<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von Holzplasten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Holzplasten durch Pressen des Holzes. Derartige Verfahren sind bereits bekannt. Sie beruhen auf Pressen eines vorgedämpften Holzstoffes bei beträchtlichem spezifischen Druck in Pressformen oder in hydraulischen Pressen eines natürlich getrockneten Holzstoffes mit nachfolgender Wärmebehandlung. Ebenfalls bekannt sind Verfahren zum Verdichten des Holzstoffes durch Walzen. Es ist ferner bekannt, dass die dem Holzstoff aufgeprägten Masse besser erhalten bleiben, wenn er vor dem Verdichten mit einer entsprechenden chemischen Substanz behandelt wird.
Die bekannten Verfahren weisen aber eine Reihe wesentlicher Nachteile auf. Ein Nachteil besteht darin, dass eine grosse Zahl von Pressformen und Pressen während des Dämpfens oder starke Pressen mit Heizplatten notwendig sind. Zur Handhabung der Pressformen sind Hebezeuge mit elektrischen Einrichtungen erforderlich. Ein Hauptteil der bekannten Walzverfahren liegt darin, dass nur die Oberflächenschichten des Holzstoffes verdichtet werden, wodurch die Dichte ungleichmässig am Umfang des Werkstückes verteilt ist und 1000 kg/m3 nicht überschreitet. Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezählten Nachteile und die Gewinnung eines verdichteten Holzstoffes mit hoher Güte der physikalischen und mechanischen Eigenschaften.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Holzplasten zu schaffen, das in einem kontinuierlichen technologischen Prozess das gleichmässige Verdichten des Holzstoffes sicherstellt, wobei die diesem aufgeprägte Form erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss folgende an sich bekannte Arbeitsgänge durchlaufen werden : Durchtränken des Holzes mit einer die Verdichtwilligkeit des Holzes erhöhenden chemischen Substanz, vorzugsweise Ammoniak oder seine Verbindungen, Heiss-bzw. Kaltpressen des Holzes durch Walzen sowie Trocknung des zusammengepressten Holzes.
Das Verfahren kann durch Walzen des Holzes mit mehreren Walzpaaren durchgeführt werden, die Vorrichtungen z. B. Borde aufweisen, die bei der fortschreitend sich vergrössernden, durch den Druck verursachten Deformation eine seitliche Ausdehnung der Rohlinge begrenzen, wobei das Ausmass der Deformation an jedem Walzenpaar höchstens 30% beträgt.
Um die Erfindung näher zu erläutern, wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. In den Zeichnungen zeigen Fig. l die Lage der Walzen in der Walzvorrichtung ; und Fig. 2 ein Walzenpaar und die Lage der oberen zur unteren Walze.
Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung besitzt eine Fördereinrichtung --1--, die den Rohling den Walzen-2 und 3-zuführt. Die Walzen haben Borde-4-, die ein Ausdehnen des Rohlings in Seitenrichtung begrenzen. Um ein gleichzeitiges Walzen mehrerer Balken zu ermöglichen,
EMI1.1
Das Walzen des Holzrohlings erfolgt im Zwischenraum--7--, der allmählich in Vorschubrichtung kleiner wird.
<Desc/Clms Page number 2>
Das Imprägnieren des Holzstoffes mit einer 25% wässerigen Lösung oder gasförmigem Ammoniak bewirkt im Holzstoff chemische Prozesse, die die physikalischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften der Holzstoffkomponenten ändern, dadurch gewinnt er die Eigenschaft zu plastifizieren.
Die chemischen Umwandlungen, die sich durch die Bearbeitung des Holzstoffes mit Ammoniak ergeben, verleihen ihm qualitativ neue Eigenschaften, von denen die Haupteigenschaft eine bedeutende plastische Verformung ist (bis zu 81% der vollständigen). Gerade diese Eigenschaft schafft die Voraussetzungen, um plastifiziertes Holz durch Walzen zu gewinnen. So werden beim Walzen die qualitativen
Veränderungen, die vor sich gehen, durch gemeinsame Einwirkung physikalisch-mechanischer und chemischer Prozesse bestimmt.
Um die Dichte des Holzstoffes durch Walzen zu erhöhen, muss man durch Verringern des Zwischenraumes zwischen den Walzen die Vergrösserung seiner plastischen Verformung erreichen. Somit ergibt sich die Aufgabe, eine maximale plastische Verformung und bei grösster Dichte des Holzstoffes zu erreichen, ohne diesen zu zerstören. Eine maximale Verdichtung des Holzstoffes erreicht man je nach den Massen des Querschnitts der Rohlinge durch 8 bis 15 maligen Durchgang durch die Walzen bei allmählichen Verringern ihres Zwischenraumes.
Während des Walzens werden die oberen und unteren Holzstoffschichten des Rohlings in gleichem Mass verdichtet. Bei den ersten Durchgängen erfolgt das Verdichten nur in den oberen und unteren Schichten, die mittleren Schichten bewahren hingegen fast ihre ursprüngliche Dichte. Bei einer vollständigen Verformung von 12% erreicht die Verformung der äusseren Schichten im Durchschnitt 25% der ursprünglichen Dicke der Schicht. Bei weiterem Walzen wächst der Verdichtungsgrad der mittleren Schichten rasch und am Ende des Walzvorganges sind alle Holzstoffschichten in gleichem Masse verdichtet. Dabei muss beachtet werden, dass nach allgemeiner Erfahrung eine einmalige Verdichtung des Holzes um mehr als 30% zur Zerstörung seiner Struktur führt.
Versuche haben ergeben, dass trotz der Tatsache, dass Ammoniak oder andere gleichermassen wirksame chemische Substanzen die Plastizität des Holzstoffes vergrössern und dadurch günste Bedingungen zur Durchführung des Walzens schaffen, aber auch die Beachtung aller übrigen Faktoren des Walzens noch nicht die Zerstörung seiner Struktur verhindern, wenn eine Ausdehnung des Rohlings nach der Seite hin erfolgt. Die Zerstörung der Struktur beginnt schon bei 18 bis 23% der vollständigen Verformung.
Um die seitliche Ausdehnung zu verhindern, muss man eigene Walzen verwenden, die Vorrichtungen z. B. Borde besitzen, die ein Ausdehnen des Rohlings nach der Seite begrenzen. Der Einsatz einer solchen Art von Vorrichtungen ermöglicht es, während des Walzens die ursprüngliche Breite des Holzstoffes unverändert beizubehalten und die Zerstörung der Holzstruktur zu vermeiden.
Während des nachfolgenden Walzens des mit einer chemischen Substanz behandelten Holzstoffes vollziehen sich ein gleichzeitiges Abpressen der freien Flüssigkeit und ein gleichmässiges Verdichten des Holzes über den ganzen Querschnitt.
Nach dem Walzen enthält das Holz noch ungefährt 40 bis 50% Flüssigkeit und muss getrocknet werden, um die Feuchtigkeit auf 3 bis 5% zu verringern. Nach der Entwässerung erhält man einen plastifizierten Holzstoff mit einer durchschnittlichen Dichte von 1200 bis 1350 kg/m3, der über höhere Werte physikalisch-mechanischer Eigenschaften verfügt als mittels anderer Verfahren hergestellter.
Im folgenden sind einige Beispiele des erfindungsgemässen Verfahrens angeführt : Beispiel l : Frisch geschnittenes Birkenholz mit einer Feuchtigkeit von ungefähr 70% und mit den Massen 350 X 60 X 60 mm wurde mit einer 21 bis 25% Ammoniakwasserlösung getränkt, wobei während der gesamten Behandlungszeit diese Konzentration der Lösung bei normaler Lufttemperatur und normalem Druck aufrecht erhalten wurde. Die chemisch behandelten Hölzer wurden anschliessend den beschriebenen Walzen zugeführt.
Das Walzen vollzog sich mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 0, 1 m/min, bei einem Druck von 20 bis 300 kg/cm2 und bei einer Walzentemperatur von 20 2 C. Die Hölzer enthielten nach dem Verdichten eine Feuchtigkeit von höchstens 35 bis 40%, die elastische
EMI2.1
Behandlung erhielten die Hölzer einen Querschnitt von 28 X 50 mm.
Beispiel 2 : Frisch geschnittenes Birkenholz mit den Massen 4000 X 60 X 25 mm bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 60 bis 70% wurden in einen Autoklaven eingebracht. Um das Imprägnieren mit Ammoniak zu beschleunigen, wurde der Autoklav auf einen Druck von 0, 3 bis 0, 6 kg/cm2 evakuiert. Die Temperatur des zu behandelnden Holzstoffes betrug 20 i 2 C. Dann wurde in den Autoklaven gasförmiger Ammoniak eingeführt. Nach der Behandlung wies das Holz einen Endgehalt von 55 bis 65% Feuchtigkeit auf.
Das Walzen des Holzes erfolgt mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 0, 12 m/min, bei einer Temperatur der Walzen von 20 : 2 C. Die Rohlinge unterzog man einem
<Desc/Clms Page number 3>
15maligem Durchgang durch die Walzen bei allmählichem Verringern der Lösungen. Dadurch wurde eine plastische Verformung von 38% mit einem durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt des Holzes von 40% erreicht. Dann wurden die Rohlinge des verdichteten Holzes in überhitztem Dampf bis zu einer Feuchtigkeit von 5 bis 6% getrocknet.
Beispiel 3 : Frisch geschnittene Birkenrohlinge mit den Massen 1200 X 70 X 80 mm und einem Feuchtigkeitsgehalt von 75 bis 80% wurden in einem Autoklaven dem Einfluss gasförmigen Ammoniaks ausgesetzt. Nach Abschluss der Behandlung zeigten die Rohlinge einen endgültigen Feuchtigkeitsgehalt von 65 bis 75%. Dann wurden die chemisch behandelten Rohlinge mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 0, 1 m/min bei normaler Walzentemperatur gepresst. Die Rohlinge passierten 10 Walzenpaare, bis eine plastische Verdichtung von 25% erreicht war. Das verdichtete Holz wurde weiter in überhitztem Dampf bei einem Druck von 8 kg/cm2 bis zu einer Feuchtigkeit von 6 bis 8% getrocknet.
Holzstoff, der nach dem oben erwähnten Verfahren gewonnen wurde, besitzt folgende
EMI3.1
Wenn auch die Erfindung in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, können natürlich auch Abwandlungen möglich sein, die Rahmen und Umfang der Erfindung nicht überschreiten.
So kann z. B. als chemische Substanz, die den Holzstoff imprägniert, Ammoniak oder seine Verbindungen gleichzeitig mit oder ohne Kunstharze verwendet werden.
Das Walzen des mit einer chemischen Substanz imprägnierten Holzstoffes kann zwischen in einem Winkel zu einander sich befindlichen Raupen einer Walzstrasse erfolgen, die Borde oder andere Vorrichtungen besitzen, die das Ausdehen des Rohlings nach der Seite hin begrenzen.
Das Entwässern des Holzes nach dem Walzen kann in heissem öl erfolgen, durch Erwärmung mit Strömen hoher Frequenz oder durch andere Mittel.
Durch Walzen des Holzstoffes auf Walzen entsprechenden Profils können Holzplasten rechtwinkeligen oder andern Querschnittes hergestellt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Holzplasten durch Pressen des Holzes, g e k e n n z e i c h - net durch folgende an sich bekannte Arbeitsgänge : Durchtränken des Holzes mit einer, die Verdichtwilligkeit des Holzes erhöhenden chemischen Substanz, vorzugsweise Ammoniak oder seine Verbindungen, Heiss-bzw. Kaltpressen des Holzes durch Walzen sowie Trocknung des zusammengepressten Holzes.
EMI3.2