DE1116889B - Verfahren zur Herstellung von Platten oder Formteilen aus nicht aufgeschlossenen Holzfasern - Google Patents

Description

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ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

U5593IC/38I

8. SEPTEMBER 1958

9. NOVEMBER 1961

Holzspanplatten werden aus Holzspänen gefertigt, die mit einem Bindemittel versehen sind, das bisher durch Spritzdüsen auf die trockenen Holzspäne aufgestäubt wird. Das Bindemittel verteilt sich dabei auf den Holzspänen ungleichmäßig.

Die bekannten aus flachen Holzspänen mit 8% Bindemittelzusatz durch Pressen hergestellten Holzspanplatten weisen bei einer Biegefestigkeit von 150 bis 200 kg/cm² und einer Zugfestigkeit von 80 bis 100 kg/cm² in Längsrichtung der Platte nur eine Querzugfestigkeit, d. h. eine Zugfestigkeit quer zur Plattenebene, von 3 bis 6 kg/cm² auf. Infolgedessen läßt sich die Festigkeit dieser Holzspanplatten durch eingearbeitete Armierungen nicht steigern, weil die mit der Armierung versehenen Holzspanplatten lange vor Erreichen der Zugfestigkeitsgrenze der Armierungseinlage aufgespalten sind, wenn sie auf Biegung beansprucht werden.

Andererseits erreicht man mit den Verfahren der Papier-, Pappe- und Holzfaserplattentechnik bessere Werte der Querzugfestigkeit. Bei diesen Verfahren geht man bekanntlich von prismatischen Holzstücken, den sogenannten »Hackschnitzeln« aus. Diese Hackschnitzel sind etwa 10 bis 20 mm lang und etwa 10 mm dick und breit. Sie werden mit chemisch wirkenden Mitteln, wie Säuren, Laugen, überhitztem Dampf usw., behandelt und dann weitgehend in die gewachsenen Holzfasern zerlegt.

Diese Aufbereitungsverfahren erfordern einen hohen Aufwand an Wasser, Wärme und mechanischer Energie. Der hohe Wasserverbrauch ist darauf zurückzuführen, daß die durch die chemischen Mittel in dem Holz aufgeschlossenen Stoffe von dem Abwasser aufgenommen werden und aus diesem nicht in einfacher Weise zu entfernen sind. Die Holzfasern werden aus der wäßrigen Aufschwemmung auf Sieben zur Bildung von Faser-Vliesen niedergeschlagen. Dabei könnte die Armierung in dem Faservlies nur unter großem Aufwand angeordnet werden. Dieser Aufwand entfällt zwar bei dem im Trockenverfahren hergestellten Faserplatten, weil die Fasern zuvor getrocknet werden, bevor sie pneumatisch zu einem Vlies geformt werden, der Aufwand an Wasser und Chemikalien für den Aufschluß der Fasern mittels der chemisch wirkenden Mittel bleibt jedoch bestehen.

Die Erfindung geht von folgender Erkenntnis aus: Man erreicht bei Platten und Formkörpern, die aus Holzfasern hergestellt werden, eine ausreichende Querzugfestigkeit ohne den hohen Aufwand, der bei dem chemischen Aufschluß der Holzfasern erforderlich ist, wenn man das Holz rein mechanisch in

IO Verfahren zur Herstellung

von Platten oder Formteilen

aus nicht aufgeschlossenen Holzfasern

Anmelder:
Uranus-Trust reg., Vaduz (Liechtenstein)

Vertreter: Dr. P. Junius, Patentanwalt,
Hannover-Waldhausen, Kärntnerplatz 6

dünne, fadenartige Fasern zerkleinert, die sich ebenso wie die durch chemische Mittel aufgeschlossenen Holzfasern nach allen Richtungen verfilzen. Diese Aufgabe, das Holz rein mechanisch in dünne, fadenartige Fasern zu zerkleinern, wird erfindungsgemäß in folgender Weise gelöst:

Mittels einer Lohschnitt-Raspehnaschine oder eines Flachzerspaners werden flache Holzspäne erzeugt und im Wasser schwimmend mit mechanischen Mitteln in schmale fadenartige Fasern von 10 bis 20 mm Länge und 0,2 bis 0,5 mm Dicke und Breite zerlegt, dann werden die fadenartigen Fasern entwässert und zu einem zu verpressenden Faservlies vereinigt bzw. verfilzt.

Dem Wasser, in dem die flächenhaften Holzspäne aufgeschwemmt sind und in dem sie zerlegt werden, wird das Bindemittel, z. B. eine Kunstharzlösung gleich zugesetzt, die in bekannter Weise auch mit Wachs-Harz- oder Fettemulsionen versetzt wird.

Bei diesem Verfahren bleibt die Festigkeit der Holzfasern erhalten und die Holzfasern werden dabei mit dem im Wasser befindlichen Bindemittel und gegebenenfalls 'mit anderen, z. B. hydrophobierend wirkenden Zusätzen, innig vermischt.
Die erfindungsgemäß mit den im Wasser gelösten bzw. emulgierten Stoffen, wie Kunstharz, Harz- oder Fettemulsion, innig gemischten und getränkten fadenartigen Fasern werden dann z. B. durch eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge entwässert. Das dabei anfallende Zentrifugenabwasser wird wieder in den Behälter geleitet, der zur Naßzerkleinerung der Holz-, späne dient. Es entsteht also praktisch nur ein geringer Wasserverbrauch, und es wird dem Behälter, in dem

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die Späne zerkleinert wurden, immer nur soviel dem Behälter 5 mit einem schnellaufenden Rühr-Wasser und Kunstharz zugesetzt, wie an den ent- werk 6; in den Behälter 5 werden außer den Spänen 3 nommenen und entwässerten Fadenspänehen haften Wasser durch den Zulauf 7 und vorzugsweise gleichgeblieben ist. Die den Spänen zugegebene Kunstharz- zeitig Kunstharz aus der Dosiereinrichtung 8 eingemenge ergibt sich aus der Konzentration in dem Naß- 5 führt. Die in reinem Wasser oder in einer stark verzerkleinerungsbehälter. Es können auch noch Mine- dünnten wäßrigen Kunstharzlösung aufgeschwemmten ralien, wie Kalk oder Metallsalze, zugegeben werden, dünnflächigen Holzspäne 3 werden durch die Wirbel um in an sich bekannter Weise das Kunstharz auf des Schnellrührwerkes zerkleinert und dabei vorder Holzfaser, z. B. durch Zugabe von Aluminium- zugsweise gleichzeitig mit der Kunstharzlösung gesulfat, auszufallen. Es kann auch C O₂ in den Naß- io tränkt. Die Flüssigkeit mit darm zerkleinerten Spänen Zerkleinerungsbehälter eingeleitet werden, um das gelangt über den absperrbaren Abfluß 9 in die Zen-Kunstharz auszufällen. triftige 10. Darin wird die Flüssigkeit von den faden-

Die dem Wasser zugesetze Kunstharzmenge kann artigen Fasern 11 getrennt und mittels der Pumpe 12 je nach verlangter Qualität 2 bis 8 kg auf 100 kg über die Rohrleitung 13 in den Behälter 5 zurück-Holzmasse betragen. Die entwässerten Fasern werden 15 geleitet. Die anfallenden fadenartigen Fasern 11 sind dann vorzugsweise bei niedrigen Temperaturen im in Fig. 3 dargestellt. Aus der Zentrifuge 10 fallen sie Luftstrom (pneumatisch) getrocknet, zu einem Vlies auf ein Förderelement 14, welches die Fasern zur geformt und gepreßt. Bei der Vliesbildung verfilzen Weiterverarbeitung der Pressenanlage zuführt. Die sich die fadenartigen Fasern. Der aus dem Vlies ge- Fasern werden in dem Zustand, in dem sie die Zenfertigte Formteil hat daher eine wesentlich höhere 20 trifuge 10 verlassen, oder nach einem zwischen-Querzugfestigkeit als der aus flach übereinander ge- geschalteten Trockenvorgang zu einem Faservlies schichteten Spänen hergestellte Formteil. geformt und verpreßt.

Diese Formteile eignen sich erfindungsgemäß be- Das neue Verfahren beschränkt sich nicht auf die

sonders zur Herstellung von armierten Holzwerk- dargestellten Ausführungsbeispiele. So können die stoffen, z. B. von Betonschalungsplatten mit Einlagen as dünnflächigen Späne aus den Holzstämmen auch mit aus dünnem Baustahlgewebe unter den Oberflächen; scheibenförmigen, konischen oder topfartigen Zerdamit werden Festigkeiten erreicht, die mit unbewehr- Spanungswerkzeugen erzeugt werden, wie sie ganz ten Holzwerkstoffen nicht zu erzielen sind. allgemein zur Herstellung von dünnflächigen Spänen

Als Zerkleinerungsmaschine wird mit Vorteil ein für Spanholzplatten oder -formteilen bekannt sind, schnell laufendes Rührwerkzeug in einem napfartigen 30 Diese Späne können auch in einem geschlossenen Stator benutzt, dessen Napfwand kammartig ge- System im Wasser oder in stark verdünnter Kunstschlitzt ist, und dessen Rotor innerhalb der kamm- harzlösung noch zerkleinert werden, indem die Späne artigen Napfwand drehbar angeordnet ist. Der Rotor und die Flüssigkeit lediglich in einem Behälter gebesteht aus einer Scheibe mit vereinzelt auf der mischt und dann im Durchfluß durch eine an sich Scheibenfläche angeordneten Schlagteilen, von denen 35 bekannte Naßaufbereitungsmühle geschickt werden, jeder mit einem Messer bestückt ist. Geeignet sind solche Naßaufbereitungsmühlen, bei

Die Zeichnung dient zur Veranschaulichung des denen das im Wasser aufgeschwemmte Gut durch Verfahrens nach der Erfindung. Es zeigt Wirbelbildung zerkleinert wird.

Fig. 1 schematisch die Ansicht einer kontinuierlich Die fadenartigen Fasern brauchen nicht mittels

arbeitenden Anlage zur Herstellung der flächenhaften 40 einer Zentrifuge mechanisch entwässert zu werden. Holzspäne mit dem wassergefüllten Rührgefäß und Hierfür können auch andere bekannte Geräte wie dem Rührwerkzeug sowie der darunter befindlichen Walzen- oder Schneckenpressen eingesetzt werden. Zentrifuge und einem unter der Zentrifuge angeord- Eine Zentrifuge hat jedoch den Vorteil, daß sie die neten Aufnahmeband für die entwässerten faden- Fasern weitestgehend schont und sehr gleichmäßig artigen Holzfasern, 45 entwässert, weil die Grenze immer scharf ist, an der

Fig. 2 eine Draufsicht auf die flächenhaften Holz- die Fliehkraft in der Zentrifuge gegen die Kapillarspäne, die das Ausgangsmaterial für die Holzzerklei- kräfte, die das Restwasser in den Holzporen festnerung sind, halten, nichts mehr ausrichten kann. Das erleichtert

Fig. 3 eine Ansicht der aus der Zentrifuge die genaue Dosierung der Kunstharzmenge, die den anfallenden fadenartigen Holzfasern. 50 Spänen zuzufügen ist. Wenn nämlich beispielsweise

Gemäß Fig. 1 wird der Holzstamm 1 durch die in den fadenartigen Fasern 10 °/o Kunstharz enthalten Messerwalze 2 in dünnflächige Holzspänehen 3 zer- sein soll und die Zentrifuge auf einen Feuchtegehalt legt. Deren Länge in Faserrichtung ist durch Ritzer von 50°/o entwässert, dann enthalten 10 kg zentrifuauf der Messerwalze 2 oder kammartig versetzte gjerter Fasern 10 kg Flüssigkeit; darin muß 1 kg Messer in bekannter Weise bestimmt. Sie beträgt vor- 55 Kunstharz gelöst sein. Die Kunstharzlösung muß also zugsweise zwischen 10 und 30 mm. Die Dicke der 10%ig eingestellt werden und es ist dann gleichgültig, dünnflächigen Holzspäne 3 ist bestimmt durch den wieviel Fasern jeweils in einer Menge Kunstharz-Messerüberstand an der Messerwalze 2 sowie das lösung zerkleinert und dann abzentrifugiert werden; Verhältnis aus der Vorschubgeschwindigkeit, mit der denn die in der Flüssigkeit enthaltene Kunstharzder Holzstamm 1 gegen die Messerwalze geschoben 60 menge, also die Lösungskonzentration und der exakte wird, zu der Drehzahl der Messerwalzen. Die Dicke Entwässerungsgrad der Zentrifuge bestimmen allein der Holzspäne soll vorzugsweise zwischen 0,1 und und sehr genau die Kunstharzmenge in den Fasern. 0,4 mm betragen. Die Dosierung der Kunstharzmenge ist also sehr ein-

Fig. 2 zeigt einige dieser dünnflächigen Holz- fach. Diese Vereinfachung ist von großer Bedeuspäne 3. Die mit der Messerwalze 2 erzeugten Holz- 65 tung gegenüber den bekannten Verfahren, bei denen späne 3 werden durch ein Förderelement 4 in die Späne und Kunstharz mittels automatisch gesteuerter Vorrichtung geführt, in der sie zu fadenartigen Fasern Waagen und Dosierpumpen den Misch- und Bedüzerkleinert werden. Diese Vorrichtung besteht aus sungseinrichtungen in genau vorgeschriebenem Men-

genverhältnis zugeführt werden müssen. Die Verteilung des Kunstharzes ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren viel besser als bei jedem bekannten Verfahren, das mit einer Bedüsung der Fasern arbeitet. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Fasern mit Kunstharz getränkt werden. Sie können aber auch in bekannter Weise nur an der Oberfläche beharzt werden, wenn das Harz aus der Lösung ausgefällt wird. Abwasserverluste oder Abwasserprobleme entstehen nicht, weil die abzentrifugierte Flüssigkeit ständig wiederverwendet wird. Es wird nämlich jeweils immer nur so viel Wasser und gegebenenfalls Kunstharz zugegeben, wie an den Fasern in der Zentrifuge haften geblieben ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mit rein mechanischen Mitteln ein Stoff erzeugt, der praktisch ebenso gut verfilzt ist wie ein durch chemisch wirkende Mittel in die gewachsenen Fasern zerlegter Holzfaserstoff. Ein derartiger Stoff eignet sich vorzüglich zur Herstellung fester, gegebenenfalls durch Armierungseinlagen versteifter Platten oder Formteile aus Holzwerkstoff.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Platten oder Formteilen aus nicht aufgeschlossenen Holzfasern, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Lohschnitt-Raspelmaschine oder eines Flachzerspaners erzeugte, flache, längsgefaserte Holzspäne im Wasser schwimmend mit mechanischen Mitteln in schmale fadenartige Fasern von 10 bis 20 mm Länge und 0,2 bis 0,5 mm Dicke und Breite zerlegt, dann die fadenförmigen Fasern entwässert und zu einem zu verpressenden Faservlies vereinigt bzw. verfilzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser, in dem die Holzspäne in Fasern zerlegt werden, das Bindemittel zugesetzt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser, in dem die Holzspäne mechanisch zerfasert werden, an sich bekannte hydrophobierend wirkende Stoffe zugesetzt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem zur Zerfaserung dienenden Wasser an sich bekannte, das Kunstharz ausfällende Stoffe zugesetzt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem fertigen Holzwerkstoff enthaltene Bindemittelmenge durch konstant gehaltene Konzentration der Lösung, in der die Späne zerfasert werden, und durch einen konstant gehaltenen Entwässerungsgrad eingestellt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Entwässerung der Holzfasern anfallende Abwasser dem Behälter wieder zugeführt wird, der zur Nasszerkleinerung der flächenhaften Holzspäne dient.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mittels einer Zentrifuge entwässert werden.

8. Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vlies aus den nach den Ansprüchen 1 bis 7 erzeugten Fasern als Vorform für den Holzwerkstoff gebildet wird.

9. Verfahren zur Herstellung von armiertem Holzwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das nach Anspruch 8 hergestellte Vlies mit einer Armierung verfestigt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 1, die einen napf artigen Stator aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Napfwand kammartig geschlitzt und innerhalb der kammartigen Napfwand ein Rotor angeordnet ist, der aus einer Scheibe mit vereinzelt auf der Scheibenfläche aufgesetzten Schlagteilen besteht, von denen jeder mit einem Messer bestückt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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