine homogene Streuung und Verteilung der Fasern und Partikel hindeutet. Somit ist kein nennenswerter Zusammenhang zwischen Dichte und Kaffeesatzanteil oder Bindemittelanteil feststellbar. Das bedeutet, dass sich die Rohdichte der Platte nicht wesentlich ändert, auch wenn der Anteil an Kaffeesatz oder Bindemittelanteil variiert wird. Dieser Effekt ist u.a. darauf zurückzuführen, dass im ersten Verfahrensschritt der Feuchteanteil mittels Darrmethode sowohl von den Holzfasern als auch von den Kaffeesatztypen (Siebträgerkaffeesatz und Instantkaffee) eruiert wird, und dass ausgehend von der Darrmasse die gewünschten Verhältnisse zwischen Holzfasern und Kaffeesatz sowie der jeweilige Leimanteil errechnet und im Anschluss daran auf die tatsächliche feuchte Masse
(ermittelter Feuchtegehalt) bezogen werden.
Freilich hat auch die homogene Herstellung des Faserkuchens
und dessen Vorverdichtung einen Einfluss auf die Rohdichte.
Biegefestigkeit und Biegeelastizitätsmodul
Die Biegefestigkeit und der Biege-Elastizitätsmodul geben Aufschluss über den Einfluss der eingesetzten Holzfaseranteile, da sich Fasern durch ihre Geometrie generell positiv auf die Biegeeigenschaften von Werkstoffen auswirken. An den Platten wurden drei Biegeprüfungen nach EN 310 durchgeführt, und die Biegefestigkeit und der Biegeelastizitätsmodul über die Traverse (Zwick und Roell ZzZ20 Universalprüfmaschine) ermittelt. Im Anschluss wurde ein statistischer Mittelwertvergleich (PostHoc Scheffe, p=0, 05) durchgeführt.
Hierfür wurden die Proben in einen 3-Punkte Biegeprüfungsaufbau positioniert, wobei der Auflagerabstand 20
Mal der Plattendicke entsprach (ca. 180 mm Auflagerabstand).
Die Belastungsgeschwindigkeit wurde so eingestellt, dass die
Bruchkraft innerhalb von 60 + 30 sec erreicht wurde.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm mit der Biegefestigkeit nach EN 310 aller hergestellten Faserplatten.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, zeigt sich bei der Biegefestigkeit der Einfluss der Rohdichte, und auch die Kaffeesatzanteile in den Platten werden ab einer gewissen Menge in den Festigkeitswerten erkennbar. Wenig überraschend zeigen die Platten der Gruppe mit 550 kg/m? eine niedrigere Festigkeit im Vergleich zur Gruppe mit 650 kg/m? oder
950 kg/m}. Zwischen den Platten mit Kaffeeanteilen und den Referenzplatten ohne Kaffee (jeweils mit der Bezeichnung REFLAB und weiteren Angaben) lassen sich keine statistisch
signifikanten Unterschiede feststellen.
Bei den Platten mit 650 kg/m? mit 10 % Bindemittelanteil sind zwar zwischen einzelnen Varianten Unterschiede zu erkennen, jedoch nicht zwischen den beiden reinen MDF Referenzfaserplatten, weshalb ein Vergleich zwischen den Siebträgerplatten mit 55 % oder mehr
Siebträgerkaffeesatzanteil und jenen mit 45 % oder weniger
Siebträgerkaffeesatzanteil zulässig ist. Betrachtet man die
° °
Gruppe von 20 % bis 45 % Siebträgerkaffeesatzanteil, lässt sich von keinem Unterschied der einzelnen Plattentypen innerhalb der Gruppe ausgehen. Erst wenn man die Werte ab 55 $% mitberücksichtigt, lässt sich von einem gewissen Trend mit abnehmender Biegefestigkeit bei steigendem Kaffeesatzanteil ausgehen. Hierbei weisen die Platten erst ab 55 $% Kaffeesatzanteil und darüber einen erkennbaren Unterschied zu
den Referenzplatten auf.
Damit kann festgehalten werden, dass sich die Biegefestigkeit bei einer Rohdichte von 550 kg/m? oder 650 kg/m? und einem Bindemittelanteil von 10 % oder 12 % durch Kaffeesatzzugabe bis 45 % nicht wesentlich verändert und überraschend gute Werte ergibt. Je nach Einsatzzweck und erforderlicher Biegefestigkeit kann daher unter Berücksichtigung der Aufgabe der Erfindung, den Einsatz von Holz zur Herstellung von Holzfaserplatten zu reduzieren, sowie eine effektive weitere Verwendung von Kaffeesatz zu ermöglichen, durchaus auch ein
°
Anteil von Kaffeesatz bis zu 80 % in Betracht gezogen werden.
Bei den Instantkaffeeplatten mit einer Rohdichte von 950 kg/m} unterscheiden sich die Platten zwar bereits ab 20 $% Kaffeesatzanteil erkennbar von den Referenzplatten. Jedoch sind hier höhere Biegefestigkeitswerte als bei den Platten mit geringerer Rohdichte zu erzielen, und Platen mit einer Rohdichte von 950 kg/m? daher im Rahmen der Erfindung
ebenfalls bevorzugt.
Es hat sich gezeigt, dass der Bindemittelanteil im Rahmen der untersuchten Varianten (10 % und 12 %) keinen signifikanten
Einfluss auf die Biegefestigkeit hat.
In Fig. 4 ist ein Diagramm mit dem Elastizitätsmodul nach EN
310 aller hergestellten Faserplatten zu sehen.
Ein ähnliches Bild wie bei der Biegefestigkeit zeigt sich in Fig. 4 beim Elastizitätsmodul. Auch hier ist ein deutlicher Unterschied zwischen den beiden Rohdichtegruppen zu erkennen, wobei tendenzielle Unterschiede zwischen den Kaffeeanteilen
lediglich bei den 650 kg/m? Platten zu erkennen sind. Hier
zeigt sich bei beiden Kaffeevarianten zwar eine tendenzielle, aber keine statistisch signifikante Abnahme des Elastizitätsmodules mit steigendem Kaffeesatzanteil. Auch hier herrschen bei den Platten mit 950 kg/m? Rohdichte nahezu idente Verhältnisse wie bei der Biegefestigkeit vor. Die einzige nennenswerte Ausnahme bilden hier die Werte von Instantkaffee, die ab einem Kaffeesatzanteil von 35 % und darüber geringere Werte aufweisen, als die
Referenzlaborplatte.
Auch beim Elastizitätsmodul kann somit festgehalten werden, dass sich dieser bei einer Rohdichte von 550 kg/m? oder 650 kg/m? und einem Bindemittelanteil von 10 % oder 12 % durch
Kaffeesatzzugabe bis 45 % nicht wesentlich verändert und
überraschend gute Werte ergibt.
Querzugsfestigkeit
Die Querzugsfestigkeit von Plattenwerkstoffen gibt Einblick über die Homogenität der Leimverteilung innerhalb der Platte und die Faserverteilung (Streuung) vor dem Pressen. Da parallel zur Faserorientierung der Platte geprüft wird, haben für die Mechanik einer Platte an sich positive Faktoren, wie
bspw. die Faserlänge, hier eine geringere Bedeutung.
Für die Untersuchungen wurden Je Platte drei Proben nach EN 319 getestet und anschließend ein statistischer Mittelwertsvergleich (PostHoc Scheffe, p=0,05) durchgeführt. Für die Untersuchung wurden die 50 x 50 mm große Proben mittels Hotmelt Kleber (Henkel Technomelt Supra 325 HT) mit Aluminiumquerzugs jochen verklebt. Der Versatz zwischen den beiden Jochen betrug dabei 90°, um bei der Zugprüfung möglichst kein Drehmoment aufkommen zu lassen und somit eine
Rissbildung zu vermeiden.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm mit der Querzugsfestigkeit nach EN
319 aller hergestellten Faserplatten.
Fig. 5 zeigt die Absolutwerte der gemessenen Querzugsfestigkeit, wobei auch hier Unterschiede zwischen den
beiden Rohdichtebereichen zu erkennen sind und die höhere
Rohdichte die höchsten Querzugsfestigkeiten aufweist. Generell zeigt sich beim Siebträgerkaffee eine sehr hohe Streuung der Werte, wobei hier festzuhalten ist, dass bei den beiden Referenzplattenvarianten mit 650 kg/m? und 10 % Bindemittel kein statistischer Unterschied feststellbar ist. Auch wenn einzelne Plattenvarianten statistisch signifikante Unterschiede zu ihrer im Kaffeeverhältnis nahestehenden Platten aufweisen, zeigt sich jedoch in Summe kein signifikanter Unterschied zu den Referenzplatten. Als Beispiel seien hier die Siebträgerplatten mit 10 % Bindemittel genannt, wo sich die Platte mit 45 % Kaffee zwar von der Variante mit 35 % unterscheidet, nicht jedoch von den Varianten mit 40 %, 30 % oder 20 % Kaffeeanteil. Ähnlich verhält es sich bei den Siebträgerplatten mit 12 % Bindemittelanteil. Interessant ist, dass sich die Streuung der Siebträgerplatten mit zunehmenden Kaffeesatzanteil reduziert und sich die Platten mit 55 %, 65 %
°
und 75 % Siebträgeranteil zwar von den Werten mit 40 % und 45 % Kaffeeanteil unterscheiden, nicht jedoch von den Platten mit 35 $ und 25 %, und somit auch nicht in Summe von der gesamten
Gruppe.
Bei den Instantkaffeeplatten ist eine tendenzielle Abnahme der Festigkeit mit zunehmenden Kaffeeanteil zu sehen, jedoch kann man auch hier aufgrund der Streuung nicht von einem statistisch signifikanten Unterschied der Platten sprechen. Anhand der ermittelten Ergebnisse ist kein Unterschied
zwischen 10 % und 12 % Bindemittelanteil bei den
Siebträgerplatten erkennbar.
Da alle Platten mit gleichen Mitteln hergestellt wurden, lässt sich die Streuung der Siebträgerplatten bei 650 kg/m? Rohdichte vermutlich auf das Siebträgermaterial zurückführen. Im Verhältnis zu Instantkaffeesatz wurde bei der Verarbeitung subjektiv ein höhere Agglomerationsgrad beim Siebträgersatz während der Beleimung in der Beleimtrommel festgestellt. Dies könnte zu partiell stärker variierenden Kaffeesatzanteilen in den Platten geführt haben und somit auch die Streuung erklären. Auch wenn hier Werte von einzelnen Varianten höher
erscheinen, liegen sie im Verhältnis zur Referenz noch
innerhalb des Streubereiches und es ist aufgrund der vorliegenden Werte von keinem signifikanten Unterschied auszugehen. Die ermittelten Werte lassen sich somit derart interpretieren, dass es bei 650 kg/m? bei Instantkaffee bei höheren Kaffeeanteilen über 35 % zu einer Reduktion und bei (der geringeren Stichprobe der) Siebträgerplatten zu keiner merklichen Reduktion der Querzugsfestigkeit gekommen ist. Generell ist anzumerken, dass sich mit variierenden Mischverhältnissen der Platten auch das zu beleimende Gesamtvolumen aus Kaffeesatz und Holzfasern zwischen den einzelnen Plattentypen sehr stark unterscheidet. Eine Platte mit bspw. 20 % Kaffeeanteil weist bei der Beleimung ein wesentlich höheres Volumen auf als eine Mischung mit 45 % Kaffeesatz oder höher. Dies führt dazu, dass die Beleimtrommel bei geringen Kaffeesatzanteilen wesentlich stärker befüllt ist als bei Mischungen mit hohen Kaffeesatzanteilen. Dies kann die Verteilung des Leimes auf die Fasern und Kaffeesatz wesentlich beeinflussen, weshalb es durchaus nicht auszuschließen ist, dass beim angewandten Beleimvorgang bei höheren Kaffeesatzanteilen eine bessere oder homogenere Beleimung
erzielt werden konnte.
Insgesamt kann festgehalten werden, dass Holzfaserplatten mit einem Kaffeesatzanteil von bis zu 80 %, insbesondere von 20 % bis 45 %, sowohl bei der Biegefestigkeit und beim Biegeelastizitätsmodul, als auch bei der Querzugsfestigkeit überraschend gute Werte aufweisen, wenn sie mit einem Harnstoff-Formaldehydharz verklebt sind, und dies in einem Rohdichtebereich von 550 kg/m}? bis 950 kg/m),
Dies gilt sowohl für Instantkaffeesatz als auch für
Siebträger-Kaffeesatz.
Dickenquellung nach 24 h Wasserlagerung
Für die Wasserlagerung wurden je drei Proben pro Platte in ein Wasserbad (Wassertemperatur ca. 20 °C) gelegt und mittels
Metallsieb unter der Wasseroberfläche fixiert.
Ermittelt wurde die Längen, Dicken und Massenzunahme an 50 x 50 mm großen Proben nach 24 h Wasserlagerung. Dafür wurden die Proben nach dem Wasserbad lediglich leicht
abgetupft und vermessen.
Fig. 6 zeigt eine Darstellung der Längen-, Dicken- und
Massenzunahme nach 24 h Wasserlagerung nach EN 317
In Fig. 6 zeigt sich wieder ein Unterschied zwischen den beiden Rohdichtebereichen. Am deutlichsten unterscheiden sich die Werte bei der Massenzunahme, wobei die Platten mit dem geringeren Bindemittelanteil tendenziell mehr an Masse zunehmen und bei höheren Kaffeeanteilen teils signifikant höhere Massenzunahmen im Vergleich zur Referenz festzustellen sind. Auch bei der Dickenquellung zeigen die 550 kg/m} Platten eine deutlich höhere Zunahme als die 650 kg/m? Platten. Die niedrigsten Werte wiesen die Platten mit Instant Kaffee und einer Rohdichte von 950 kg/m? auf, wobei hier mit steigendem Kaffeesatzanteil statistisch signifikant höhere Zunahmen festzustellen sind. So zeigen die Platten mit 35 % und 45 % Kaffeesatzanteil bei der Massenzunahme und mit 45 % Kaffeesatzanteil bei der Dickenzunahme statistisch signifikant
höhere Werte als die Referenzplatten ohne Kaffeesatzanteil,.
Bei den Siebträgerplatten mit einer Rohdichte von 650 kg/m}
°
und einem Bindemittelanteil von 10 % sind lediglich bei der Massenzunahme der Plattenvariante mit 75 % statistisch signifikante Unterschiede zu den Referenzplatten feststellbar. Alle anderen Varianten unterscheiden sich weder in der Massenzunahme noch in der Dickenquellung signifikant voneinander, wobei bei den Platten mit Kaffeesatzanteilen von >45 $ ein Trend mit steigenden Werten bei steigendem Kaffeesatzenteil festgestellt werden kann. Auch bei den Platten mit Instantkaffe und einer Dichte von 650 kg/m? sind keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den
unterschiedlichen Kaffeesatzanteilen feststellbar.
Auch bei der Wasserlagerung lässt sich interessanterweise kein °
Unterschied zwischen den beiden Bindemittelanteilen von 10 %
und 12 % feststellen.
Hinsichtlich der unterschiedlichen Eigenschaften nach der Wasserlagerung ist allerdings hinzuzufügen, dass tendenziell schlechtere Eigenschaften mancher getesteter Platten keineswegs darauf hinweisen, dass deren Verwendung nicht empfehlenswert wäre, weil es wie schon bei der mechanischen Festigkeit vom jeweiligen Verwendungszweck der Patten abhängt, ob eine bestimmte Zusammensetzung einer erfindungsgemäßen
Holzfaserplatte geeignet ist oder nicht.
Auswertung der Messergebnisse
Alle im Zuge der allgemeinen Arbeitsvorschrift zur
Durchführung der Erfindung gewonnen Erkenntnisse beziehen sich auf eine im Labor hergestellte Holzfaserplatte mit Kaffeesatz. Aufgrund der guten Messergebnisse ist jedoch ein Up-Scaling im Industriemaßstab realistisch. Dies insbesondere dann, wenn die
Platte im Trockenbereich eingesetzt wird.
Tabelle 2: Anforderungen an Platten für allgemeine Zwecke zur
Verwendung im Trockenbereich nach der EN 622-5
TYP: MDE Nenndickenbereiche [mm] Eigenschaft |. Peer „Einheit | 1,8 [>2,5] >4 | >6 ] >9 ] >12 ] >19 | >30 erfahre bis | bis | bis | bis | bis | bis | bis | bis | >45 2,5 4 6 9 12 19 30 45 Dickenqust ung EN 317 % 45 35 30 17 15 12 10 8 6 Querzugs- EN 319 N/mm? | 0,65 | 0,65 | 0,65 | 0,65 | 0,60 | 0,55 | 0,55 | 0,50 | 0,50 festigkeit Bleger EN 310 N/mm? 23 23 23 23 22 20 18 17 15 festigkeit BiegeElastizitäts- EN 310 N/mm? — - | 2700 | 2700 | 2500 | 2200 | 2100 | 1900 modul Typ: Leicht: MDF Nenndickenbereiche [mm] - Prüf- - Eigenschaft verfahren Einheit >6 >9 >12 >19 >30 bis bis bis bis bis >45 9 12 19 30 45 Dickenquellung | x 317 % 20 16 14 12 11 11 24h Querzugs- EN 319 N/mm? | 0,45 | 0,45 | 0,45 | 0,45 | 0,40 0,40 festigkeit
Biege-
1 N 2 2 2 1 1 14 14 festigkeit EN 310 /mm 0 0 8 5 BiegeElastizitäts- EN 310 N/mm? 1700 | 1700 | 1600 | 1500 | 1400 1200 modul UÜlLtraleicht: MDF. Nenndickenbereiche [mm] _ Prüf- _ _ Eigenschaft verfahren Einheit >9 >12 519 >30 bis bis bis 30 bis >45 12 19 45 Dickenquellung | N 317 % 18 14 13 12 12 24 h Querzugs- EN 319 N/mm? |0,15|0,15| 0,15 | 0,13 0,13 festigkeit Biege- 2 1 1 festigkeit EN 310 N/mm 7,7 6,9 6 5, 5, BiegeElastizitäts- EN 310 N/mm? 600 560 510 470 470 modul
In Tabelle 2 sind die Mindestanforderungen nach der EN 622-5 an industriell gefertigte MDF-Platten für den Möbelbereich angeführt. Im Labor hergestellte Faserplatten liegen erfahrungsgemäß 50 % bis 66 % unter den Festigkeitswerten von vergleichbaren industriellen Faserplatten, weshalb auch die im Labor hergestellte Referenzplatte bei einer Rohdichte von
550 kg/m? und 650 kg/m? ohne Kaffeeanteil die Anforderungen nach der EN 622-5 derzeit nicht erfüllen würde. Die Platten mit einer Rohdichte von 950 kg/m* erreichen zwar höhere Biegefestigkeit und Biege-Elastizitätsmodule als in der EN 622-5 vorgesehen, bleiben aber bei der Querzugsfestigkeit
unterhalb der Mindestanforderungen.
Grundsätzlich lässt sich festhalten, dass es bei der Herstellung von Laborfaserplatten immer zu Abstrichen bezüglich der Platteneigenschaften im Verhältnis zu industriell hergestellten Platten kommt. Dies liegt an der Beleimung, der händischen Streuung und der Dauer zwischen Leimauftrag und Heißverpressung. Die geringe Rohdichtestreuung lässt allerdings auf eine homogene Verteilung und für Laborverhältnisse hochwertige und gut verleimte Platten schließen. Der Einfluss der Rohdichte war im Verhältnis zum Leimanteil deutlich stärker. Auch bei den Festigkeiten und der
Wasserlagerung konnten im Wesentlichen nur bei den Rohdichten
ein durchwegs signifikanter Unterschied beobachtet werden. Die Mittelwerte und Standardabweichungen aller geprüfter Platten
sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Tabelle 3: Mittelwerte (MW) inkl. Standardabweichung (STABW)
aller untersuchter Plattenvarianten
RELAB-550-UF ST20-550-UF ST25-550-UF ST30-550-UF ST35-550-UF ST40-550-UF ST45-550-UF
REFLAB-950-UFINSTA20-950-UFINSTA35-950-UFINSTA45-950-UF-
RELAB-550-UF12 ST20-550-UF12 ST25-550-UF12 ST30-550-UF12 ST35-550-UF12 ST40-550-UF12 ST45-550-UF12
INSTA20-650-UF12 INSTA25-650-UF12 INSTA30-650-UF12 INSTA35-650-UF12 INSTA40-650-UF12 INSTA45-650-UF12
Anhand der erzielten Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen lässt sich feststellen, dass zwar nicht alle Platten die Mindestanforderungen der EN 622-5 erfüllt haben,
jedoch zumindest in den meisten Fällen bei der Variante
Siebträger mit einer Rohdichte von 650 kg/m? und einem Bindemittelanteil von 10 % bis zu einem Kaffeesatzanteil von 45 % keine einem Trend folgenden, statistisch signifikanten Unterschiede zu den im Labor hergestellten Referenzplatten
ohne Kaffeeanteile feststellbar sind.
Geht man davon aus, dass im Zuge einer industriellen Fertigung Platten mit Kaffeesatzanteilen mit höheren mechanischen Kenngrößen herstellbar sind und ähnliche Zusammenhänge aufweisen wie in der vorliegenden Patentanmeldung, wäre erst ab einer Zugabe von >45 % Kaffeesatz mit einem stärkeren Abfall der mechanischen Kenngrößen bzw. einem stärkeren Anstieg der Massen und Dickenzunahme nach 24 h Wasserlagerung auszugehen. Vergleicht man die beiden Kaffeesatzvarianten, fällt die etwas geringere Streuung der Instantkaffeeplatten
auf.
Zusammenfassende Feststellungen:
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Platte, insbesondere deren MDF-Qualität, durch folgende Stoff- bzw. Verfahrensparameter beeinflusst
wird:
- Partikelgröße Kaffeesatz: Kleinere Partikel werden besser zwischen den Fasern eingebettet, als dies bei größeren Partikeln der Fall ist.
- Faserlänge: Längere Holzfasern sind flexibler als kürzere Holzfasern. Dies ist dann zu berücksichtigen, wenn kürzere Holzfasern, wie etwa solche, die durch Recycling gewonnen wurden, zum Einsatz kommen.
- Darrmethode: Die Ausgangsprodukte Holzfasern und Kaffeesatz werden bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dadurch entsteht ein rieselfähiges Schüttgut, das einfach gelagert und weiterverarbeitet werden kann. Weiters lassen sich die Anteile an Holzfasern und Kaffeesatz sowie der Harzanteil exakt für das weitere Verfahren berechnen.
- Harzauftrag: Ein homogener Harzauftrag wird dann erzielt, wenn das Harz kontinuierlich auf die vorzugsweise gleichmäßig
bewegten Ausgangsprodukte aufgetragen wird. Dadurch ist es
°
auch möglich, den Harzanteil bis auf 8 $ zu reduzieren. Bei einer industriellen Herstellung der erfindungsgemäßen Platte kann Harzauftrag in einem Blowline-Verfahren erfolgen.
- Vorverdichtung: Die homogene Verteilung von Kaffeesatz und Holzfasern wird nach dem Harzauftrag wesentlich beeinflusst, wenn eine Art Plattenrohling hergestellt wird, der durch Kaltpressen vorverdichtet wurde,
- Zieldichte: Die Zieldichte der Platten wird durch ein Pressdiagramm mit den Parametern Druck und Temperatur
erreicht.
Unter Berücksichtigung dieser Stoff- bzw. Verfahrensparameter liegt es im routinemäßigen Handeln eines Fachmannes auf dem Gebiet der Herstellung von Holzfaserplatten, ein Up-Scaling
für den Industriemaßstab durchzuführen.
Somit kann die erfindungsgemäße, Ressourcen einsparende Holzfaserplatte mit Kaffeesatz auch im Industriemaßstab nachhaltig und erfolgversprechend hergestellt werden. Das bedeutet, dass nicht nur großtechnische Parameter, sondern auch Anforderungen an die Umweltverträglichkeit und Klimaneutralität erfüllt werden. Nachdem MDF-Platten vorrangig aus Fichtenholz hergestellt werden, kann dieses Ausgangsprodukt eingespart werden, zumal gerade die Fichte als Folge des Klimawandels besonders gefährdet ist leidet („Fichtensterben“). Außerdem ist zu berücksichtigen, dass durch den weltweit immer größer werdenden Kaffeekonsum, die Abfallbeseitigung ein Problem darstellt. Dies deshalb, da Unmengen von Kaffeesatz z.B. verbrannt werden müssten, was
freilich einen negativen Einfluss auf die CO2-Bilanz hat.
Die erfindungsgemäße Ressourcen - einsparende Holzfaserplatte kann in MDF und HDF-Qualität bereitgestellt werden, sodass sich als Anwendungsbereiche u.a. die Bau- und Möbelindustrie (incl. die Bereitstellung von Särgen) und die
Automobilindustrie ergeben.
Claims (1)
- Patentansprüche:Holzfaserplatte mit einem Festkörperanteil an Holzfasern, die mit einem Harnstoff-Formaldehydharz verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzfaserplatte Kaffeesatz enthält, und dass der Festkörperanteil an Kaffeesatz°höchstens 80 Gew.-% beträgt.Holzfaserplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörperanteil an Kaffeesatz zwischen 20 Gew.-%und 45 Gew.-% liegt.Holzfaserplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaffeesatz ein Abfallprodukt, das bei der Herstellung von Kaffeegetränken mittels Siebträger anfällt, ist.Holzfaserplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaffeesatz eine durchschnittliche Partikelgrößezwischen 125 um und 2000 um aufweist.Holzfaserplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaffeesatz ein Abfallprodukt, dasbei der Produktion von Instantkaffee anfällt, ist.Holzfaserplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Partikelgröße zwischen 125 um und 2000 um liegt.Holzfaserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzfasern Nadelholzfasernund/oder durch Recycling gewonnene Holzfasern sind.Holzfaserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Harnstoff-Formaldehyd-°Harzes mindestens 8 Gew.-% beträgt, vorzugsweise in einem° °Bereich von 10 Gew.-% bis 12 Gew.-% liegt, bezogen auf 100°Gew.-% der Summe aus Holzfasern und Kaffeesatz.Holzfaserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Dichte im Bereich von 500 kg/m?bis 1.000 kg/m*, vorzugsweise bis 950 kg/m}, liegt.11.12.13.14,23Holzfaserplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass sie einen Festkörperanteil von 20 Gew.-% bis 45 Gew.-%°an Siebträger-Kaffeesatz und einen Anteil von 10 Gew.-% bis°12 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Summe aus Holzfasern und Kaffeesatz, an Harnstoff-Formaldehyd-Harz aufweist, und dass die Rohdichte der Holzfaserplatte einen Wert von 500kg/m? bis 600 kg/m*, insbesondere von 550 kg/m}, aufweist.Holzfaserplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,°dass sie einen Festkörperanteil von 20 Gew.-% bis 45 Gew.-%°an Instantkaffeesatz und einen Anteil von 10 Gew.-% bis 12°Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Summe aus Holzfasern und Kaffeesatz, an Harnstoff-Formaldehyd-Harz aufweist, und die Rohdichte der Holzfaserplatte einen Wert von 500 kg/m} bis600 kg/m*, insbesondere von 550 kg/m?, aufweist.Holzfaserplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,°dass sie einen Festkörperanteil von 20 Gew.-% bis 45 Gew.-%°an Siebträger-Kaffeesatz und einen Anteil von 10 Gew.-% bis 12 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Summe aus Holzfasernund Kaffeesatz, an Harnstoff-Formaldehyd-Harz aufweist, und dass die Rohdichte der Holzfaserplatte einen Wert von 600kg/m? bis 700 kg/m, insbesondere von 650 kg/m}, aufweist.Holzfaserplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,°dass sie einen Festkörperanteil von 20 Gew.-% bis 45 Gew.-%°an Instantkaffeesatz und einen Anteil von 10 Gew.-% bis 12 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Summe aus Holzfasern und Kaffeesatz, an Harnstoff-Formaldehyd-Harz aufweist, und dass die Rohdichte der Holzfaserplatte einen Wert von 600kg/m? bis 700 kg/m, insbesondere von 650 kg/m}, aufweist.Holzfaserplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,°dass sie einen Festkörperanteil von 20 Gew.-% bis 45 Gew.-%°an Siebträger-Kaffeesatz und einen Anteil von 10 Gew.-% bis 12 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Summe aus Holzfasern und Kaffeesatz, an Harnstoff-Formaldehyd-Harz aufweist, und dass die Rohdichte der Holzfaserplatte einen Wert von 900 kg/m? bis 1.000 kg/m, insbesondere von 950 kg/m?3,aufweist.24 / 3416.17.18.24Holzfaserplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Festkörperanteil von 20 Gew.-% bis 45 Gew.-% an Instantkaffeesatz und einen Anteil von 10 Gew.-% bis 12 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Summe aus Holzfasern und Kaffeesatz, an Harnstoff-Formaldehyd-Harz aufweist, und die Rohdichte der Holzfaserplatte einen Wert von 900 kg/m} bis1.000 kg/m?, insbesondere von 950 kg/m}, aufweist.Verfahren zur Herstellung einer Platte nach einem derAnsprüche 1 bis 15 umfassend folgende Schritte:a) Trocknen der Ausgangsprodukte aus Holzfasern undKaffeesatz bis zur Gewichtskonstanz,b) Berechnen der gewünschten Verhältnisse zwischen Holzfasern und Kaffeesatz sowie des Anteils anHarnstoff-Formaldehyd-Harz,c) Kontinuierliches Auftragen des Harnstoff-Formaldehyd-Harzes auf das getrocknete Holzfaser-Kaffeesatz-Gemischd) homogenes Streuen zur Herstellung eines Plattenrohlingse) Vorverdichtung des Plattenrohlings durch Kaltpressenundf) Herstellen der Holzfaserplatte mit Kaffeesatz durchPressen bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur.Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen der Ausgangsprodukte aus Holzfasern undKaffeesatz mittels Darrmethode erfolgt.Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Harnstoff-Formaldehyd-Harz kontinuierlich als feiner Nebel auf das getrocknete Holzfaser-Kaffeesatz-Gemisch aufgetragen wird.
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|---|---|---|---|
| ATA50209/2023A AT526772B1 (de) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | Holzfaserplatte und Verfahren zur Herstellung einer Holzfaserplatte |
| DE212024000101.5U DE212024000101U1 (de) | 2023-03-21 | 2024-03-18 | Holzfaserplatte |
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