Verfahren zur Herstellung von geformten Holzfasererzeugnissen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung von geformten Holz fasererzeugnissen, zum Beispiel von Platten, Rohren und Schalen oder Leisten unter Ver wendung von ausgesprochenen kleinstückigen Abfällen, wie zum Beispiel Hobelspänen, Drehspänen, Sägespänen, Frässpänen und dergleichen, die durch eine besondere für diese Materialien neuartige Aufarbeitung be fähigt werden, durch Verfilzung Erzeugnisse zu bilden, die in ihrem Charakter,
in ihren Werten und den Deständigkeitseigenschaf- ten durch Verdichtung auf beliebige Grade oder durch zusätzliche Beigabe von Binde mitteln, imprägnierenden Substanzen oder dergleichen weitgehend variiert werden kön nen.
Es ist schon vorgeschlagen worden, klein stückige Holzabfälle, wie zum Beispiel Späne verschiedenster Art, durch Mischen mit bin denden und leimenden Substanzen aufzuberei ten und diese Mischungen zu Platten zu ver- pressen. Bei diesen bekannten Verfahren werden die Abfälle entweder nicht besonders aufbereitet oder allenfalls durch Siebungen in gleichmässigere Fraktionen zerlegt, oder auch zur Erzielung einer einheitlichen Kör nung in Schlagkreuzmühlen gemahlen.
Die Bindung in dem Endprodukt hängt bei den so hergestellten Produkten praktisch ausschliesslich von der Art und dem Grad der Verklebung der einzelnen unregelmässigen Teilchen durch das angewandte Bindemittel ab, welch letzteres also Bedingung ist für den Zusammenhang des Verbandes, da das Späne gemisch allein als solches keinen haltbaren Zusammenhang besitzt. Die durch die un regelmässige Struktur der im Erzeugnis ent haltenen einzelnen Holzteilchen gegebene Inhomogenität des Verbandes hat verschie dene und erhebliche Nachteile zur Folge, die einer umfassenden Einführung von auf diese Weise hergestellten Erzeugnissen im Wege stehen.
Da die Menge des angewandten Bindemittels aus Gründen der Wirtschaftlich keit und um die gewünschten holzähnlichen Eigenschaften aufrechtzuerhalten, nur ge ring sein darf, ist es bisher nicht gelungen, Produkte mit einheitlichen und gleichmässi gen Eigenschaften durch den gesamten Ver band hindurch zu erzielen.
Die bisherigen Verfahren, die nach der oben geschilderten Weise arbeiten, haben des halb zu keiner befriedigenden Lösung ge führt, obwohl immer wieder versucht wurde, die in riesigen Mengen anfallenden klein- stückigen Holzspäne, die bisher durch Ver brennen vernichtet werden mussten, zu einem nutzbaren und billigen, geformten Werkstoff umzusetzen.
Anderseits ist es auch bekannt, aus Ab fallhölzern und Holzstückchen grösserer Ab messungen, wie zum Beispiel Knüppelholz, Besäumabfall, Schwarten und dergleichen, Holzfaserplatten mit ausreichenden Ge brauchseigenschaften zu gewinnen.
Diese Verfahren sind jedoch ausschliesslich auf grossstückiges Holz abgestellt und nicht bei der Aufbereitung von Spänen und dergleichen anwendbar. Die Aufbereitung des Stück holzes geschieht bei diesen Verfahren so, da.ss das stückige Holz entweder durch Kochun- gen, durch Defibratoren oder andere geeig nete Maschinen in derbe Faserbündel grösserer Länge zerlegt wird, worauf dann die Faser masse zu nassen Vliesen verarbeitet wird. Letztere werden durch folgende Heisspressuug zu Platten verarbeitet.
Die bei dieser Aufbereitungsart vorgenom mene Zerteilung des Holzes geht nur bis zu harten und splitterigen Faseraggregaten, die durch ihre Länge ein locker zusammenhän gendes Gewirr bilden. Die Festigkeit der Platten daraus wird erst durch die Verdich tungspressung erzielt, wobei in allen Fällen noch Bindemittel, deren Eingabe zum Faser brei erfolgt, zugesetzt werden, um den Zu sammenhang und die Festigkeit des End produktes zu gewährleisten.
Eine Aufberei tung von kleinen Spänen zu Platten, wie sie sich die vorliegende Erfindung zum Ziel ge setzt hat, ist nach diesem Verfahren nicht möglich, denn die nach der Erfindung ver wendeten Abfallspäne sind an sich schon meist kleiner und kürzer als die Masse, die bei der vorstehend geschilderten Plattenauf bereitung aus dem grossstückigen Abfallholz erhalten wird.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfin dung ist es nun gelungen, das Problem der Verwertung beliebig kleinstücl@iger Holz abfälle, wie zum Beispiel Sägespäne, Dreh späne, Hobelspäne oder Frässpäne, in wirt schaftlich befriedigender Weise zu lösen.
Es wurde nämlich durch Versuche festgestellt, dass selbst diese kleinstückigen Holzabfälle durch geeignete Nassmahlung bezw. Zer- faserung noch so weit in Fasern aufzulösen sind, und dabei Fasern von ausreichender Länge bilden, dass sie über die Nassaufberei- tung aus dem Faserbrei zu ausreichend fest verfilzten Erzeugnissen umzusetzen sind.
Diese Tatsache ist durchaus überraschend und neu, denn bisher ist eine derartige Auf bereitung von kleinen Spänen bis zur Ver- filzungsfähigkeit nicht durchgeführt worden und hat deshalb scheinbar als aussichtslos ge golten.
Diese Mahlung bis zur Verfilzungs- fähigkeit ist aber ausschlaggebend und be stimmend für die Güte des Endprodukte, denn einmal werden durch diese Mahlung die sehr inhomogenen Ausgangsmaterialien auf eine gewisse Norm vereinheitlicht und da durch die Einheitlichkeit des Endproduktes gewährleistet, zum andern Mal bedingt die Verfilzungsfähigkeit einen Zusammenhang des Verbandes, der so nennenswert ist, dass man nach diesem neuen Verfahren sogar Produkte herstellen kann, bei welchen keiner lei verklebende Substanzen oder Bindemittel mehr notwendig sind.
Es ist also damit ge lungen, ein ausserordentlich billiges Material zu gewinnen mit Eigenschaften, die ähn lich den Eigenschaften von Produkten sind, welche bisher nur aus Holzschliff hergestellt werden konnten.
Falls nun besondere Ansprüche an clas Endprodukt gestellt werden, dieses also zum Beispiel härter oder besonders dicht oder auch wasserfest sein soll, so lassen sich auch auf dieser billigen Verfahrensgrundlage durch Beigabe von geeigneten Bindemitteln oder durch Imprägnierung mit geeigneten Substanzen oder durch Verdichtung eine ganze Anzahl von Variationen herstellen. Jede dieser zusätzlichen Massnahmen kann für sich angewandt werden oder auch in Kombination mit den andern. Die Reihen folge ihrer Anwendung kann beliebig sein. Für jede gewünschte Variation des Endpro duktes wird der speziell günstigste Verfah rensablauf gewählt.
Als Verdichtungsmassnahme kann zum Beispiel zusätzlich zu dem beim Absetzen des Erzeugnisses auf der durchlässigen Un terlage vorgenommenen Absaugen ein Ab pressen erfolgen. Dieses Pressen entfernt noch einen weiteren Teil des Wassers und verkürzt dadurch die Trocknung, es verdich tet zudem das Gefüge des verfilzten Verban des, was je nach der Anwendung, der das Endprodukt dienen soll, erwünscht sein kann. Die Verdichtung durch Pressen kann jedoch auch in einem beliebigen weiteren Stadium der Entwässerung oder Trocknung erfolgen, gegebenenfalls auch in Formen, die geheizt sein können, durchgeführt werden. Es kann ferner, je nach der Variation, welche man zu erhalten wünscht, vorteilhaft sein, erst das auf die richtige Endfeuchtigkeit getrocknete Erzeugnis zu verdichten.
Erfolgt diese Kom primierung in Formen, so werden dabei Pro dukte mit genauen Abmessungen erhalten.
Ausser der Verdichtung bezw, mit dieser zusammen können auch, wie oben gesagt, Cha rakter und Werte des Endproduktes durch Beigabe oder Einbringen von Imprägnie- rungs- und Bindemitteln in weiten Grenzen variiert werden. Die Binde- und Imprägnie- rungsmittel können ganz verschiedenen Stoff klassen angehören.
Unter Imprägnierungs- mittel werden vorzugsweise die Substanzen verstanden, durch deren Zugabe die Eigen schaften der Einzelteilchen der Masse beein flusst werden, die zum Beispiel die Holz- fäserchen durch Imprägnierung unter Um hüllung schwer brennbar, insektenfest, schim melfest oder wasserabstossend machen.
Als Bindemittel sollen vorzugsweise solche Stoffe verstanden werden, die dazu beitragen, die Festigkeit des Zusammenhanges des Endpro duktes zu erhöhen und die davon abhängen den Eigenschaften der Platte, wie Härte, Elastizität, Dichte, Bruchfestigkeit, Zähig keit etc., beeinflusst. Naturgemäss können auch die Bindemittel die Einzelteilchen mehr oder weniger umhüllen und imprägnieren und dabei auch ihre gegebenenfalls vorhandenen speziellen Eigenschaften, die Unbrennbarkeit und Wasserfestigkeit, auf die Fasern über tragen.
Daraus ergibt sich, dass die Begriffe Bindemittel und Imprägnierungsmittel, ge messen an ihrer Wirkung auf das Enderzeug nis, nicht scharf voneinander zu trennen sind, sondern in ihrer Wirkung ineinander über gehen bezw. sich in ihrer Wirkung über lagern können.
Die Zugabe der Bindemittel bezw. der imprägnierenden Substanzen, die auch in Kombination oder nebeneinander angewandt werden können, kann je nach ihrer Art, ihrem Zustand und ihren Eigenschaften in ver schiedenen Stadien der Herstellung oder nach der Fertigstellung des zu erzeugenden Pro duktes erfolgen.
Die Mittel brauchen dabei im Fertigprodukt nicht in allen Zonen bezw. in diesen nicht in gleicher Menge enthalten zu sein, zum Beispiel können spezielle Aus führungsformen durch Zugabe von härtenden Bindemitteln oberflächlich hart und abnut zungsfest gemacht oder durch oberflächliche Imprägnierung wasserfest gemacht werden, oder die Kernzonen der Platten können durch Eingabe elastischer Bindemittel elastisch ge macht werden, unter Erzeugung einer harten Oberfläche durch Einbringen von hartwer denden Bindemitteln.
Ist das Binde- oder Imprägnierungsmit- tel wasserlöslich oder kolloidal in Wasser verteilbar, so kann es schon dem Faserbrei bei gemischt werden. Es bleibt dann soviel im Endprodukt, wie in dem Wasser enthalten ist, welches durch Trocknen am Ende des Verfahrens entfernt wird. Sind die genann ten Mittel aus wässriger Lösung fällbar, so können sie im Faserbrei durch Fällungs- mittel auf der Faser niedergeschlagen werden. Es können auch Binde- bezw. Imprägnie- rungsmittel angewandt werden, welche im Faserbrei durch das Wasser desselben aus fallen und sich dabei an die Fasern anlagern.
Aber auch wasserunlösliche Binde- bezw. Imprägnierungsmittel eignen sich zur Zugabe zum Faserbrei. Sie werden vorzugsweise, um eine gute Verteilung zu erzielen, in fein verteilter Form angewandt, wie zum Beispiel in Form von eingeschlämmten feinen Pulvern oder in Form von Emulsionen, Suspensionen oder dergleichen. Die unlöslichen Teilchen lagern sich beim Absaugen der Fasern im erzeugten verfilzten Faservlies zwischen den Fasern ab. Durch eine entsprechende Nach behandlung, zum Beispiel durch Druck, kön nen die eingebrachten Substanzen mit den Fasern innig verbunden werden.
Soweit sie erweichbar oder schmelzbar sind, können sie durch Temperaturerhöhung, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Pressdruck, zu einem innigen Verband mit den Fasern vereinigt werden, worauf nach der Härtung oder Ab kühlung ein fester Gesamtverband der ver filzten Fasern erhalten wird. Bei der Viel zahl der anwendbaren Substanzen und der sich daraus ergebenden Vielzahl ihrer spe ziellen Eigenschaften, ergeben sich für die Art der Nachbehandlung sehr verschieden artige Variationen, welche erheblichen Ein fluss auf die Art der mit den l1litteln ver- sehenen Endprodukte haben.
Falls die Anwesenheit von Wasser irgend eine Wirkung auf die Art der Bindemittel- beigabe hat, falls es als Löse-, Fällungs- oder Verteilungsmittel auf die Binde- bezw. Imprägnierungsmittel wirkt, kann ausser der Zugabe zum Faserbrei die Zugabe auch zum schon ausgesaugten und teilweise entwässerten Erzeugnis in einem geeigneten Stadium der Entwässerung erfolgen.
Ist zum Beispiel das Binde- oder Imprägnierungsmittel wasser löslich, so verteilt es sich, wenn es auf die Oberfläche aufgebracht wird, durch Dif fusion gleichmässig im gesamten noch vor handenen Wasser und wird dadurch in dem Fasergefüge verteilt. Nach dem Trocknen ist das Mittel dann im Faserverband an allen Stellen enthalten und verleiht diesem, ge gebenenfalls nach geeigneter Nachbehand lung, die gewünschten Eigenschaften.
Ist das Binde- bezw. Imprägnierungsmittel aber in Wasser unlöslich oder mit diesen nur be grenzt verdünnbar, so fällt es beim Auf bringen auf das noch wasserhaltige Erzeug nis oder beim Eindringen in dieselbe aus und bildet nach dem Trocknen eine mehr oder weniger tief eindringende Oberflächenschicht, die gegebenenfalls durch geeignete Behand lung, wie zum Beispiel durch Erhitzen oder Pressen bezw. Heisspressung, besondere Ober flächeneigenschaften.
wie Härte, Elastizität, Wasserfestigl>f-it etc., gewährleistet. Das Ein bringen der Binde- oder Iniprägnierungs- mittel kann auch durch Einsaugen, zum Beispiel unter Zuhilfenahme von Vakuum, erfolgen.
Ist die Anwesenheit von Wasser zum Lösen oder Fällen oder zum Verteilen der einzubringenden Mittel nicht erforderlich, so können letztere auch dem schon getrockneten Erzeugnis zugeführt -erden, zum Beispiel oberflächlich durch Bestreichen, wobei je nach der Verdünnung ein mehr oder weniger tiefes Eindringen erfolgt oder auch durch gehend durch den gesamten Querschnitt durch Vollsaugenlassen oder durch Einsaugen mit tels Vakuum.
Beispiel <I>1:</I> 100 Teile Flolzabfallspäiie, trocken ge rechnet, werden mit der fünfzehnfachen Menge Wasser zwei Stunden lang in einem Holländer finit Steinzeu-niahlwerk zerfasert. Der Faserbrei ;wird nach Verdünnen auf ein Verhältnis, 1 :<B>100</B> Faser : Wasser in einen Behälter gebracht:, de,sen Boden durch eine durchlässige Platte gebildet wird. Der Boden besteht zum Beispiel aus einem fein gelochten Blech oder einem Sieb.
Der Raum unter dem Boden ist mit Wasser angefüllt, so dass der in den Kasten eingebrachte Faserbrei sich nicht sofort absetzen kann. Nach Fiillen des Behälters mit dem Faserbrei wird das im Raum unter rlem gelochten Boden befindliche Wasser durch Saugwirkung abgesaugt, wo- durch das Wasser des Faserbreis durch das Sieb oder die gelochte Platte hindurchdringt. Es bildet sich am Ende auf der durchlässigen Unterlage ein nasses Vlies innig verfilzter Holzfasern. Das nasse Vlies wird anschlie ssend getrocknet, zum Beispiel im Trocken schrank oder durch Durchsaugen oder Durch drücken von Heissluft.
Zusätzlich zu den Massnahmen des Ver fahrensablaufes nach Beispiel 1, welches die einfachste Durchführungsform der Erfindung darstellt, können zur Erzielung von Platten mit speziellen Eigenschaften ergänzende Mass nahmen durchgeführt werden. Einige wich tige Variationen werden in folgendem kurz beschrieben.
<I>Beispiel 2:</I> Dem Faserbrei wird ein härtbares Kunst harz in Form eines feinen Pulvers, welches vorteilhafterweise mit Wasser zu einem Schlamm angemischt wird, beigegeben. Unter härtbarem Kunstharz werden die bekannten Produkte verstanden, wie sie durch die Kunstharzindustrie hergestellt werden, also synthetische Harze, die durch Hitze in einen unlöslichen und unschmelzbaren Endzustand überführt werden können. Entsprechend den Eigenschaften dieser Harze wird die gewon nene Platte, welche das pulverige Harz ein gelagert enthält, nach der Trocknung so hoch erhitzt, dass das Harz aushärtet.
Die Här tung des Harzes kann gleichzeitig mit einer Verdichtung erfolgen, die getrocknete Platte kann also in geheizten Formen auf ein ge wünschtes Mass verdichtet werden. Je nach den aufgewandten Harzmengen, die zum Beispiel zwischen 5 und<B>50%</B> schwanken können und dem gegebenenfalls aufgewand ten Pressdruck bei der Verdichtung, werden Produkte von mehr oder weniger- grosser Härte, Dichte und Festigkeit erhalten.
Beispiel <I>3:</I> Dem Faserbrei wird eine Anschlämme- rung von fein gepulvertem Goudron zugegeben. Die getrocknete Platte enthält dieses feine Pulver eingelagert in ihrem Gefüge. Sie wird sodann entweder ohne Pressung auf Tempera- turen erhitzt, bei welchen das Goudron schmilzt und damit die Fasern verbindet und überzieht, oder man verdichtet beliebig stark durch Pressdruck bei Temperaturen, bei wel chen das Goudron weich oder geschmolzen ist.
Eine gemäss diesem Beispiel hergestellte Platte eignet sich vorzüglich als Unterlage für Linoleum- und dergleichen Fussböden, da sie genügend wasserfest und elastisch ist und leicht mit Bindemitteln auf Betonschichten aufgebracht werden kann.
<I>Beispiel</I> !r-.
Ein flüssiges Kunstharz, wie es durch alkalische Kondensation von Phenolen mit Formalin erhalten werden kann bezw. eine gunstharzlösung in verdünntem Alkali wird dem Faserbrei zugegeben und durch Säuren oder saure Salze auf der Faser ausgefällt. Die Weiterverarbeitung der Kunstharz enthalten den Platte erfolgt nach der Trocknung gemäss Beispiel 2, also entweder wird sie ohne Ver dichtung durch Hitze gehärtet oder auch durch Heisspressung. <I>Beispiel 5:
</I> Dem Faserstoffbrei werden wasserlösliche Harze bezw. Leime oder wasserlösliche Im prägnierungsmittel, welch letztere zum Bei spiel feuerhemmende Eigenschaften verleihen, sollen, zugesetzt. Die Dosierung dieser Mit tel erfolgt so, dass in der Wassermenge, die durch Trocknen aus der Platte entfernt wird, die gewünschte Menge des beigegebenen Mit tels enthalten ist, die dann im Endprodukt, vorliegt. Ist die zugegebene Substanz ein härteres Harz, so erfolgt die Weiterverbrei tung wie bei den obigen Beispielen ange geben, also unter Härtung des Harzes in der Hitze mit oder ohne Verdichtung.
Sind an- ; dere Mittel beigegeben, so kann ausser dem Trocknen eine Nachbehandlung erfolgen, die für diese Mittel zur Erzielung gewünschter Effekte vorteilhaft ist. <I>Beispiel 6:</I> Statt wie im Beispiel 5 die Kunstharze selbst zuzugeben, können auch Vorprodukte, die durch Weiterbehandlung Kunstharze werden bezw. die Ausgangsstoffe, aus denen sich die Kunstharze bilden, dem Faserbrei beigegeben werden.
Die Bildung der ge wünschten Produkte erfolgt dann im fase rigen Verband selbst, und die Weiterbehand lung der Platte wird naturgemäss unter Be dingungen durchgeführt, die zur Bildung der Kunstharze führen. Für die Behandlung der trockenen Platte zur Härtung derselben gilt das in den obigen Beispielen Gesagte.
<I>Beispiel 7:</I> Dem Faserbrei werden thermoplastische Kunststoffe oder die Ausgangs- und Vor produkte, die zu diesen führen, in fein ver teilter Form, zum Beispiel in Form einer Emulsion oder Suspension zugesetzt. Die Weiter- und Fertigbehandlung nimmt auf die speziellen Massnahmen Rücksicht, welche zur Bildung der gewünschten Endprodukte aus den Ausgangsstoffen oder Vorprodukten vor teilhaft sind. Entsprechend dem Charakter der thermoplastischen Kunststoffe erfolgt am Schluss vorteilhaft eine Verdichtung durch Pressendruck bei Temperaturen, bei welchen die Thermoplasten einen ausreichenden Pla- stizitätsgrad besitzen.
<I>Beispiel 8:</I> Zu einem Brei, wie er gemäss Beispiel 1 aus 70 Teilen Holzabfallspänen, trocken ge rechnet, entsteht, werden 80 Teile kurzge- schnittene Strohhalmstücke beigegeben. Bei der weiteren Verarbeitung gemäss Beispiel 1 entsteht aus diesem Gemisch eine sehr leichte mit vielen Hohlräumen, die durch die Stroh halmstücke gebildet werden, durchsetzte Platte von hoher Isolierfähigkeit.
Durch ela stische Imprägnierung unter gleichzeitiger Erzeugung von Wasserfestigkeit lässt sich diese Variation zu einem Stoff mit korkähn lichen Eigenschaften ausbilden.
Unter thermoplastischen Kunststoffen sol len die Stoffe verstanden werden, welche in der Kunststoffindustrie in einer Vielzahl von Variationen hergestellt erden, wie zum Beispiel Polymerisationsprodukte von unge- sättigten organischen Verbindungen, durch Verestern und Veräthern aus Zellulose ge wonnene Abkömmlinge, durch Kondensation bezw. Polykondensation gewonnene thermo- plastische Harze und dergleichen.
Zur Verarbeitung gemäss den Beispielen 1 bis 8 eignen sieh ausser den dort genannten Stoffen fernerhin als Bindemittel die bekann ten organischen Kolleide, wie Leim und Ge latine, auch gummiartige und gummibildende Produkte, wie Latex, ferner auch Naturharze und Stoffe wie sie zum Beispiel zur Papier- verleimung in der Zelluloseindustrie verwen det werden.
Ferner können auch Gemische geeigneter Substanzen gleielizeitig oder auf- einanderfolgend eingebracht -erden. Ander seits sind auch anorganische Produkte. :v el- che bindende Eigenschaften haben, wie Was serglaslösungen, -#lagnesitlaugen und der gleichen zur Anwendung nach dein Verfah ren gemäss Erfindung geeignet.
Analog allen in obigen Beispielen ge schilderten Variationen lässt sieh die Bei gabe der Binde- bezw. Imprägnierungsmittel auch so durchführen, dass diese nicht in df@n Faserbrei gegeben werden, sondern in bezw. auf die nasse Platte in einem beliebigen Sta dium vor der Trocknung gebracht werden. Sind dabei die aufgebrachten Substanzen w asserlöslieli oder im Wasser kolloidal v er- teilbar, so dringen sie durch Diffusion mit dem in der Platte vorhandenen Restwasser durch das gesamte Gefüge hindurch.
Sind sie nur teilweise wasserlöslich oder beschränkt mit Wasser v erdünnbar, so fallen sie bei einer gewissen Verdünnung aus und durchsetzen das Gefüge nur teilweise, was zum Beispiel vorteilhaft ist, wenn man eine rein faserige Kernzone der Platte erhalten möchte und nur die Deckschichten härten oder imprägnieren will. Falls die zugegebenen Produkte An- schlämmungen oder Emulsionen oder Suspen sionen sind, erzeugen sie auf der Platte nur eine mehr oder weniger im Gefüge verankerte Deckschicht, die ausgesprochene Oberflächen eigenschaften erzielbar macht.
Die Zugabe der Binde- und Imprägnie- rungSmittel der genannten Arten kann fer- nerhin auch zur trockenen Platte erfolgen. Soll die Durchdringung durch das ganze Ge füge hindurch gehen, müssen die angewand ten Mittel löslich sein. Das Durchdringen des Gefüges kann durch Einsaugen oder Ein drucken der Lösungen beschleunigt und er leichtert werden. Will man jedoch nur zonen weise beschränkt besondere Eigenschaften er zeugen, zum Beispiel nur harte Oberflächen, so imprägniert man nur diese mit den ge- genannten Stofflösungen.
Die Nachbehand lung erfolgt naturgemäss auch in allen die sen Fällen in einer Weise, die dem Binde mittel entspricht, wobei, wie oben mehrfach geschildert, zum Beispiel härtbare Harze durch Erhitzen mit oder ohne Verdichtung in den Endzustand geführt werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Platten be schränkt. Durch entsprechende Gestaltung der durchlässigen Unterlage können auch beliebig gestaltete Formteile, wie auch Rohre oder Leisten direkt aus dem Holzfaserbrei gewonnen werden. Die Bindemittelbeigabe oder Imprägnierung und die sich daraus ergebende Nachbehandlungsart entspricht genau den Methoden, wie sie bei den Plat ten geschildert sind. Die gegebenenfalls er wünschte Nachverdichtung muss natürlich in Formen durchgeführt werden, die der Gestalt des Rohlings entsprechen.
Beim Saugen der Platten oder Formteile können durch Einlegen auf oder über der durchlässigen Unterlage Einbettungen von Materialien beliebiger Form und Stoffart vorgenommen werden, zum Beispiel können Stäbe und Profile mit eingesaugt werden, welche Verbindungs- und Anschlussmöglich- keiten schaffen. Solche Einbettungen kön nen aber auch wieder entfernt werden, wo durch Hohlräume in den Produkten zu erzeu gen sind. Vorteilhaft sein kann zum Bei spiel auch die Einbettung von Drahtgeweben.
Die Fasern können ausserdem natürlich auch entweder im Faserbrei oder später be liebig eingefärbt werden. In einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemässen Verfah rens werden dem Faserbrei hohlraumbildende Teilchen, wie zum Beispiel Stücke von Stroh halmen, leichte kleine Hülsen oder derglei chen in beliebigen Mengen zugesetzt, wodurch eine sehr leichte, mit zusätzlichen verhältnis mässig grösseren Hohlräumen durchsetzte Platte gewonnen wird. Hierbei kann je nach 1lenge und Art der hohlraumbildenden Zu sätze das spezifische Gewicht bis auf 50 kg/mg herabgedrückt werden.
Eine ähnliche Wirkung wird erzielt, wenn gemäss der Erfindung in den Brei oder in die Platte in irgendeinem Stadium der Herstellung Substanzen eingebracht werden, welche sich aufblähen lassen, wodurch mit Hohlräumen durchsetzte sehr leichte Platten erhalten werden. Die beiden letztgenannten Massnahmen können natürlich auch gleich zeitig Anwendung finden, da sie sich in ihrer Wirkung gegenseitig unterstützen.
Als aufblähende Stoffe seien genannt zum Beispiel härtbare Kunstharze, mit treibenden Substanzen, wie zum Beispiel Ammonium karbonat.
Die geschilderten Massnahmen zur Ver minderung des spezifischen Raumgewichtes bedingen die hervorragende Eignung der ge nannten Holzfasererzeugnisse für alle Zwecke, bei denen es auf Isolation gegen Wärme, Kälte und Schall ankommt.
Als Anwendungsgebiet seien daher ge nannt in erster Linie: Wandplatten, Isolier platten für Fussböden, Wände, Hohlräume, Eisschränke, schalldichte Räume, wie Tele- phonzellen, Aufnahmeräume, ferner für be sondere schallabsorbierende Zwecke, wie Schallstrahler für Lautsprecher und derglei chen.
Auf Grund der verhältnismässig guten Festigkeit und des geringen Gewichtes eignen sich die Erzeugnisse als Unterlagplatten für Bauplatten, als Platten für Möbelbau, Kern lagen für Sperrholz oder Furniere, sowie Un terlagen oder Kernlagen für beliebige Ober flächenbehandlung anderer Art, ferner als Austauschwerkstoff für korkenthaltende Platten, Schwimmkörper, Rettungsringe und dergleichen. Schliesslich kann der Stoff auch zum Ausfüllen von Hohlräumen als Stütz körper für statisch beanspruchte Konstruk- tionsteile dienen, da er sehr druckfest ist.
Im Leichtbau für Land-, Wasser- und Luftfahr zeuge kann der neue Werkstoff vorzugsweise wegen seines geringen spezifischen Gewich tes zum Ausfüllen der Hohlräume dienen.
Er ist ferner aus dem gleichen Grunde ge eignet für die Herstellung von Flugzeug rümpfen, Kabinenwänden und leichten Trans portgefässen. Die kraftabsorbierende Wir kung des verfilzten Holzfaserverbandes be dingt weiterhin seine Eignung als kraftver zehrender Pufferstoff zur Aufnahme von Stössen und starken plötzlichen Beanspru chungen.
Process for the manufacture of molded wood fiber products. The invention relates to a Ver drive for the production of shaped wood fiber products, for example panels, pipes and shells or strips using pronounced small pieces of waste, such as wood shavings, turnings, sawdust, milling chips and the like, which by a special new types of processing for these materials are enabled to form products through matting which, in their character,
Their values and the resistance properties can be varied to a large extent by compression to any desired degree or by the additional addition of binding agents, impregnating substances or the like.
It has already been proposed that small pieces of wood waste, such as, for example, various types of shavings, be prepared by mixing with binding and gluing substances and that these mixtures be pressed into panels. In these known processes, the waste is either not specially prepared or at most broken down into more uniform fractions by sieving, or else ground in cross beater mills to achieve a uniform grain size.
The binding in the end product depends almost exclusively on the type and degree of adhesion of the individual irregular particles by the binding agent used in the products manufactured in this way, which is the condition for the connection of the association, since the chip mix as such does not has a durable connection. The inhomogeneity of the association due to the irregular structure of the individual wood particles contained in the product results in various and considerable disadvantages which stand in the way of a comprehensive introduction of products manufactured in this way.
Since the amount of binder used, for reasons of economy and to maintain the desired wood-like properties, may only be low, it has not yet been possible to achieve products with uniform and uniform properties throughout the association.
The previous methods, which work in the manner described above, have therefore not led to a satisfactory solution, although attempts have been made again and again to make the small pieces of wood chips that accumulate in huge quantities, which previously had to be destroyed by burning, usable and cheap, molded material to implement.
On the other hand, it is also known from Ab fall wood and pieces of wood from larger dimensions, such as billets, trimmed waste, slabs and the like, to gain wood fiber boards with sufficient Ge utility properties.
However, these methods are exclusively geared towards large pieces of wood and cannot be used for processing chips and the like. The processing of the piece of wood takes place in this process in such a way that the piece of wood is broken up into coarse fiber bundles of greater length either by boiling, by defibrators or other suitable machines, whereupon the fiber mass is processed into wet fleece. The latter are processed into panels by the following hot pressing.
The division of the wood carried out with this type of preparation only goes up to hard and splintery fiber aggregates, which form a loosely connected tangle due to their length. The strength of the plates is only achieved through the compression process, whereby in all cases binders, which are added to the fiber pulp, are added to ensure the coherence and strength of the end product.
A preparation of small chips to plates, as the present invention has set itself the goal, is not possible according to this method, because the waste chips used according to the invention are usually smaller and shorter than the mass that is used in the above-described Plattenauf preparation is obtained from the large-sized waste wood.
According to the method according to the invention, it has now been possible to solve the problem of recycling any small pieces of wood waste, such as sawdust, turnings, wood shavings or shavings, in an economically satisfactory manner.
It was namely found through experiments that even these small pieces of wood waste BEZW by suitable wet grinding. No matter how far the fiber is broken up into fibers, forming fibers of sufficient length that they can be converted from the fiber pulp into sufficiently firmly felted products via wet processing.
This fact is quite surprising and new, because up to now this kind of processing of small chips to the point where they can be felted has not been carried out and has therefore apparently been considered hopeless.
This grinding to the point of matting is decisive and determining the quality of the end product, because on the one hand this grinding unifies the very inhomogeneous starting materials to a certain standard and ensures the uniformity of the end product, on the other hand the matting ability Connection of the association, which is so noteworthy that this new process can even be used to manufacture products that no longer require any adhesive substances or binders.
It has thus succeeded in obtaining an extremely cheap material with properties that are similar to the properties of products that could previously only be made from ground wood.
If special demands are made on the end product, for example it should be harder or particularly dense or waterproof, a whole number of can be achieved on this cheap process basis by adding suitable binders or by impregnation with suitable substances or by compression Making variations. Each of these additional measures can be used on its own or in combination with the others. They can be used in any order. For each desired variation of the end product, the most favorable process sequence is chosen.
As a compacting measure, for example, in addition to the suction performed when the product is placed on the permeable substrate, a squeezing operation can be carried out. This pressing removes even more of the water and thereby shortens the drying process, it also compacts the structure of the matted connection of what may be desired depending on the application that the end product is to serve. The compaction by pressing can, however, also take place in any further stage of the dewatering or drying, optionally also in molds that can be heated. Furthermore, depending on the variation which one wishes to obtain, it may be advantageous to first compress the product which has been dried to the correct final moisture content.
If this compression takes place in forms, products with precise dimensions are obtained.
In addition to the compression or together with it, the character and values of the end product can also be varied within wide limits by adding or introducing impregnating agents and binders, as stated above. The binding and impregnating agents can belong to very different classes of substances.
Impregnating agents are preferably understood to mean the substances, the addition of which influences the properties of the individual particles of the mass, which, for example, make the wood fibers difficult to burn, insect-proof, mold-proof or water-repellent by being impregnated under cover.
Binding agents should preferably be understood to mean those substances which help to increase the strength of the interrelationship of the end product and which, depending on this, influence the properties of the board, such as hardness, elasticity, density, breaking strength, toughness etc. Naturally, the binders can also envelop and impregnate the individual particles to a greater or lesser extent and, in doing so, also transfer any special properties that may be present, namely incombustibility and water resistance, to the fibers.
It follows that the terms binder and impregnation agent, measured by their effect on the end product, are not to be sharply separated from one another, but rather go into one another in terms of their effect. can be superimposed in their effect.
The addition of the binders respectively. the impregnating substances, which can also be used in combination or side by side, can take place in various stages of manufacture or after the completion of the product to be produced, depending on their type, condition and properties.
The funds do not need BEZW in the finished product in all zones. not to be contained in these in the same amount, for example special designs can be made superficially hard and wear-resistant by adding hardening binders or made waterproof by surface impregnation, or the core zones of the panels can be made elastic by adding elastic binders, producing a hard surface by introducing hardening binders.
If the binding or impregnating agent is water-soluble or colloidally dispersible in water, it can be mixed with the pulp. As much then remains in the end product as is contained in the water, which is removed by drying at the end of the process. If the named agents can be precipitated from aqueous solution, they can be deposited in the fiber pulp by precipitating agents on the fibers. It can also bind or. Impregnation agents are used, which fall in the pulp due to the water of the same and thereby attach to the fibers.
But also water-insoluble binding respectively. Impregnants are suitable for adding to the pulp. In order to achieve good distribution, they are preferably used in finely divided form, for example in the form of slurried fine powders or in the form of emulsions, suspensions or the like. When the fibers are sucked off, the insoluble particles are deposited in the felted fiber fleece between the fibers. The substances introduced can be intimately bonded to the fibers through appropriate post-treatment, for example through pressure.
As far as they are softenable or meltable, they can be combined to form an intimate association with the fibers by increasing the temperature, if necessary under simultaneous pressure, whereupon a solid overall association of the felted fibers is obtained after curing or cooling. With the large number of applicable substances and the resulting large number of their special properties, there are very different types of variations for the type of aftertreatment which have a considerable influence on the type of end products provided with the agents.
If the presence of water has any effect on the type of binder addition, if it acts as a solvent, precipitant or distribution agent on the binder or Impregnating agent works, in addition to the addition to the pulp, the addition can also be made to the product that has already been sucked out and partially dehydrated at a suitable stage of dewatering.
If, for example, the binding or impregnation agent is water-soluble, when it is applied to the surface, it is distributed evenly through diffusion in all of the water that is still present and is thus distributed in the fiber structure. After drying, the agent is then contained in the fiber structure at all points and gives it the desired properties, if necessary after suitable aftertreatment.
Is the binding or Impregnating agent is insoluble in water or can only be diluted with it to a limited extent, so it precipitates when applied to the still water-containing product or when it penetrates the same and, after drying, forms a more or less deeply penetrating surface layer, which may be treated by suitable treatment , such as by heating or pressing BEZW. Hot pressing, special surface properties.
such as hardness, elasticity, water resistance, etc., guaranteed. The binding or impregnating agents can also be introduced by suction, for example with the aid of a vacuum.
If the presence of water for dissolving or precipitating or distributing the agent to be introduced is not necessary, the latter can also be added to the already dried product, for example by brushing on the surface, with a more or less deep penetration depending on the dilution through the entire cross-section by allowing it to soak or by sucking in with a vacuum.
Example <I> 1: </I> 100 parts of waste wood, calculated dry, are frayed with fifteen times the amount of water for two hours in a Holländer finite stoneware mill. The fiber pulp; after diluting to a ratio of 1: <B> 100 </B> fiber: water, is placed in a container, the bottom of which is formed by a permeable plate. The base consists, for example, of a finely perforated sheet metal or a sieve.
The space under the floor is filled with water, so that the pulp brought into the box cannot settle immediately. After the container has been filled with the pulp, the water in the space under the perforated floor is sucked off by suction, through which the water in the pulp penetrates through the sieve or the perforated plate. At the end, a wet fleece of intimately matted wood fibers is formed on the permeable base. The wet fleece is then dried, for example in a drying cabinet or by sucking through or pressing hot air.
In addition to the measures of the process sequence according to Example 1, which represents the simplest embodiment of the invention, supplementary measures can be carried out to achieve plates with special properties. Some important variations are briefly described below.
<I> Example 2: </I> A hardenable synthetic resin in the form of a fine powder, which is advantageously mixed with water to form a slurry, is added to the pulp. Curable synthetic resin is understood to mean the known products as they are manufactured by the synthetic resin industry, i.e. synthetic resins which can be converted into an insoluble and infusible final state by means of heat. In accordance with the properties of these resins, the plate which has been won and which contains the powdery resin stored therein is heated so high after drying that the resin hardens.
The hardening of the resin can take place at the same time as compaction, so the dried plate can be compacted to a desired level in heated molds. Depending on the amount of resin used, which can vary between 5 and 50%, for example, and the pressure applied during compaction, products of greater or lesser hardness, density and strength are obtained.
Example <I> 3: </I> A slurry of finely powdered Goudron is added to the pulp. The dried plate contains this fine powder embedded in its structure. It is then either heated without pressing to temperatures at which the goudron melts and thus binds and covers the fibers, or it is compressed to any degree by pressing at temperatures at which the goudron is soft or melted.
A panel produced in accordance with this example is ideally suited as a base for linoleum and similar floors, since it is sufficiently waterproof and elastic and can easily be applied to layers of concrete with binders.
<I> Example </I>! R-.
A liquid synthetic resin, as it can be obtained by alkaline condensation of phenols with formalin, respectively. A synthetic resin solution in dilute alkali is added to the fiber pulp and precipitated on the fiber using acids or acidic salts. The further processing of the synthetic resin containing the plate takes place after drying according to Example 2, so either it is hardened by heat without compression or by hot pressing. <I> Example 5:
</I> The pulp are water-soluble resins respectively. Glues or water-soluble impregnating agents, which give the latter, for example, fire-retardant properties, are added. The dosage of these means is carried out in such a way that the desired amount of the added means is contained in the amount of water that is removed from the plate by drying, which is then present in the end product. If the added substance is a harder resin, the further spreading takes place as given in the above examples, i.e. with hardening of the resin in the heat with or without compression.
Are on; If their agents are added, then, in addition to drying, an aftertreatment can take place which is advantageous for these agents in order to achieve the desired effects. <I> Example 6: </I> Instead of adding the synthetic resins themselves, as in Example 5, preliminary products that become synthetic resins respectively through further treatment can also be used. the raw materials from which the synthetic resins are formed are added to the pulp.
The desired products are then formed in the fibrous bond itself, and the further treatment of the board is naturally carried out under conditions that lead to the formation of synthetic resins. The statements made in the above examples apply to the treatment of the dry plate in order to harden it.
<I> Example 7: </I> Thermoplastics or the starting and preliminary products that lead to them are added to the pulp in finely divided form, for example in the form of an emulsion or suspension. The further and final treatment takes into account the special measures that are beneficial for the formation of the desired end products from the starting materials or preliminary products. In accordance with the character of the thermoplastic plastics, compression is advantageously carried out at the end by means of press pressure at temperatures at which the thermoplastics have a sufficient degree of plasticity.
<I> Example 8: </I> 80 parts of short-cut pieces of straw are added to a pulp such as that obtained in Example 1 from 70 parts of wood waste chips, calculated dry. In the further processing according to Example 1, this mixture results in a very light plate with a large number of cavities which are formed by the pieces of straw and which is highly insulating.
Elastic impregnation with simultaneous generation of water resistance allows this variation to be developed into a material with cork-like properties.
Thermoplastics should be understood to mean the substances which are produced in the plastics industry in a large number of variations, such as, for example, polymerization products of unsaturated organic compounds, derivatives obtained from cellulose by esterification and etherification, or by condensation. Thermoplastic resins obtained from polycondensation and the like.
For processing according to Examples 1 to 8, apart from the substances mentioned there, the well-known organic compounds, such as glue and gelatin, also rubber-like and rubber-forming products such as latex, and also natural resins and substances such as those used for paper, are also suitable as binders - Gluing can be used in the cellulose industry.
In addition, mixtures of suitable substances can also be introduced simultaneously or in succession. On the other hand, there are also inorganic products. : have various binding properties, such as water glass solutions, lagnesite solutions and the like suitable for use according to the method according to the invention.
Analogous to all of the variations described in the above examples, the addition of the binding or Carry out impregnation agents so that they are not added to df @ n pulp, but rather in bezw. be placed on the wet plate in any stage prior to drying. If the applied substances are water-soluble or colloidally dispersible in the water, they penetrate the entire structure by diffusion with the residual water present in the plate.
If they are only partially soluble in water or can be diluted with water to a limited extent, they precipitate at a certain dilution and only partially penetrate the structure, which is advantageous, for example, if you want to keep a purely fibrous core zone of the board and only harden or impregnate the top layers want. If the added products are slurries or emulsions or suspensions, they only create a surface layer on the board that is more or less anchored in the structure, which makes it possible to achieve pronounced surface properties.
The binding and impregnation agents of the types mentioned can also be added to the dry board. If the penetration is to go through the entire structure, the agents used must be soluble. The penetration of the structure can be accelerated and made easier by sucking in or printing the solutions. However, if you only want to create limited special properties in certain areas, for example only hard surfaces, then only these are impregnated with the aforementioned substance solutions.
The aftertreatment is naturally also carried out in all these cases in a manner that corresponds to the binding agent, whereby, as described several times above, hardenable resins, for example, are brought to the final state by heating with or without compression.
The method according to the invention is not restricted to the production of panels. By appropriately designing the permeable base, any shaped parts such as pipes or strips can be obtained directly from the wood fiber pulp. The addition of binder or impregnation and the resulting type of aftertreatment corresponds exactly to the methods described for the plates. Any further compression that may be required must of course be carried out in molds that correspond to the shape of the blank.
When vacuuming the panels or molded parts, embedding materials of any shape and type of material can be made by placing them on or above the permeable base, for example rods and profiles can be sucked in, which create connection and connection options. Such embeddings can, however, also be removed again wherever cavities in the products have to be generated. The embedding of wire mesh, for example, can also be advantageous.
The fibers can of course also be colored either in the pulp or later as desired. In a further embodiment of the process according to the invention, void-forming particles, such as pieces of straw, small pods or the like, are added in any quantities to the pulp, which results in a very light plate interspersed with additional relatively larger voids. Depending on the size and type of cavity-forming additives, the specific weight can be reduced to 50 kg / mg.
A similar effect is achieved if, according to the invention, substances are introduced into the paste or into the plate at any stage of manufacture which can be inflated, as a result of which very light plates with cavities are obtained. The last two measures mentioned can of course also be used at the same time, since they mutually support each other in their effect.
For example, curable synthetic resins with propellant substances such as ammonium carbonate may be mentioned as inflating substances.
The measures outlined to reduce the specific density require the excellent suitability of the wood fiber products mentioned for all purposes where insulation against heat, cold and sound is important.
The main areas of application are therefore: wall panels, insulating panels for floors, walls, cavities, ice boxes, soundproof rooms such as telephone cells, recording rooms, and also for special sound-absorbing purposes such as sound emitters for loudspeakers and the like.
Due to their relatively good strength and low weight, the products are suitable as base boards for building boards, as boards for furniture construction, core layers for plywood or veneers, and underlays or core layers for any other type of surface treatment, and also as a replacement material for cork-containing boards, Floats, lifebuoys and the like. Finally, the material can also be used to fill cavities as a support body for structural parts that are subject to static loads, since it is very pressure-resistant.
In lightweight construction for land, sea and air vehicles, the new material can preferably be used to fill the cavities because of its low specific weight.
It is also suitable for the same reason ge for the manufacture of aircraft fuselages, cabin walls and light trans port vessels. The force-absorbing effect of the felted wood fiber bandage also determines its suitability as a force-consuming buffer material for absorbing shocks and sudden strong loads.