DE869260C

DE869260C - Verfahren zur Herstellung von Sperrholz

Info

Publication number: DE869260C
Application number: DEM8502A
Authority: DE
Inventors: Lew Gurewicz; Joshua Marshall
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-02-13
Filing date: 1951-02-09
Publication date: 1953-03-02
Also published as: GB697746A

Description

Verfahren zur Herstellung von Sperrholz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sperrholz od. dgl., das aus einer Mehrzahl ebener, konkaver oder anders geformter Furniere besteht, die durch ein Klebmittel miteinander verbunden sind.
Bisher wurden Sperrholzplatten meist aus verschiedenen Sorten Kiefern- und anderem Weichholz gemacht, wobei die Furniere zunächst bis auf einen vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet und dann unter Druck verleimt wurden. Die Furniere werden normalerweise von Klötzen geschnitten, die mit Hilfe von Heißwasser oder Dampf vorbereitet sind, und -zwar durch die bekannte dreh- oder schraubenförmige Schneidbewegung, wobei der Klotz relativ zu einem Messer gedreht wird, um die höchste Ausbeute aus dem Klotz und Furniere der erforderlichen zusammenhängenden Ausdehnung zu erhalten. Es ist aber auch möglich, die Furniere durch das ebenfalls bekannte Verfahren, den Klotz längs in Scheiben zu zerschneiden, zu g Y e Winnen. Die erwähnte anfängliche Trocknung vor dem Verbinden wurde bisher für unbedingt erforderlich gehalten, da sich das Verleimen im nassen Zustand als recht unzweckmäßig erwiesen hat, da anscheinend die Feuchtigkeit des Holzes den Leim verdünnt und eine feste Verbindung verhindert.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Sperrholz, das in gleicher Weise auf Hart- und Weichholz anwendbar ist und beträchtliche Einsparungen an den Herstellungskosten ermöglicht.
Eine andere Aufgabe ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Verbinden von Hart-oder Weichholz- fuinieren-in solcher Weise, daß das unerwünschte Reißen, Brechen oder Einsinken, das häufig beim Trocknen solcher Furniere, insbesondere bei Verwendung, von Hartholz; Beispielsweise Eukalyptus, auftritt, -auf ein- Mindestmaß herabgesetzt wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die-Schaffung einer verbesserten gegenseitigen Anordnung der zu verbindenden Holzfurniere für die Herstellung von Sperrholz, um die Wirkungen von Rissen oder Brüchen während des Trocknens zu verhindern. -Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Sperrholz besteht darin, daß die. geschälter. oder geschnittenen Furniere in noch feuchtem Zustand vor ihrer Verbindung mit einer Lösung, die einen Klebbeschleuniger enthält, vorbehandelt, .sodann die überschüssige Lösung von den Furnierenentfernt und diese in noch feuchtem Zustand mit einem Klebmittel, das auf die Vorbehandlungslösung abgestimmt ist, bestrichen, übereinandergelegt und unter Druck miteinander verbunden werden, wobei der Klebbeschleuniger... das Klebmittel schnell genug abbinden läßt, um eine übermäßige Verdünnung durch die Feuchtigkeit in den Furnieren zu vermeiden. -Die Vorteile bei Verwendung von Hartholz sind ohne weiteres klar. Solches Holz ist überall in Mengen vorhanden und ergibt ein wesentlich festeres und dauerhaftes Sperrholz für bestimmte Zwecke.
Andere Vorteile und Einzelheiten-der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Beispiele: Gemäß der Erfindung werden die Furniere von dem Klotz geschält oder geschnitten, der vorzugsweise vorher mit Dampf behandelt oder in Wasser wie üblich gekocht wurde, um den Saft daraus zu entfernen und die Fasern genügend zu erweichen, um das Schneiden zu erleichtern - und das Zerbrechen der Furniere beim Schneiden, zu verhindern. In Übereinstimmung mit der üblichen Handhabung wird die Dampf- oder Heißwasserbeliandlung über einen geeigneten Zeitraum -entsprechend den Eigenschaften des Klotzes durchgeführt., Eine ,annähernd achtstündige. Behandlung ist im allgemeinen ausreichend. - Es ist jedoch bekannt, daß dieser Zeitraum stark veränderlich ist und in einzelnen Fällen beträchtlich reduziert werden kann.
. Nach dieser Behandlung des Holzes sind die hieraus geschnittenen Furniere notwendigerweise in feuchtem Zustand. Der Ausdruck feuchter Zustand bezieht sich im Zusammenhang mit der Erfindung auf Furniere, die einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht weniger als 300/0 haben, nachdem sie der Dampf- oder Heißwasserbehandlung urxterworfen wurden. . . .
Danach werden die geschnittenen Furniere mit einer Lösung behandelt, die als Klebbeschleuniger und/oder als Holzweichmacher wirkt. Zu diesem Zweck enthält die Vorbehandlungslösung Formaldehyd und in einzelnen Fällen zusätzlich leicht hydrolysierbares Alkalisalz und/oder einen- Alkohol mit mehreren Hydroxylgruppen oder eine Mischung von polyhydrischen Alkoholen, die als Weichmacher dienen. Das Alkalisalz hat hierbei die Wirkung, mindestens einen Teil der im Holz verbliebenen Harze und Säuren zu neutralisieren und emulgiert die natürlichen Wachsee und verbessert somit die Verleimungsbedingungen.
Handelsübliches Formaldehyd von beispielsweise 35 bis 40% Stärke wird vorzugsweise im Verhäiltnis von 0,3 bis 1,5% der Lösung verwendet. Dieser Prozentsatz kann selbstverständlich auch entsprechend den Erfordernissen schwanken und geringer oder größer werden und zwischen z und 2o Volumteilen auf iooo Teile Wasser betragen.
Ein Beispiel für ein geeignetes Alkalisalz ist lösliches Natriumsilicat, das ausgezeichnete Ergebnisse gebracht hat. Andere Alkalisalze, wie Borate, Oxalate, Carbonate u. d.gl., sind ebenfalls, jedoch nicht ganz mit dem gleichen Erfolg verwendbar. Einige der letzteren Salze haben bei Raumtemperatur eine begrenzte Wasserlöslichkeit und können in einzelnen Fällen auf dem Holz rekristallisieren. Es kann auch Alkalihydroxyd, jedoch nur in so niedrigen Konzentrationen verwendet werden, daß kein nachteiliger Einfluß auf das Holz eintritt. Beispielsweise sind Lösungen mit nicht mehr als i bis 511/o Alkalihydroxyd geeignet. Beispiele brauchbarer polyhydrischer Alkohole sind Glycerin, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Sorbitol u. dgl.
Die Konzentration des Alkalisalzes in der Lösung kann zwischen 2 und 2o Gewichtsprozente betragen und die des polyhydrischen Alkohols zwischen 5 und 2o %. Die Dauer des Eintauchens kann sehr kurz sein oder bis zu 2o Minuten betragen, je nach Art der verwendeten Lösung und ihrer Konzentration.
Die Lösung wird vorzugsweise- in kaltem Zustand, d: h. bei normaler Raumtemperatur verwendet, da heiße Formaldehydlösungen leicht eindampfen und eine heiße Alkalilösung das Holz zerstören könnte. Die Lösung kann auch an Stelle des Eintauchens durch Aufsprühen oder in jeder anderen geeigneten Weise auf die Furniere zur Einwirkung gebracht werden.
Die überschüssige Lösung wird dann von den Furnieren in_ irgendeiner geeigneten Weise entfernte z. B. können die behandelten Furniere zwischen Gummiwalzen hindurchgeführt werden, die den größten Teil der Oberflächenfeuchtigkeit entfernen.
Nach der Beseitigung der überschüssigen Lösung wird das Klebmittel in geeigneter Weise aufgebracht, während die Furniere noch in feuchtem Zustand sind. Gewöhnlich wird das Klebmittel auf beide Seiten des mittleren Furniers oder- Kerns gegeben und dieses dann zwischen die äußeren Furniere gelegt.
Um Abfall zu vermeiden, besteht das mittlere Furnier oder der Kern gewöhnlich aus mehr als einem Furnierstück. Bisher war es notwendig, genau ausprobierte Kernschichten für die Vereinischleuniger wirkt, so daß es in verhältnismäßig kurzer Zeit abbindet, wobei die in den Furnieren enthaltene Feuchtigkeit das Abbinden des Klebmittels nicht beeinträchtigt.
Die Wirkung des Formaldehyds als Klebbeschleuniger ist ein wesentliches Merkmal der Vorbehandlungslösung. In einigen besonderen Fällen ist die Verwendung von Alkalisalz, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, so doch zur Neutralisierung der in den Hölzern vorhandenen Harze und Säuren wünschenswert. Es verseift die natürlichen Wachse und ermöglicht eine bessere. Verbindung. In einigen Fällen, beispielsweise, wenn Harthölzer wie australische Bergesche mit einem relativ hohen Schwundwert behandelt werden, kann es zweckmäßig sein, eine Vorbehandlungslösung zu verwenden, die Glycerin oder einen anderen geeigneten Weichmacher enthält, um etwa noch entstehende Risse und Sprünge auf ein Mindestmaß zurückzuführen.
Die Vereinigung der Furniere im noch feuchten Zustand ergibt viele wesentliche Vorteile. Die bisher übliche anfängliche Trockenstufe vor dem Verbinden und der damit verbundene Zeit- und Arbeitsaufwand wird ausgeschaltet. Weiterhin ist es durch die tatsächliche Vermeidung von Rissen und Sprüngen möglich, auch schmale Furnierstücke für die Zwischenlage oder -lagen einer Mehrschichtentafel zu verwenden, ohne daß unerwünschte Zwischenräume oder überlappungen an den anstoßenden Kanten der Abschnitte des Zwischenfurniers oder der Zwischenfurniere auftreten.
In manchen Fällen konnte festgestellt werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren völlig überraschend auf Hölzer anwendbar ist, die nicht der gewöhnlichen Dampf- oder Warmwasserbehandlung ausgesetzt waren. In diesen Fällen müssen die Furniere einen natürlichen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 30% besitzen. Außerdem müssen die Harze und Säuren in solcher Stärke vorhanden sein, daß sie bei der Vorbehandlung mit einer Forrnaldehydlösung von i bis 2% (handelsübliches 35- bis 40%iges Formaldehyd). nicht die schnelle Koagulation des Kaseinklebstoffes verhindert, wenn dieser innerhalb 1/2 Stunde nach dieser Vorbehandlung aufgebracht wird. Solches Holz wird in diesem Zusammenhang als »grün« bezeichnet. Entspricht das Holz nicht diesen Bedingungen, so muß es der Naßdampf- oder Heißwasserbehandlung wie üblich unterworfen werden.
Als Beispiel für ein solches Holz, das in grünem Zustand verwendet werden kann, sei der Holzapfelbaum genannt, der in Teilen von Neu-Südwales vorkommt, namentlich die weiße Birke (Schizomeria Ovata) und die ebenfalls in Neu-Südwales vorkommende weiße Esche.
Es ist klar, daß mechanische oder Vakuumpressen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können und daß andere Verfahrensstufen innerhalb des Rahmens der Erfindung abgewandelt werden können. Beispielsweise sollte das Pressen möglichst nicht später als etwa 40 Minuten nach dem Aufbringen des Klebstoffes und der Vereinigung der Furniere erfolgen, um einen guten Zusammenhalt sicherzustellen.

Claims

PATEN TAN SPRL3GHE: i. Verfahren zur Herstellung von Sperrholz, dadurch gekennzeichnet, daß die geschnittenen oder geschälten Furniere in noch feuchtem Zustand und vor ihrer Verbindung mit einer Vorbehandlungslösung, die einen Klebbeschleuniger enthält, behandelt, sodann die überschüssige Lösung von den Furnieren entfernt und diese, immer noch in feuchtem Zustand, mit Klebstoff bedeckt werden, der auf die Vorbehandlungslösung abgestimmt ist, daß die Furniere sodann übereinandergelegt und unter Druck miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlungslösurng Formaldehyd und der Klebstoff formaldehydfreies Kasein enthält.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlungslösung solche Stoffe enthält, die mindestens einen Teil der im Holz vorhandenen Säuren und Harze neutralisieren können und als Klebbeschleuniger und/oder als Weichmacher für das Holz wirken.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlungslösung leicht hy drolysierbares Alkalisalz enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalisalz lösliches Natriumsilicat verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalisalz Borate, Oxalate bzw. Carbonate verwendet werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlungslösung einen polyhydrischen Alkohol oder eine Mischung mehrerer polyhydrischer Alkohole enthält. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung von Glycerin. g. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis ß, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Alkalisalzes oder der Alkalisalze in der Vorbehandlungslösung zwischen 2 und 2o Gewichtsprozente und die Konzentration des oder der polyhydrischen Alkohole zwischen 5 und 2o Gewichtsprozente beträgt. io. Verfahren nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlungslösung annähernd 2o% NTatriumsilicat, etwa i5% Glycerin und etwa 0,3 bis i,5 % eines handelsüblichen 35- bis 4o%igen Formaldehyds, Rest Wasser, enthält. i i. Verfahren nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff Kasein, Leim, Natriumsilicat sowie Kupfer-, Kobalt- bzw. Nickelsulfat in wäßriger Lösung enthält. gung der Furniere zu verwenden, und zwar aus dem Grund, weil es erforderlich war, die Kernabschnitte in solcher Weise anzuordnen, daß geeignete Zwischenräume für die Ausdehnung während der Vereinigung und vor dem Pressen verbleiben. Irrtümer in den Abständen solcher Kernteile können zum Überlappen führen oder Spalten im Endprodukt ergeben. Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten, da es hiernach möglich ist, die einzelnen Abschnitte des Kerns dicht bei dicht anzuordnen. Da alle Furniere im gleichen feuchten Zustand sind, ergeben sich keine verschiedenartigen Ausdehnungen der Teile, so daß die unerwünschten überlappungen oder. Zwischenräume im Kern sich nicht bilden -können. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Bearbeitungsweise bestand darin, daß Späne von brüchigen trockenen Furnieren leicht auf die Leimschicht des Kerns vor dem Aufbringen der äußeren Furniere fallen konnten und so unansehnliche Ausbeulungen beim fertigen Produkt ergaben. Die Verwendung feuchter Furniere gemäß der Erfindung vermindert diese Möglichkeit auf ein Minimum. Selbstverständlich ist die Verwendung von Klebmitteln erforderlich, die auf die obenerwähnten Arten von Vorbehandlungslösungen abgestimmt sind. Formaldehydfreie Kaseinleime haben sich als besonders geeignet für diesen Zweck erwiesen. Verschiedene Beispiele solcher Klebmittel werden im nachstehenden aufgeführt: 1. Kasein ...................... ioo Wasser ..: ................... 200 Leim ........................ 25 Wasser . ................ 75 Natriumsilicat - -- - - - - - - - ; ..... 70 Kupfersulfat ........... ..... 5 _ - Wasser ... .. .... ...... ....... 45 2. Kasein ....... .......... loo Wasser ... .. ......:.:.. ..... 175 Leim ........................ 25 Wasser .. ................ ... . 75 Natriumsilicat ............... 50 Kupfersulfat .....-............ 5 Wasser ...................:.. 45 3. Kasein ... .. .. ............... ioo Wasser ...................... Zoo Leim .. .................... 25 Wasser ....................... 75 Natriumsilicat .. ............ So Kobaltsulfat ................. «2 Wasser ...................... 18

- Nach dem Aufbringen des Klebmittels und dem Zusammenschichten der Furniere werden diese in einer Kaltpresse bei verhältnismäßig niedrigem Druck von beispielsweise 0,7 bis 2,8 kg/cm2 über .einen Zeitraum zwischen 6 und i2 Stunden gepreßt und so miteinander verbunden.- Das so her--gestellte Sperrholz wird schließlich bei einer Temperatur von vorzugsweise -nicht mehr als 5o° C getrocknet. Es ist bekannt, daß Schälfurniere eine festere und eine lockere Oberfläche besitzen. Die feste Fläche eines Schälfurniers ist die Fläche, die der Außenfläche des Klotzes entspricht, von dem das Furnier geschält wird. Die andere Fläche ist dementsprechend die lockere Oberfläche. Beim - Flachlegen sind die Fasern des Furniers in der festen Oberfläche wesentlich dichter zusammengepreßt als die auf der lockeren Oberfläche und lassen dementsprechend Risse oder Sprünge viel klarer erkennen. Bei der bisher üblichen Sperrholzherstellung wurde der Klebstoff ausschließlich auf die lockere Oberfläche -des äußeren Furniers gegeben. Überraschenderweise ergab sich aber bei der Umkehrung dieser Arbeitsweise in längeren Versuchen, daß der Klebstoff so wirkt, daß er die zusammengepreßte festere Seite fest bindet und somit die Möglichkeit des Auftretens von Rissen und Brüchen auf ein Mindestmaß herabsetzt. Leichtere Risse, die sich trotzdem- bilden, sind nicht ohne weiteres auf den lockeren Seiten der Furniere, die nunmehr außen liegen, erkennbar. Wenn diese Fläche auch mit locker bezeichnet wird, so ist sie doch verhältnismäßig hart und kann zur Erzeugung einer glatten Fläche mit Sandstrahl behandelt werden. Entsprechend einem praktischen -Beispiel, das `besonders für Harthölzer anwendbar ist, werden die von grüner australischer Bergesche geschnittenen Furniere in eine Vorbehandlungslösung mit 0,3% handelsüblichem, 35- bis 40%igem Formaldehyd, Zo %- Natriumsilicat, i 5 % Glycerin, Rest Wasser, eingetaucht. Dann werden die feuchten Furniere zwischen Walzen hindurchgeführt, um die überschüssige Vorbehandlungslösung auszupressen. Danach wird ein alkalisches Kaseinklebmittel auf die festen Seiten der noch feuchten Furniere gegeben und eine dreischichtige Tafel zusammengestellt und bei Raumtemperatur mit einem Druck von 01,7 bis 2,8 kg/em2 5 bis 6 Stunden kalt gepreßt, bis das Klebmittel abgebunden hat. Danach wird das so erhaltene Sperrholz bei einer Temperatur von 45 bis 5o° C getrocknet. Nach dem Trocknen ist die Oberfläche völlig frei von sichtbaren Rissen. Der Zusammenhalt der Furniere ist sehr gut. Bei der - bisher üblichen Behandlungsweise wurden die geschälten oder geschnittenen frischen Furniere keiner Vorbehandlung, wie oben beschrieben, ausgesetzt und etwa verwendetes Formaldehyd ,war Bestandteil des Klebmittels. Dadurch war eine Trockenstufe vor der Vereinigung erforderlich, um- eine- unerwünschte Verdünnung des Klebmittels zu verhindern. Eine wirksame Verbindung war ohne -eine. solche anfängliche Trocknung, die die Kosten der -Herstellung wesentlich erhöht, nicht möglich. Durch Vorbehandlung der geschälten oder geschnittenen Furniere noch im feuchten Zustand mit einer formaldehydhaltigen Lösung lassen sich überraschende Ergebnisse erzielen. Es ist anzunehmen, daß das Formaldehyd das Klebmittel stärker wasserabstoßend macht und außerdem als Be- 1a. Verfahren nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verleimung kalt bei normalen Raumtemperaturen unter verhältnismäßig geringem Druck in der Größenordnung von 0,7 bis 2,8 kg/cm2 erfolgt. 13. Verfahren nach Anspruch i und folgenden in Anwendung auf Schälfurniere, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Furniere mit ihrer lockeren Oberfläche nach außen liegend zum Sperrholz verleimt werden. 1q.. Verfahren nach Anspruch i und folgenden in Anwendung auf Kiefer oder anderes Weichholz, dadurch gekennzeichnet, daß die geschälten oder geschnittenen Furniere in noch grünem Zustand vor der Vereinigung mit einer wäßrigen Formaldehydlösung behandelt werden und ein Kaseinklebstoff auf die vorbehandelten Furniere aufgebracht wird, solange sie noch in grünem bzw. feuchtem Zustand sind. 1s. Verfahren nach Anspruch i und folgenden in Anwendung auf Hartholz, dadurch gekennzeichnet, daß die geschälten oder geschnittenen Furniere in noch grünem Zustand vor der Vereinigung mit einer Lösung von Alkalisalz und Formaldehyd behandelt werden und ein Kaseinklebstoff auf die vorbehandelten Furniere aufgebracht wird, solange sie noch in grünem Zustand sind.