用于生产纤维板的方法与流程

本发明涉及一种用于生产纤维板的方法。本发明还涉及一种纤维板。背景技术：1、纤维板，特别是防水纤维板例如从wo 2020/211988 a1已知。然而，由于粘合剂含量高，这些纤维板已被证明非常昂贵。技术实现思路1、本发明的目的是提供一种生产成本更低的防水纤维板。2、所述目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求10的纤维板得以解决。3、根据本发明的用于生产包含纤维和粘合剂的防水纤维板的方法以如下步骤进行：4、-提供纤维，5、-提供粘合剂，6、-提供弹性添加剂，7、-应用粘合剂和弹性添加剂，8、-由提供有粘合剂和弹性剂的纤维形成纤维饼，9、-在压机中压制纤维饼，同时固化粘合剂以生产纤维板，其中10、分别基于(绝对干燥)纤维板的总重量，使用15重量％至35重量％的三聚氰胺树脂、酚醛树脂、它们的混合物和混合缩合物和/或胍胺树脂、和5重量％至20重量％的尿素树脂、以及0.1重量％至7重量％弹性添加剂作为粘合剂。11、尿素树脂比三聚氰胺树脂便宜。令人惊讶地发现，用于防水纤维板的粘合剂可以补充有尿素树脂。尿素树脂可水解，特别是被热水水解，因此似乎不适合生产防水纤维板。在这方面，尿素树脂用于生产防水纤维板的适用性是本领域技术人员意想不到的。尿素树脂的使用使得纤维板更便宜。12、为了生产根据本发明的防水纤维板，首先提供纤维。可以使用有机或无机纤维。天然纤维，例如木质纤维素纤维、棉或亚麻纤维或合成纤维，例如由热塑性材料如聚乙烯或聚丙烯、以及聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚氨酯制成的纤维可用于生产根据本发明的纤维板。无机纤维例如碳纤维或由矿物或陶瓷原料制成的纤维或玻璃纤维在与其他纤维混合时特别适合用于生产防水纤维板。特别地，纤维的混合物，特别是前述纤维的混合物可以用于生产根据本发明的材料。纤维的混合物能够调节根据本发明的材料的性能，例如弹性或弯曲性能、形状稳定性、强度，还有制造性能或加工性能。如果纤维是由可再生原材料制成的，特别是木质纤维素纤维，例如使用来自木材、竹子或一年生植物的纤维，可以获得廉价且易于加工的纤维。天然纤维优选未经处理地使用，即纤维成分是纤维素和木质素以及可能的半纤维素，并且它们的性质没有被化学过程改变。不排除吸湿纤维的使用，特别是如果在生产或压制根据本发明的材料之前，这些吸湿纤维至少被部分干燥的情况下。13、上述木质纤维素纤维特别包括通过化学或物理方法从植物获得的所有纤维。物理获得的纤维的典型例子是软木纤维、硬木纤维或竹纤维，或通过机械纤维分离获得的来自其他有机原材料的纤维。化学获得的纤维的示例是来自木材、一年生植物或其他原料，特别是可再生原料的纸浆纤维。特别通常使用机械离纤产生的木纤维，目的是尽可能减少木质素和半纤维素的损失。也可以使用纤维的混合物，特别是为了调节材料的性能(强度性能、重量)，而且还可以以成本优化的方式使用原材料纤维。本发明意义上的纤维也是纤维束；还包括较小的碎片，只要它们的纤维仍然能够很大程度被涂有粘合剂即可。根据本发明，优选纤维板的纤维含量超过纤维板总重量的50重量％。进一步优选木质纤维素纤维的比例大于总纤维含量的50重量％。14、就与本发明有关的物质的使用给出的信息而言，通常是粘合剂、弹性剂或疏水剂、固化剂、着色剂或其他添加物，特别是按重量％计的信息，该信息是指相应物质的100％固体。物质的实际剂量可以是溶液、混合物或固体含量小于100重量％的其他形式。在这种情况下，有利地还说明或要说明所提供的溶液或混合物的固体含量。下面给出了常见固体含量的示例，但这些示例不被视为具有约束力：对于粘合剂以及对于弹性剂或对于乳液来说，固体含量可以假设例如50重量％至60重量％，对于固化剂来说，固体含量例如为15重量％是常见的，着色剂例如可以具有24重量％的固体含量。特别是对于纤维或含纤维产品例如纤维板，术语“绝对干燥(atro)”与本发明结合使用，其指的是绝对干燥的纤维或含纤维产品。如果纤维或含纤维产品或含水产品在105℃下干燥至恒重，则称为“绝对干燥”。15、为防水纤维板的生产提供粘合剂。使用三聚氰胺树脂、酚醛树脂、它们的混合物和混合缩合物，或者一方面使用胍胺树脂，另一方面使用尿素树脂。根据本发明使用的粘合剂优选包含三聚氰胺树脂。三聚氰胺树脂，通常是三聚氰胺-甲醛树脂，以水溶液形式使用，其中三聚氰胺树脂的固体含量优选为基于水溶液的至少45重量％，固体含量有利地超过50重量％。固体含量的上限由三聚氰胺树脂的溶解度和必要情况下的加工性能规定，例如在喷嘴中。或者，三聚氰胺树脂也可以固体形式使用，特别是粉末或颗粒形式。三聚氰胺树脂优选作为粘合剂，因为它不溶胀、不吸湿且耐水解。酚醛树脂可用作三聚氰胺树脂的替代品或与三聚氰胺树脂的混合物。酚醛树脂虽然具有防水性，但其颜色较深，并且由于其含碱量而具有轻微的吸湿性，这在用于防水纤维板时可能是不利的。合适的树脂例如为胍胺树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂(muf树脂)以及三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂(mupf)。上述各种树脂，特别是三聚氰胺树脂、尿素树脂和酚醛树脂，既可以彼此混合使用，也可以作为混合缩合物使用。合适的胍胺树脂，例如具有甲基-羟甲基，例如公开于ep o011049a1中。16、根据本发明，三聚氰胺树脂和/或酚醛树脂或胍胺树脂与尿素树脂组合使用。在本发明的上下文中，组合是指将两种或更多种粘合剂的混合物同时或彼此间隔地施用到纤维上，例如，作为与尿素树脂混合的mf树脂(三聚氰胺甲醛树脂)。或者，可以使用诸如muf树脂或mupf树脂的混合缩合物。相继使用粘合剂的组合，例如因为它们不能混合使用或者因为不同粘合剂的单独应用具有有利的效果。优选粘合剂主要包含三聚氰胺树脂。17、根据本发明，基于(绝对干燥)纤维板的总重量，三聚氰胺树脂在粘合剂中的比例为15重量％至35重量％、特别是20重量％至30重量％、有利地20重量％至25重量％、特别优选15重量％至25重量％。三聚氰胺树脂可以全部或部分用酚醛树脂代替。根据本发明，分别基于(绝对干燥)纤维板的总重量，尿素树脂的比例为5重量％至20重量％、有利地为5重量％至18重量％、优选为10重量％至18重量％、特别优选为10重量％至15重量％。防水纤维板中尿素树脂的高比例是非常有利的。由于尿素树脂是廉价的粘合剂，因此尿素树脂的使用有助于显着降低根据本发明的纤维板的成本。18、分别基于(绝对干燥)纤维板的总重量，用于生产防水纤维板的粘合剂的总量优选为至多48重量％、特别优选至多45重量％、有利地至多43重量％、特别有利为20重量％至40重量％。基于(绝对干燥)纤维板的总重量，用于生产防水纤维板的粘合剂的总量可以优选为例如最多40重量％、有利地最多35重量％、特别有利地最多30重量％，而所使用的最小量有利地为25重量％。与已知的防水纤维板相比，粘合剂的总体使用量减少也有助于降低防水纤维板的生产成本。在防水纤维板的生产中减少粘合剂的使用似乎是不寻常的。更令人惊讶的是，可以通过减少粘合剂的使用来生产不溶胀或很少溶胀的防水纤维板。如果将所使用的粘合剂的总量与一方面是三聚氰胺树脂和/或酚醛树脂的使用量以及另一方面是尿素树脂的使用量相关联，则可以明显看出，一方面三聚氰胺树脂或酚醛树脂各自的量以及另一方面尿素树脂的量可以在很大范围内变化。这为根据本发明的纤维板的生产提供了灵活性并且能够特别是通过使用廉价的尿素树脂在大范围内节省成本。19、有利地，一方面三聚氰胺树脂或酚醛树脂和另一方面尿素树脂的比例为3.5：1至1：1、优选3：1至1：1、特别有利地2.5：1、优选2.5-1.5：1。在上述限度内，可以连续调节一方面三聚氰胺树脂或酚醛树脂与另一方面尿素树脂之间的比例。在该混合范围之外的一方面三聚氰胺或酚醛树脂与另一方面尿素树脂的混合物虽然也能够生产防水纤维板，但只能在较小程度上利用本发明的优点。20、有利地避免或排除使用热塑性粘合剂，特别是避免或排除使用大于7重量％的热塑性粘合剂。根据本发明的纤维板优选不含卤素(例如氟、氯)，而且不含对苯二甲酸酯。21、根据有利的实施例，板状材料可以通过添加弹性体或热塑性塑料来制造，其用作弹性添加剂，例如其弹性性能可以通过添加聚乙酸乙烯酯(pvac)或乙基乙烯基乙酸酯以及改性异氰酸酯化合物来改性，特别是改进。丙烯酸酯或苯乙烯丙烯酸酯优选用于使根据本发明的防水纤维板弹性化，特别是以液体添加剂的形式，例如分散体或乳液，因为它们是防水的。优选使用玻璃化转变温度tg小于0℃的丙烯酸酯和苯乙烯丙烯酸酯。还有二醇，例如单乙二醇或二甘醇适用于使防水纤维板弹性化，己内酰胺、长链二醇或三醇例如甘油也是如此，以及多元醇、糖、糖醇或胍胺化合物适合作为弹性添加剂。上述弹性化添加剂可以各自单独使用，但也可以以两种以上上述组分的混合物的形式使用。弹性体或热塑性塑料的添加降低了防水纤维板的脆性并提高了其弹性性能，例如弹性模量。另外，弹性添加剂的添加使得根据本发明的防水纤维板更平坦。基于(绝对干燥)防水纤维板总量，弹性添加剂按100重量％固体计算的比例为0.1重量％至7重量％、优选1重量％至5重量％、有利地为2重量％至4重量％。22、将弹性添加剂在应用到纤维上前添加到例如粘合剂例如三聚氰胺树脂，并与粘合剂一起施加到纤维上。或者，弹性剂有利地在粘合剂之前或更优选地在粘合剂之后施加到纤维上，例如在干燥管吹气管线的端部。23、根据本发明的特别有利的实施例，弹性添加剂在粘合剂的生产过程中添加并缩合成粘合剂。该过程确保了弹性添加剂的高效性。24、根据本发明的有利实施例，将固化剂添加到粘合剂中，这引起粘合剂的固化，通常是化学反应，例如加速缩合反应或加成反应。固化剂的典型例子是硫酸铵。通过添加固化剂，可以优化压机中粘合剂的固化。固化剂在此不会成为粘合剂的一部分，因为作为催化剂，它仅引发化学反应而不会成为所得聚合物的一部分。分别基于(绝对干燥)防水纤维板的总重量，固化剂的用量为0.1重量％至2重量％、优选至多1重量％、更优选在应用粘合剂之后施加，有利的例如在干燥管吹气管线的端部施加。25、使用疏水剂来生产根据本发明的防水纤维板被证明是进一步有利的。可以使用例如石蜡或蜡，其通常作为乳液，分别基于(绝对干燥)防水纤维板的总量，通常以基于板状材料的重量计最多4重量％的量使用、通常以最多2重量％的量使用、通常以0.1重量％至1.5重量％的量。疏水剂通常以液体形式使用，例如作为乳液或分散体。或者，可以使用热石蜡。它可以在粘合剂之前或之后使用，或者与粘合剂一起使用。疏水剂的使用还有助于降低板状材料溶胀的趋势。26、为了确保在使用防水纤维板时能够正确识别根据本发明的防水纤维板，使用颜料对根据本发明的纤维板进行着色可以证明是有利的。为此目的，例如可以使用基于(绝对干燥)防水纤维板总量的0.01重量％至2重量％、有利地0.05重量％至1.5重量％、特别是0.1重量％至1重量％的着色剂。27、防水纤维板可选地含有添剂。作为一种可能的添剂，填料可以帮助优化板状材料的重量，通常是为了减轻重量，但在某些情况下也可能是为了增加重量，或者它们可以帮助进一步改善由粘合剂和纤维制成的基质结构。添剂或添剂的组合可以替代地或附加地用于优化板的某些性能，例如导电或导热、绝缘性能或强度性能。添剂通常代替根据本发明的纤维板中的纤维。由于防水纤维板在水存在下应具有最小的溶胀，特别是最小化的厚度溶胀，因此优选选择不吸湿或不溶胀的添剂或填料以及耐水解的添剂或填料。这种添剂或填料可以是矿物颗粒，也可以是陶瓷、合成材料或由玻璃或金属制成的颗粒。例如，碳酸钙(caco3)和/或重晶石(baso4)可用作填料，金属颗粒可用于改善导热性和/或导电性，或者膨胀塑料颗粒可用于减轻重量。颗粒的尺寸优选不大于一毫米，优选在10μm至800μm之间。颗粒可以具有任何形状，例如粒状或粉状，也有丝状。也可以使用不同颗粒的混合物，例如不同材料、形状或尺寸的混合物。基于(绝对干燥)防水纤维板的总重量，使用最多30重量％、特别优选最多20重量％、有利地最多15重量％的添剂。添剂或填料的使用量的下限取决于其可检测性。添剂或填料可以在应用粘合剂之前或之后施加到纤维上，优选通过喷涂或散布的方式施加到纤维上。28、防水纤维板的压制条件，特别是压力和温度，与已知木质材料的压制条件基本相同。用于生产根据本发明的纤维板的压力和温度例如在普通hdf板(高密度纤维板)范围内。然而，压制时间可以显着小于已知的非防水hdf板的压制时间。根据本发明的材料可以在例如用于生产木质材料的那些压机中极好地生产。特别是连续或不连续的热压机，例如带有旋转加热金属带的连续双带压力机或带有压板的间歇工作压力机。这样就可以生产出不同于wpc的板形式，而不局限于生产宽度不超过100cm的窄木板形式。相反，可以提供传统的板形式，如木质板所常见的那样。防水纤维板优选不经挤压成型。29、与木质材料一样，纤维饼通常通过散布的方式生产。将有利地提供有全部量的粘合剂的优选干燥的纤维散布到载体上，通常在传送带上，通常以均匀的层形式，但也可以以多层形式，其中这些层可能在纤维、粘合剂或添加物方面具有不同的组成。如果需要，分散的纤维饼首先通过载体上的预压机，然后在压机中压制。30、能够施加足够压力和温度的任何压机都是合适的，不仅可以是纤维板被压在两个片材之间的不连续板压机，以及特别可以是其中防水纤维板被压在两个旋转金属带之间的连续压机。优选使用热压机，其压板或旋转金属带被加热至预定温度。合适的压制温度可以选自110℃至250℃，优选110℃至180℃，有利地140℃至160℃(压片或压带的温度)。板材越薄，可选择越低的压制温度。或者，可以提高压制速度，即可以缩短压制时间。合适的压制压力例如在0.3n/mm2至5.5n/mm2的范围内、特别是1n/mm2至3n/mm2。压制时间有利地为6秒/mm板厚度(下文中：s/mm)至60s/mm、通常10s/mm至30s/mm、优选20s/mm至25s/mm。为了最小化压制时间，可以在上述范围内升高温度。在连续压制的情况下，取决于压机的长度，通过压制生产防水纤维板的旋转金属带的进给速度通常在250mm/秒和400mm/秒之间、优选在300mm/秒和350mm/秒之间。31、实际的压制过程之前可以进行预压以压实纤维饼。可选地，压制机之后可以有用于冷却纤维板的装置，特别是用于在预定压制压力下冷却的装置，该预定压制压力可以低于材料压制期间的压制压力。冷却星形翻转机通常用于冷却板材。冷却可防止板变形。32、本发明还涉及一种防水纤维板，包括纤维和粘合剂，其中，分别基于(绝对干燥)纤维板的总重量，所述纤维板含有15重量％至35重量％的三聚氰胺树脂、酚醛树脂、它们的混合物和混合缩合物或胍胺树脂、以及5重量％至20重量％的尿素树脂。上面已经结合根据本发明的方法解释了这种防水纤维板的组合物的优点。上面结合该方法解释的防水纤维板的所有组分都可以是根据本发明的防水纤维板的组分，特别是以其中提到的比例。本技术中描述的方法或纤维板的各个特征可以彼此自由地组合，并且在技术上尽可能地彼此独立。33、根据本发明的防水纤维板的特征在于其在湿气(即水)的影响下不表现出任何显着的厚度膨胀。基于原始板厚度，小于3％、优选小于2％的厚度膨胀在本发明的含义内被认为是不显着的。根据本发明针对最小厚度膨胀而优化的、被认为是防水的纤维板具有根据din en 317的厚度膨胀，或者作为涂覆纤维板具有根据din 13329仅为0.5％至1％的边缘膨胀。在此应当指出的是，根据本发明的纤维板是未涂覆的，因此本技术中给出的数据是基于din en 317测试的。34、因此，根据本发明的防水纤维板是低膨胀的，或者当达到基于原始板厚度的高达1％的最大厚度膨胀时，是不膨胀的并且尺寸稳定。这允许例如在用于生产人造板的已知设备上可以生产廉价的、板状的、基本上不溶胀的、相对于水或湿度而言尺寸稳定的材料，其不限于狭窄的规格并且优选地最大化使用可再生原材料。35、根据本发明的防水纤维板具有良好的强度性能，特别是高横向拉伸强度，其为至少2.5n/mm2、优选至多3n/mm2、特别是至多4n/mm2。根据本发明的纤维板具有高抗压强度。良好的强度特性意味着根据本发明，在紧固防水纤维板时只需使用较少的紧固器件如螺纹件，因为单个紧固器件在板中的固定效果更好。较高的横向拉伸强度还允许对根据本发明的纤维板进行更强化的加工，例如在狭窄的表面铣削复杂的轮廓。例如，可以将复杂的轮廓融入到厚度仅为4.3mm的板的狭窄表面中，从而在竖直和水平方向上将两个互锁板彼此对齐或连接。高压缩强度使得防水纤维板能够实现高点负载，从而可以例如适用于车辆装载地板或作为储存区域的地板。防水纤维板的高抗弯刚度使其可以用作建筑元件，例如用于墙体加固。36、根据本发明的防水纤维板的密度优选在1000kg/m3至1800kg/m3之间、特别是在1000kg/m3至1600kg/m3之间、有利地在1000kg/m3至1300kg/m3之间，特别有利地在1000kg/m3至1200kg/m3之间。由于粘合剂用量较高，本发明的纤维板相比于例如粘合剂含量较低的木质材料(如hdf板)具有更高的重量。37、根据本发明的纤维板通常具有两个主表面，这两个主表面在下文中也称为顶部和底部。纤维板的窄表面或边缘布置在顶部和底部之间。成品纤维板的厚度可以为0.8mm至50mm、典型地在1mm至25mm之间、通常在3mm至20mm之间。典型的应用可能需要4mm至10mm的防水纤维板厚度、特别是在4mm至7mm之间。根据本发明的纤维板可以具有平坦的主表面；顶部和/或底部还可以被压花或铣削或以某种其他方式加工，使得基于材料的表面纤维板具有可变的厚度，例如在带有浮雕的家具正面。防水纤维板优选具有在其整个厚度上基本均匀的组成。38、顶面和底面以及窄表面可以使用标准工具进行加工。它们可以例如被锯切、切割或铣削。根据本发明的纤维板的最大长度和宽度仅受到用于生产该材料的可用压机的限制。通过将成品防水纤维板拆解或分割，可以制成更小的尺寸。纤维板的典型尺寸在压机中生产后可以为5600mm(长)x 2070mm(宽)或5600mm x 2800mm，在分割成地板、墙壁或天花板后为1380mm x 195mm或3048mm x 2800mm。后一种形式特别适合用作建筑中的结构板，因为板的宽度就是地板的高度。39、根据本发明的防水纤维板可以以多种方式使用，特别是用于室内建筑和室外建筑中或户外应用中的结构目的。它们可以例如用作地板、天花板和/或墙壁覆盖物、用于生产内部配件或家具，特别是用于车辆的内部配件，例如车舱或地板，但也可在户外作为正面板或覆层，例如作为幕墙立面、作为阳台覆层、作为外部窗台或屋顶覆盖物，也可用于户外家具或用于制作标志。根据本发明的防水纤维板适合作为潮湿房间中的墙壁、天花板和/或地板覆盖物，而且还适合为它们配备隔断、长凳或家具。40、根据本发明的防水纤维板可以进行涂覆、着色、涂漆或以其他方式装饰。特别是表面涂层，例如从木质材料领域已知的可以应用于根据本发明的材料的表面。此外，根据本发明的板状材料可以用作夹芯板的组分，即夹芯板的组分将根据本发明的材料连接至相同或其他膜或板状材料，特别是木质板，但也可以是塑料板或膜，以形成夹芯板。涂层可以进一步改善防水纤维板的膨胀和收缩性能。41、本发明的上述特征中的每一个特征都可以彼此自由组合。