Verfahren zur Herstellung von aus Holzteilchen und Bindemitteln aufgebauten Kunstholz platten und nach diesem Verfahren hergestellte Platte Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus Holzteilchen und Binde mitteln aufgebauten Kunstholzplatten mit. mindestens einer Oberflächenschicht, die här ter ist und ein dichteres Gefüge aufweist als die Innenschicht. Des weiteren hat die Erfin dung auch eine nach diesem Verfahren ge wonnene Platte zum Gegenstand.
In den Anfängen der Kunstholzplatten industrie begnügte man sich damit, die mit Bindemitteln versehenen Holzteilchen, wie Späne, Stäbehen, Abfallschnitzel und derglei chen, möglichst gleichmässig aufzuschütten und mit oder ohne Hitze zu verpressen. Die daraus resultierenden Platten waren, sofern sie höheren Anforderungen an die Biege festigkeit zu genügen hatten, ziemlich schwer. Ausserdem wies die Plattenoberfläche selten die erwünschten Eigenschaften hinsichtlich Aussehen, Härte, Glätte und Zugfestigkeit auf. Wenn beispielsweise Sägespäne verpresst wurden, dann war die Oberfläche wohl glatt, dafür musste man sich mit kleineren Festig keitswerten begnügen.
Ferner hatten solche Platten ein grosses spezifisches Gewieht, da zwischen den Sägespänen nach dem V erpres sen praktisch keine Zwischenräume mehr ver bleiben. Dagegen ist die Oberfläche einer aus groben und langen Holzelementchen aufge bauten, biegesteifen Platte rauh und unschön. Die Erfordernisse hinsichtlich Innen- und Aussenlagen stehen sich also feindlich gegen- über.
Man begnügte sich daher zunächst mit der Erkenntnis, dass die Realisation einer Platte mit gewissen Eigenschaften ausge schlossen sei und fabrizierte während langer Zeit Platten aus verhältnismässig groben Holz teilchen, welche dann nach dem Pressvorgang oder gleichzeitig während des Verpressens mit Furnierschichten oder dergleichen über zogen wurden, um die poröse Oberfläche zu verdecken.
Einen grossen Fortschritt stellte die so genannte Mehrschichtplatte dar. Bei dieser besteht wenigstens eine Oberfläche aus feine ren Teilchen, .die mit den Teilchen der an dern Schicht, normalerweise der Innenschicht, gleichzeitig ve@rpresst worden sind. Durch Auswahl geeigneter Spanformen gelang es sogar mit der Zeit, Platten zu fabrizieren, deren Kern leicht und porös war, während die Deckschichten glatt und hart waren und eine grosse Zugfestigkeit aufwiesen.
Ein ebenso wirksames wie originelles Mit tel für die Verbesserung der Qualität der Plattenoberfläche bei gleichzeitiger Locker haltung des Kernes wurde vor mehreren Jahren vorgeschlagen. Es handelt sich hier um die absichtliche Peuchterhaltung der Aussenschichten vor dem V erpressen. Diese Massnahme bewirkt, dass die Decklagen unter Einwirkung von Hitze und Feuchtigkeit zuerst weich und schmiegsam werden und sich zusammendrücken lassen, während die Kernlage dem Druck in diesem Moment viel besser widersteht und porös bleibt.
Es ist leicht einzusehen, dass dadurch gerade die für die Biegefestigkeit und das Aussehen der Platte massgebenden Deckschichten ein dichtes Gefüge aufweisen, während die innern Plat tenpartien dank des verhältnismässig lockeren Gefüges für ein kleines Gewicht und geute akustische und thermische Isoliereigenschaf- ten verantwortlich sind.
Besonders durch Ver einigung des Verfahrensmerkmals der vor dem Pressvorgang feuchter gehaltenen Aussen schichten mit einer geeigneten Auswahl von verschiedenartigen Holzteilchen für die ver schiedenen Schichten gelang es schon weit gehend, die erwünschten Eigenschaften, die sieh früher gegenseitig auszuschliessen schie nen, in einer Platte zu vereinigen.
Beim Verfahren nach der Erfindung wird zwecks Erzielung eines dichteren Gefüges mindestens einer Oberflächensehicht von dem bekannten Merkmal der Feuchtigkeitsdiffe renz vor dem Verpressen ebenfalls Gebrauch gemacht. Die Erfindung bezweckt eine weitere Steigerung der Güte des Produktes, haupt sächlich eine noch stärkere Hervorhebung der Gefügeunterschiede von Kernschicht und Oberflächenschichten, und zwar sowohl bei Platten aus durchgehend gleichem Material als auch bei Mehrschichtplatten.
Dies wird erfindungsgemäss beim neuen Verfahren da durch erreicht, dass die Holzteilchen für die Bildung der dichteren Oberflächenschieht (bzw. Oberflächenschichten) vor dem bei er höhter Temperatur erfolgenden Verpressen einern grösseren Feuchtigkeitsgehalt aufweisen als die für die Bildung der Innenschieht be stimmten Holzteilchen und dass der Press- druck am Ende einer ersten Pressperiode, wäh rend welcher die Innenschicht noch nicht ihre Höchsttemperatur erreicht hat, erniedrigt wird, worauf die Platten während einer zwei ten Pressperiode mit kleinerem Druck weiter verpresst werden.
Das Herabsetzen des Press- druckes, das fortlaufend oder stufenweise er folgen kann, verhindert eine zu starke Kom- primieruing der durch die langsam ins Innere des Presslings dringenden Hitze und Feuch- tigkeit aufgeweichten Holzmassen der Innen- sehicht. Die dem neuen Verfahren zugrunde liegenden Überlegungen werden weiter unten dargelegt.
Ein Ändern des Pressdruckes wurde schon früher vorgeschlagen, jedoch nie in Verbin dung mit den feueliteren Oberflächenschich ten. Die weiter unten beschriebene neue und sehr wertvolle Kombinationswirkung hatte man dabei weder im Auge, noch wurde sie zufällig erzielt.
31an hat. schon vorgeschlagen, den Druck beim Verpressen von Platten aus wässerigen Fasermassen zu variieren. Es wurde nämlich empfohlen, die Pressplatten nicht heiss aus der Presse zu nehmen,
sondern dieselben in der Presse mit oder ohne zusätzliche Kühl mittel abzukühlen und den Druck während der Kühlperiode kontinuierlich oder stufen weise zu erniedrigen. Dadurch wird der Ent stehung der sich infolge des dichten Gefüges von aus Faserbrei hergestellten Platten beim Öffnen der heissen Presse leicht bildenden Dampfblasen vorgebeugt. Natürlich besitzt ein dermassen hergestelltes Produkt keine Schichten ungleicher Verdichtung.
Bei einem andern Verfahren zur Herstel- hing von Platten aus einem nassen Faser- material und einem Bindemittel, welches einen guten Zusammenhalt selbst im heissen und noch nassen Zustand ergibt, wird die Masse zuerst unter hohem Druck zusammen gepresst, jedoch nur so lange, bis die Binde mittel der Oberflächenschichten erhärtet sind:
Daraufhin wird die Presse wieder ganz ge öffnet, um den eingeschlossenen Dampf aus diesem dichten Gefüge entweichen zu lassen. Dabei entspannt. sich die noch nieht erhärtete Innenschicht und kann sieh wieder aus dehnen. In einem neuen Pressstadium wird bei niedrigem Druck die Innenschicht abge bunden, um dort ein lockeres Gefüge zu er halten, und zwar so lange, bis der ganze Plat tenkörper 40<B>%</B> oder weniger Feuchtigkeit enthält.
Die Feuchtigkeitsbewegung erfolgt hier von innen nach aussen, das heisst nach jener Oberfläche, auf welcher ein Drahtnetz liegt, um die sich bildenden Dämpfe zwischen Drahtnetz und heisser Heizplatte entweichen zu lassen. Durch die höhere Feuchtigkeit bei jener Oberfläche tritt aber dort die ge wünschte Erhärtung nicht im gleichen Masse auf wie in der entgegengesetzten Ober flächenschicht. Um diese Ungleichheit mit ihren Nachteilen zu vermeiden, hat man vor geschlagen, die Heizplatte mit dem Drahtnetz höher zu beheizen. Es ist augenscheinlich, dass ein solches Vorgehen sich nicht für gross industrielle Produktionen eignet, bei welchen mit Pressen gearbeitet wird, welche eine Viel zahl von Etagen und Heizplatten besitzen.
Eine Heizplatte einer Mehretagenpresse muss gleichzeitig eine untere und eine obere Kunst holzplattenseite beheizen und kann unmöglich zweierlei Temperaturen aufweisen.
Die Anwendung der wirtschaftlich vor teilhaften Harnstoff-Formaldehydharze als Bindemittel ist beim zuletztbeschriebenen, be kannten Verfahren nicht möglich. Diese Bindemittel durchlaufen vor dem Abbinden ein sog. Gelstadium ; ein auch nur kurz zeitiges Entspannen der Platte würde eine Zerstörung oder zumindest eine bedeutende Schwächung des Leimverbandes zur Folge haben.
Zweifellos kann aus diesen Verfahren keine Lehre für das Verfahren nach der Er findung gezogen werden. Die geschilderten Verfahren der Pressdruckvariation würden auch in Verbindung mit dem bekannten Ver fahren der absichtlichen Feuchterlhaltung der Aussenschichten noch nicht die durch die Er findung erreichten Wirkungen zeitigen.
Der Erfinder erkannte, dass der Vorteil der Feuchtigkeitsdifferenz der verschiedenen Schichten überraschenderweise bedeutend aus geprägter auftritt und das Abführen des Dampfes von den Aussenschichten nach innen und von dort durch die poröse Masse hin durch ins Freie gefördert wird, wenn der an fängliche Pressdruek während des Verpressens nicht aufrechterhalten wird, sondern in einer bestimmten, dem Zustand der Kernsehieht angepassten Weise geändert wird. Damit ist ein weiterer wichtiger Schritt zur Platte mit den eingangs erwähnten, angestrebten Eigen- schaften zurückgelegt.
Dem neuen Verfahren liegen folgende Überlegungen zugrunde: Während des Verpressens einer Platte mit aussenliegenden Holzelementchen, deren Feuchtigkeitsgehalt höher ist als derjenige der innenliegenden Teilchen, bewirken Druck, Hitze und Feuchtigkeit zuerst eine hohe Ver dichtung der Aussenschichten. Die aus demn Inneren der Decklagespäne austretende Feuch tigkeit treibt dabei noch allfällig eingedrun genen Leim wieder an die Oberfläche der Holzteilchen und in die Fugen zwischen die sen Spänen. Gleichzeitig streichen die austre tenden Dämpfe über die verhältnismässig trockenen und unmittelbar unter den Deck schichten liegenden Kernschichtholzteilchen, welche einen Teil der von den Aussenschichten abgegebenen Feuchtigkeit absorbieren.
Der Dampf kondensiert dort teilweise, und durch das Freiwerden der Kondensationswärme be wirkt er eine rasche Aufheizung und Erwei chung dieser an sich thermisch schlecht lei tenden Holzmasse. Die absorbierten Wasser mengen werden anschliessend auch aus diesen Spänen wieder ausgetrieben und fördern in gleicher Weise allenfalls eingedrungenen Leim an die Oberfläche zurück. Erst nachdem je weils eine solche Zone genügend ausgetrock net ist, bindet. der Leim ab.
Die der Plattenmittelebene benachbarten Lagen der Kernschicht werden bei konstantem Pressdruek infolge der auf die Dampfabgabe der Kernschichtteilchen zurüekzuführenclen stärkeren Erweichung mehr verdichtet als die äussern Kernsehichtlagen. Das Produkt weist dann zu stark verdichtete und daher zu wenig poröse, innere Kernschichtlagen auf und ausserdem wird der Dampfabzug während des Verpressens in zunehmendem -:1#la.sse erschwert.
Das Bindemittel kann aber in der feuchten Umgebung gar nicht oder nar ungenügend aushärten.
Es ist nun gelungen, diese Nachteile zu beseitigen und sogar eine hohe Porosität der durch die Befeuchtung am stärksten aufge weichten Mittellage der Kernschicht dank dem weiter oben dargelegten Erfindungsgedanken zu sichern. Der zeitliche Verlauf des Press- druckes muss derart gewählt sein, dass durch die Verminderung dieses Druckes keine halb abgebundenen, das heisst sich im Gel stadium befindlichen Leimfugen vor der vollen Aushärtung gstört werden und da durch leiden.
Um eine möglichst einheitliche Dichte der Kernschicht zu erhalten, empfiehlt es sieh, den Druck mit zunehmender Erw ei- chung von immer tiefer liegenden Kernschicht zonen während der zweiten Pressperiode an dauernd zu senken. Ein gewisses Zusammen pressen der ursprünglich zu lockeren Kern- sehieht ist erforderlieh, jedoeh geschieht dies nun nicht auf einmal, sondern zur Haupt- saehe jeweils nur gerade in jener Zone, welche gerade erweicht und wo die Leimerhärtung noch nicht begonnen hat.
Mit den fortschrei tend von aussen nach der Kernmitte zu erfol genden Vorgängen, wie Erweichung, Dampf austritt, Austrocknen und Leimerhärtung, wird der Anteil der weniger nachgiebigen Masse immer grösser, der Anteil der druck weichenden Masse jedoch immer kleiner, so dass der spezifische Pressdruck immer gerin ger werden darf, ohne dass sich der zwischen den Berührungspunkten der Späne der Kern schicht auftretende spezifische Verleimunzs- druck praktisch ändert. Unter demn Ausdruck spezifischer Verleimungsdruck wird der auf 1 em2 bezogene Druck, der beim Pressen zwisehen zwei miteinander zu verleimenden Hlolzfläehen auftritt, verstanden.
Das Absenken des Druckes am Ende einer ersten Pressperiode bringt erst die eminenten Vorteile der Feuehtigkeitsdifferenz voll zur Geltung. Wenn das Absenken des Press- druckes immer erfolgt, bevor die weiter nach innen gelegene Sehieht zu weich wird, ist ein weiteres Verpressen und Abbinden praktisch ohne wesentliche Verdichtung der Kern schicht und ohne Schädigung des Leinm- verbandes möglich. Dabei werden die Aussen schichten etwa nicht weniger geut verdichtet wie bei Aufrechterhaltung eines grossen und konstanten Pressdruekes.
Das Erstaunliche am Verfahren ist, dass die günstige Wirkung der Feuehterhaltung der Oberflächensehiehten durch einen weiteren Verfahrenssehritt gestei- fiert wird, der für sieh allein ungeeignet ist, die Qualität des Produktes im angegebenen Sinne zu verbessern.
Der Unterschied der Feuchtigkeitsgehalte zwischen den für die Bildung der Innen- s s ehicht bestimmten Holzteilchen (im folgen- cden mit Kernspäne bezeichnet) und den für den Aufbau der dichteren Oberflächen schicht bzw. -schichten verwendeten Holz teilchen (im folgenden mit. Deckspäne be zeichnet) ist im allgemeinen ziemlich gross. Zweckmässigerweise beträgt der totale Feuch tigkeitsgehalt der Kernspäne 2 25 % (mit Vorteil wenigstens angenähert 17 %) und der jenige der Deckspäne 30-60 % (mit Vorteil wenigstens angenähert 45 %) des Gewichtes der Trockensubstanz der beleimten Holzteil eben.
Das Presssehema, das heisst der zeitliche Verlauf des Pressdruckes, muss, wie bereits an gedeutet, den jeweiligen Erfordernissen ange passt werden. Im allgemeinen wird ein konti nuierliches Absenken während der zweiten Pressperiode, das unter Umständen von einer am Ende der ersten Pressperiode vorgenom- inenen schnellen. Druckverminderung einge leitet sein kann, die besten Ergebnisse zeiti gen. Die Druekkurve kann entsprechend Spanmaterial, Bindemitteln usw. und auch in Anpassung an einen günstigen Ablauf der Vorgänge beim Steuern der Presse verschie denen Gesetzmässigkeiten angepasst sein. Bei spielsweise kann auch eine stufenweise Druck senkung gewisse Vorteile aufweisen.
Für das Verpressen von Krunstholzplatten eignen sich u-ährend der ersten Pressperiode besonders Drücke von 9-20 kg/cm2. Vielfach ist es nünstig, diesen Druck am Anfang der zweiten Pressperiode auf 0,5-6 k,/cm-' abzusenken. Die erste Pressperiode ist grundsätzlich be endigt, wenn nach denn Abbinden der Binde mittel der Deckspäne der Pressdruek auf einen kleineren Wert -ebracht wird.
Die zweite Pressperiode erstreckt sieh vom Ende der ersten Pressperiode weg bis zum völligen Er härten der Bindemittel der Kernspäne. Im allgemeinen werden die Platten noch während einer dritten Periode zwecks Austrocknung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 /o in der Presse belassen. Der während der zwei ten Pressperiode erzeugte Druck kann über die Dauer der Troeknungszeit beibehalten oder nochmals reduziert werden, beispiels weise auf einen Restdruck von 0,1 bis 0,2 kg/em2.
Die Wirkung des erfinderischen Verfah rens lässt sich noch steigern, wenn die Gehalte an trockenen Bindemitteln, bezogen auf das Gewicht der ungeleimten, absolut trockenen Holzteilchen bei den Kernspänen kleiner ist als bei den Deckspänen. Dieser Wert wird bei den Kernspänen zweckmässigerweise kleiner als 10 % und bei den Deckspänen grösser als 10 % gewählt.
Diese Massnahme unterstützt das Bestreben, den Kern leicht und porös zu halten bei hoher Festigkeit und Härte der Deckschichten Des weiteren wird hier auch vorgeschlagen, auf die verschiedenartigen Späne auch ver schiedene Bindemittel aufzubringen, und zwar derart, dass das Bindemittel der Kernspäne bei den während der Verpressung erreichten Temperaturen zähflüssiger bleibt als das Bindemittel der Deckspäne. Es ist leicht ein zusehen, dass sich dadurch bei den Deck spänen ein besseres Fliessen und Verteilen der Bindemittel ergibt.
Schliesslich können, um ein zu schnelles Erhärten des Bindemittels der Aussenschich ten (auch Deekschisehten oder Oberflächen schichten genannt) zu verhindern, die Deck späne mit einem Bindemittel beleimt sein, das in der Hitze weniger schnell abbindet als das auf die Kernspäne aufgetragene Bindemittel.
Durch die Kombination dieser sich gegen seitig unterstützenden Merkmale entsteht nun eine Platte, welche gut geschlossene, kompakte und dennoch verhältnismässig dünne Deck schichten aufweist. Dies zeigt sich in einem deutlich höheren spez. Gewicht dieser Deck schichten (etwa 0,7-0,ä) im Vergleich zu demjenigen der porösen prasse der Innen schicht (etwa 0,5). Als Vorteile sind haupt sächlich zu nennen: Die harten, widerstands- fähigen Aussenschichten mit ihrer hohen Zug festigkeit bilden die Voraussetzung für eine hohe Biegefestigkeit bei kleinen Gesamt gehalt der Platte an Bindemitteln. Die kom pakten und geschlossenen Flächen sind sehr wichtig als Widerstand gegen äussere Ein- f1üsse, vor allem gegen die Feuchtigkeit.
Diese Faktoren zusammen, das heisst das er reichte statische Gefüge der Platte und die Widerstandsfähigkeit der Deckschichten, sind die Voraussetzung für das besonders gute Stehvermögen dieser Holzkonstruktion. Die Innenschicht ist infolge des geringen Press- druclkes, der während des Erweichens und Abbindens auf ihr gelastet hat, porös und iso liert daher auch gegen Schall und Wärme. Sehr wichtig ist jedoch, dass die Holzteilchen der Innenschicht keine schädlichen Verdich tungen aufweisen und dadurch auch bei ver hältnismässig geringem Bindemittelanteil im Wasser bzw. unter FeuchtigkeitseinflLzss wenig quellen.
Eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird nun an Hand der Zeichnung erläutert. Die Fig. 1a und 1b veranschaulichen ein Diagramm über den Verlauf des Pressdruckes, in Verbindung mit graphischen Darstellungen der Vorgänge in der Kernschicht.
Die Fig. 2 bezieht sich auf eine perspekti vische Darstellung eines Absehnittec einer nach dem Verfahren hergestellten Platte. Es sei angenommen, dass eine Platte grundsätzlich bekannten Aufbaues mit einer 3llittellage aus groben Kernspänen und zwei äussern Deckschichten aus flachen Holzhobel spänen hergestellt werden soll. Der grösste Teil der aus Abfallholz hergestellten Kern späne hat folgende Abmessungen: Länge: 5 bis 50 mm; Breite: 5-10 mm; Dicke: 1 bis 5 mm.
Für die Herstellung der Deckschichten finden dünne, flache Holzhobelspäne Verwen dung mit einer Oberfläche von ungefähr 0,5 bis 4 cm2.
Nach dem Wegsieben des Staubes werden die Späne beispielsweise mittels einer an sich bekannten, mit Leimwalzen ausgerüsteten Be- leimungsmaschine mit einem in der Hitze ab bindenden Harnstoffharz überzogen. Die Viskosität des auf die groben Spaltteilehen (Kernspäne) aufgetragenen Bindemittels be trägt bei 20 C rund 1800 cP (Centipoise) und diejenige des Bindemittels der Hobelspäne etwa 600 cP. Ausserdem werden die Deckspäne noch mit Wasser angefeuchtet. Die Kunst harzmischung enthält ein geeignetes Streck mittel, z. B.
Wickenmehl, Weizenmehl oder Roggenmehl, sowie Ammoniumchlorid als Härtebeschleuniger und Ammoniak als Puffer gemäss der weiter unten gegebenen Aufstel- lulng.
Die Wirkungsweise des Beschleunigers be ruht auf der Tatsache der Vereinigung der Ammoniumgruppe des Ammoniumchlorids mit dem in der Hitze freiwerdenden Form aldehyd des Kunstharzes. Dadurch entsteht freie Salzsäure, die als Katalysator für den Härtevorgang dient. Das als Puffer wirkende Ammoniak verlangsamt anderseits das Ab binden des Bindemittels. Man hat es somit in der Hand, den Aushärtevorgang den Wün schen anzupassen.
Die beleimten Hobelspäne enthalten die angegebenen Bestandteile im folgenden Ver- hältnis:
EMI0006.0006
Gewichtsteile
<tb> Hobelspäne <SEP> von <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Feuchtigkeit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1000
<tb> Harnstoff-Formaldehyd-Festharz <SEP> von <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Feuchtigkeit <SEP> 120
<tb> Wickenmehl <SEP> von <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Feuchtigkeit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 42,2
<tb> Ammoniumchlorid <SEP> von <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Feuchtigkeit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,6
<tb> Ammoniak <SEP> mit <SEP> spezifischem <SEP> Gewicht <SEP> = <SEP> 0,91 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 6,0
<tb> Wasser <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 520 Die beleimten Holzspaltteilchen weisen nachstehende Zusammensetzung auf:
EMI0006.0007
Gewichtsteile
<tb> Holzspaltteilchen <SEP> von <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Feuchtigkeit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1000
<tb> Harnstoff-Formaldehyd-Festharz <SEP> von <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Feuchtigkeit <SEP> 50
<tb> Wickenmehl <SEP> von <SEP> 0 <SEP> %o <SEP> Feuchtigkeit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 50
<tb> Ammoniumchlorid <SEP> von <SEP> 0 <SEP> % <SEP> Feuchtigkeit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,87
<tb> Ammoniak <SEP> mit <SEP> spezifischem <SEP> Gewicht <SEP> = <SEP> 0,91 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,64
<tb> WNasser <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 186 Bei den angegebenen Abmessungen der Holzteilchen und den vorgeschlagenen Binde mittelmengen beträgt der Anteil der pro m2 der Teilchenoberfläche aufgewendeten, trocke nen Bindemittel sowohl bei den Hobelspänen als auch bei den Holzspaltteilehen je unge fähr 5 g. Das Verhältnis von Oberfläche zu Gewichtseinheit ist bei den für die Bildung der Aussenschichten bestimmten Hobelspänen viel grösser als bei den Holzspaltteilchen. So mit ist auch dementsprechend der auf die Ge wichtseinheit bezogene Bindemittelgehalt recht unterschiedlich.
Der totale Feuchtigkeitsgehalt beträgt bei den Holzspaltteilehen 17 % und bei den Hobelspänen 45 % der Trockensubstanz, das heisst. der beleiniten. absolut trockenen Hol.z- teilehen.
Um nun eine Platte von 7.9 mm Dicke und 1 m2 Ausdehnung herzustellen, werden 260 g dieser beleimten und angefeuchteten Hobel späne und<B>10,050</B> g der beleimten Holzspalt teilchen benötigt. Die Hälfte der flachen Späne wird nun zuerst auf einem Pressbloeli gleichmässig ausgebreitet. Daraufhin werden alle Holzspaltteilchen darüber gestreut. Nach dem Aufstreuen der obern Decklage hat die ganze eingestreute Masse eine Dicke von etwa 80 mm. Das Ganze wird nun in eine Presse mit elektrisch- oder dampfbeheizten Platten gebracht.
Die Kurve I in Fig. 1a zeigt den zeitlichen Verlauf des spezifischen Pressdrurckes P. Der spezifische Druck steigt dabei innerhalb von 30 Sekunden auf etwa 17 kg/em2 (Punkt a). Dieser Druck wird bis zum Ende der ersten Pressperiode (Punkt b) während 21/2 Minuten konstant gehalten und dann während der zweiten Pressperiode (Punkt b bis Punkt c) längs einer geeigneten Kurve stetig auf einen Druck von 3 kg/cm2 abgesenkt, der bis gegen Ende (Punkt d) der im ganzen 25 Minuten dauernden Presszeit (0-Punkt bis Punkt e) aufrechterhalten wird.
Die angege benen Pressdrücke sind hier so gewählt, dass der Mittelwert des während der zweiten Press- periode in den Lehnfugen zwischen den Be rührungspunkten der Holzspaltteilehen auf tretenden, spezifischen Verleimungsdruckes mindestens angenähert gleich gross ist wie der Mittelwert des während der ersten Press- periode in den Leimfugen zwischen den Be rührungspunkten der Holzhobelspäne auftre tenden spezifischen Verleimungsdruckes.
Die drei Kurven II, III und IV v eran schaulichen das Fortschreiten gewisser physi kalischer Zustände von Holz und Bindemittel gegen die Plattenmitte, und zwar in Funktion der Zeit. Zum Vergleich ist links neben diesen Kurven ein Querschnitt durch die aus einer Kerbschicht 1 und zwei Deckschiehten 2 zu sammengesetzte Platte angedeutet. Dieser Querschnitt ist bereits auf die fertig ver- presste Platte bezogen. Der auf den End- querschnitt reduzierte Diekenmassstab lässt aber dennoch erkennen, wann die durch die Kurven II, III und IV dargestellten Zu stände eine bestimmte Schicht erreichen. Die Kurve II gibt den Beginn der Erweichung der Späne an.
Die Kurve gestattet festzustel len, wie die Trocknung des Holzes gegen die Plattenmitte fortschreitet. Jeder Punkt der Kurve zeigt, in welchem Zeitpunkt eine be stimmte Lage der Deckschichten oder der Kernschieht eine Temperatur von 102 C er reicht hat, bei welcher das Holz trocken ge nug ist, um die Einleitung des Abbinde vorganges der Bindemittel nicht mehr weiter zu verzögern. Schliesslich kann aus der Kurve IV herausgelesen werden, wie sieh das Gel stadium der Bindemittel in zeitlicher Abhän gigkeit gegen die Plattenmitte verschiebt. Die Kurven II, III und IV liegen so, dass die Zeitachsen der Fig. 1a und 1D parallel sind. Dies gestattet beispielsweise, bequem festzu stellen, dass die Pressdruckkurve I der Er- weiclhungskurve II um 2 Minuten nacheilt.
(Beginn der zweiten Pressperiode 2 Minuten nach dem Erweiclhungsbeginn der äussersten Lagen der Kernschicht; Ende der zweiten Pressperiode 2 Minuten nach dem Erwei chungsbeginn der Kernmittellage; im Dia gramm mit x und y angedeutet.) Die Temperatur der Kernschicht hat am Ende der ersten Pressperiode ihren Höchst wert noch lange nicht erreicht. Während der ersten Pressperiode wird die überschüssige Feuchtigkeit der Aussenschichten grösstenteils in Dampf umgesetzt, der dank der porösen Struktur der Innensehicht in dieselbe entwei- ehen kann und später wieder daraus austritt.
Der Dampf bewirkt während der ersten Press- periode noch kein nennenswertes Aufweichen der Holzspaltteilchen. Er hat sogar den Vor teil, dass diese Holzelein.entchen etwas besser aneinandergleiten, so dass der Kontakt zwi schen den Teilchen der Mittelschicht etwas inniger gestaltet wird, ohne dass jedoch die Zwischenräume zwischen den Holzspaltteil- ehen verschlossen werden. Der hohe Druck ist.
also im wesentlichen ohne Einfluss auf die Struktur der Kernschicht; er bewirkt dagegen eine ausserordentlich hohe Verdichtung der Aussenschichten. Die besonders gegen Ende der ersten Pressminute sehr intensive Dampf bewegung verursacht auch einen gewissen Transport von Bindemitteln gegen die Plat tenmitte und sichert auf diese Weise ein gutes Zusammenhaften der unterschiedlic#.li aufgebauten Schichten.
Na.chdeni das Bindemittel der Decklagen erhärtet ist, kann mit der zweiten Press- periode begonnen werden. Der Druck wird nun entsprechend der, beiden sich nach innen verschiebenden Erweichungszonen herabge setzt (Kurvenstück b-c). Den Erweichungs zonen, deren zeitabhängige Lage die Kurve II zeigt, folgen die Trockenzonen (Kurve III). In diesen sich ebenfalls gegen die Kernmitte verschiebenden Zonen sind die Holzteilchen trocken genug für den Beginn des Abbindens der Bindemittel, die durch die Wärmne vor übergehend dünnflüsisger geworden sind. Be vor die Bindemittel vollständig abbinden, durchlaufen sie das Gelstadium (Kurve IV). Kurz darauf erhärten die Bindemittel und die Holzteilchen werden endgültig in der ein genommenen Lage fixiert.
Die Viskosität des Bindemittels der Aussenschichten ist von 600 eP (Centipoise) bei Zimmertemperatur bis auf etwa 100 eP abgesunken und dann rapid angestiegen. Die entsprechenden Werte für das Bindemittel der Kernschicht liegen entsprechend höher, und zwar bei 1800 cP und 200 cP. Der Anstieg der Viskosität beim Abbinden ist beim Bindemittel der Aussen schichten infolge des grossen Gehaltes an den Härtevorgang bremsendem Ammoniak weniger steil als beim Bindemittel der Kernschicht. Man will dadurch ein allzuschnelles Aushärten und damit ein unvollkommenes Verteilen des Bindemittels der Hobelspäne infolge des schnellen Temperaturanstieges vermeiden.
Der Verlauf der Presskurve während der zweiten Periode trägt der Zunahme der gegen die Plattenmittelebene gerichteten Dampf strömung Rechnung. Infolge des gegen Ende der zweiten Periode bedeutend kleineren Druckes wird eine den Dampfaustritt verun möglichende Verdichtung der innersten Lage umgangen. Die im beschriebenen Verfahren zwischen dem Pressdruck und der fortschrei tenden Erweichung der Holzteilchen geschaf fene Beziehung ist derart, dass die Pressdruck- kurve der Erweichungskurve gewissermassen um eine bestimmte Zeitspanne nacheilt.
Diese Zeitspanne ist nun genügend klein, um eine übermässige Verdichtung der Holzspaltteil- chen und ein Schliessen der Zwischenräumte zwischen denselben auszuschliessen. Druck und/oder Temperatur könnten wäh rend der dritten Pressperiode, die für das weitere Absenken des Feuchtigkeitsgehaltes auf das gewünschte Mass dient, vermindert werden. Es sei jedoch hier angenommen, dass die Temperatur der Heizplatten und der Druck von 3 kg/em2 weiterhin bis zum Punkt cl aufrechterhalten werden. Ein weiteres Zu sammenpressen der Platte findet jedoch wäh rend der dritten Periode nicht mehr statt. Die Platte kann nach etwa 25 Minuten aus der Presse genommen und abgekühlt werden.
Die nach der beschriebenen beispielsweisen Ausführungsform des Verfahrens hergestellte Platte (Fig. 2) besitzt. eine leichte. Mittellage 1 aus groben Holzspaltteilehen 3, zwischen welchen mit. nacktem Auge sichtbare Zwi schenräume 4 verbleiben, die das Entweichen des Dampfes ermöglicht haben und nach der Fertigstellung gute Isoliereigenschaften ver bürgen. Die Deckschichten 2 sind nur etwa 1,2 min dick und bestehen aus den beschrie benem Holzhobelspänen, die der Oberfläche ein mosaikartiges Aussehen geben.
Gegenüber bekannten Platten grundsätzlich gleichen Aufbaues liegt der Vorteil in der höheren Verpressung der Aussensehiehten 2 bei gleich zeitiger ahring des porösen Kernes. Da die Zugfestigkeit der Aussenschichten im wesent lichen für die Biegefestigkeit der Platte mass gebend ist, jverden mit der neuen Platte noch günstigere Festigkeitswerte erreicht. Wichtig ist auch die dank der grösseren Härte erziel ten, besseren Oberflächenqualitäten hinsicht- lieh Wasserbeständigkeit, Verschleissfestigkeit, Glätte usw.
Das Verfahren ist selbstverständlich nicht auf die Herstellung der soeben beschriebenen Platte beschränkt. Mit dem neuen Verfahren lassen sich auch die Oberflächen- und Festig keitseigenschaften von Platten aus nur einer Holzspansorte verbessern, obgleich dann die Urrtersehiede in der Struktur der Aussen- und Innenschichten weniger ausgeprägt sind als beim erläuterten Beispiel.
An Stelle von Harnstoffkunstharz eignen sich auch sehr gut andere härtbare Kunst harze, wie z. B. Phenol-Formaldehydharze, Kaseinleime, Melaminharze usw. Natürlich wird man Presstemperatur, Drücke, Katalysa toren und Puffer, Feuchtigkeitsgehalte, Füll- s s toffe und dergleichen den jeweiligen Ge gebenheiten, das heisst den Bindemitteln und gewählten Spansorten anpassen, damit das Verhältnis zwischen Festigkeit, Oberflächen eigenschaften und Gewicht der Platte ein Optimum wird. Das Wesentliche liegt in der absichtlichen Feuchterhaltung dem für die Aussenschicht (bzw.
Aussenschichten) be stimmten Späne und ferner in der Herab setzung des Pressdruckes gemäss einer be stimmten Abhängigkeit an die fortschreitende Erweichung der Kernschicht, um einerseits eine für den Abzug der Dämpfe ausreichende Porosität der Kernschicht und dadurch eine genügende Aushärtung des Bindemittels bei gleichzeitiger hoher Verpressung der Deck schichten und anderseits eine über die ganze Dicke der Kernsehieht gleichbleibende Dichte zu erlangen.
Process for the production of synthetic wood panels made up of wood particles and binders and a board produced by this process The invention relates to a process for the production of synthetic wood panels constructed from wood particles and binders. at least one surface layer that is harder and has a denser structure than the inner layer. The subject of the invention is also a plate obtained by this method.
In the early days of the synthetic wood panel industry, people contented themselves with filling the wood particles with binding agents, such as shavings, sticks, waste chips and the like, as evenly as possible and pressing them with or without heat. The resulting plates were, if they had to meet higher requirements in terms of flexural strength, quite heavy. In addition, the plate surface seldom exhibited the desired properties in terms of appearance, hardness, smoothness and tensile strength. If, for example, sawdust was pressed, then the surface was probably smooth, but you had to be content with lower strength values.
Furthermore, such panels had a high specific weight, since practically no gaps remained between the sawdust after pressing. In contrast, the surface of a rigid panel made up of coarse, long wooden elements is rough and unattractive. The requirements for indoor and outdoor locations are therefore hostile to one another.
One was therefore content with the realization that the realization of a board with certain properties was excluded and for a long time boards made of relatively coarse wood particles, which were then covered with layers of veneer or the like after the pressing process or at the same time during the pressing, to hide the porous surface.
The so-called multilayer board represented a major advance. At least one surface of this consists of finer particles, which have been pressed together with the particles of the other layer, usually the inner layer. By selecting suitable chip forms, it was even possible over time to manufacture panels with a core that was light and porous, while the outer layers were smooth and hard and had a high tensile strength.
An equally effective and original means for improving the quality of the plate surface while keeping the core loose was proposed several years ago. It is a matter of intentionally maintaining the outer layers before pressing. This measure has the effect that, under the action of heat and moisture, the cover layers first become soft and pliable and can be compressed, while the core layer withstands the pressure much better at this moment and remains porous.
It is easy to see that the top layers, which are decisive for the flexural strength and appearance of the panel, have a dense structure, while the inner panel parts are responsible for their low weight and good acoustic and thermal insulation properties thanks to the relatively loose structure.
In particular, by combining the process feature of the outer layers, which were kept more humid before the pressing process, with a suitable selection of different types of wood particles for the different layers, it was largely possible to combine the desired properties, which previously seemed to be mutually exclusive, in one panel.
In the method according to the invention, in order to achieve a denser structure, at least one surface layer of the known feature of the moisture difference is also made use of before pressing. The invention aims to further increase the quality of the product, mainly an even stronger emphasis on the structural differences of the core layer and surface layers, both in panels made of the same material throughout and in multilayer panels.
According to the invention, this is achieved in the new method by the fact that the wood particles for the formation of the denser surface layers (or surface layers) have a higher moisture content than the wood particles intended for the formation of the inner layer and that the pressing takes place at a higher temperature - The pressure at the end of a first pressing period, during which the inner layer has not yet reached its maximum temperature, is lowered, whereupon the plates are pressed further with lower pressure during a second pressing period.
The lowering of the pressing pressure, which can take place continuously or in stages, prevents excessive compression of the wood masses of the inner layer, which are softened by the heat and moisture slowly penetrating into the pressed part. The considerations underlying the new method are set out below.
A change in the pressing pressure has been proposed earlier, but never in connection with the feueliteren Oberflächenschich th. The new and very valuable combination effect described below was neither seen nor achieved by chance.
31an has. Already proposed to vary the pressure when pressing boards made of aqueous fiber masses. It was recommended not to take the press plates out of the press while it is hot,
but rather cool the same in the press with or without additional coolant and lower the pressure continuously or gradually during the cooling period. This prevents the emergence of the vapor bubbles which easily form when the hot press is opened due to the dense structure of plates made from pulp. Of course, a product manufactured in this way does not have layers of uneven compression.
In another method of manufacturing panels from a wet fiber material and a binding agent, which provides good cohesion even when hot and still wet, the mass is first pressed together under high pressure, but only until the The binding agents of the surface layers are hardened:
The press is then fully opened again to allow the enclosed steam to escape from this dense structure. Relaxed at the same time. the not hardened inner layer and can expand again. In a new pressing stage, the inner layer is tied off at low pressure in order to keep a loose structure there, until the entire plate body contains 40% or less moisture.
The movement of moisture takes place here from the inside to the outside, i.e. towards the surface on which a wire mesh lies in order to allow the vapors that form between the wire mesh and the hot heating plate to escape. However, due to the higher humidity on that surface, the desired hardening does not occur there to the same extent as in the opposite surface layer. In order to avoid this inequality with its disadvantages, it has been proposed to heat the heating plate with the wire mesh higher. It is evident that such a procedure is not suitable for large-scale industrial productions in which presses are used which have a large number of floors and heating plates.
A heating plate of a multi-daylight press has to heat a lower and an upper synthetic wood panel side at the same time and it cannot possibly have two different temperatures.
The use of the economically advantageous urea-formaldehyde resins as binders is not possible in the known method described last. These binders pass through a so-called gel stage before they set; Relaxing the plate even for a short time would result in destruction or at least a significant weakening of the glue bond.
Undoubtedly, no lesson can be drawn from these processes for the process according to the invention. The described method of pressure variation would not produce the effects achieved by the invention, even in conjunction with the known method of deliberately keeping the outer layers moist.
The inventor recognized that the advantage of the moisture difference of the various layers surprisingly occurs significantly from the embossed and the removal of the steam from the outer layers to the inside and from there through the porous mass to the outside is promoted if the initial pressure is not applied during the pressing is maintained, but is changed in a certain way adapted to the state of the nuclear vision. This means that another important step has been taken towards the plate with the properties that are aimed for.
The new process is based on the following considerations: During the pressing of a board with external wooden elements, the moisture content of which is higher than that of the internal particles, pressure, heat and moisture first cause a high level of compaction of the outer layers. The moisture escaping from the inside of the top layer chips drives any glue that may have penetrated back onto the surface of the wood particles and into the joints between these chips. At the same time, the emerging vapors sweep over the relatively dry core plywood particles lying directly below the top layers, which absorb part of the moisture given off by the outer layers.
The steam partially condenses there, and by releasing the heat of condensation it causes rapid heating and softening of this wood mass which is inherently poorly thermally conductive. The absorbed amounts of water are then driven out of these chips again and in the same way convey any glue that has penetrated back to the surface. Only when such a zone is sufficiently dried out does it bind. the glue off.
The layers of the core layer adjacent to the center plane of the plate are more compact than the outer core layer layers at a constant pressure due to the greater softening due to the vapor release of the core layer particles. The product then has overly compacted and therefore insufficiently porous, inner core layers and, in addition, the extraction of steam during the pressing is increasingly difficult -: 1 # la.sse.
However, the binding agent cannot cure at all or only insufficiently in the moist environment.
It has now been possible to eliminate these disadvantages and even to ensure a high porosity of the central layer of the core layer, which has been softened the most by the moistening, thanks to the inventive concept set out above. The time course of the pressing pressure must be chosen in such a way that by reducing this pressure no half-set glue joints, i.e. those in the gel stage, are not disturbed before the full hardening process.
In order to obtain a density of the core layer that is as uniform as possible, it is advisable to continuously reduce the pressure during the second pressing period with increasing widening of ever deeper core layer zones. A certain compression of the originally too loose core layer is necessary, but this does not happen all at once, but mainly only in the zone which has just softened and where the glue has not yet started to harden.
As the processes progressing from the outside towards the center of the core, such as softening, steam escaping, drying out and glue hardening, the proportion of the less resilient mass increases and the proportion of the pressure-softening mass decreases, so that the specific pressure always increases may be reduced without the specific gluing pressure occurring between the contact points of the chips of the core layer practically changing. The term specific gluing pressure is understood to mean the pressure related to 1 em2 that occurs during pressing between two wooden surfaces to be glued together.
The lowering of the pressure at the end of the first pressing period brings the eminent advantages of the fire resistance difference to full advantage. If the lowering of the pressing pressure always takes place before the vision further inward becomes too soft, further pressing and setting is possible with practically no significant compression of the core layer and without damaging the linen bandage. The outer layers are not compressed any less than when a large and constant pressing pressure is maintained.
The astonishing thing about the process is that the beneficial effect of maintaining the fire on the surface is strengthened by a further step in the process, which alone is unsuitable for improving the quality of the product in the stated sense.
The difference in moisture content between the wood particles intended for the formation of the inner layer (hereinafter referred to as core chips) and the wood particles used to build up the denser surface layer or layers (hereinafter referred to as cover chips) is generally quite large. Appropriately, the total moisture content of the core chips 2 is 25% (advantageously at least approximately 17%) and that of the cover chips is 30-60% (advantageously at least approximately 45%) of the weight of the dry substance of the glued wooden part.
As already indicated, the press scheme, that is, the course of the press pressure over time, has to be adapted to the respective requirements. In general, there will be a continuous lowering during the second pressing period, compared to a rapid one at the end of the first pressing period. Pressure reduction can be initiated to produce the best results. The pressure curve can be adapted to different principles according to chip material, binding agents, etc. and also in adaptation to a favorable sequence of processes when controlling the press. For example, a gradual pressure reduction can also have certain advantages.
Pressures of 9-20 kg / cm2 during the first pressing period are particularly suitable for pressing crude wood panels. It is often advisable to lower this pressure to 0.5-6 k / cm- 'at the beginning of the second pressing period. The first pressing period is basically ended when the pressing pressure is brought to a lower value after the binding agent of the cover chips has set.
The second pressing period extends from the end of the first pressing period until the binder of the core chips has completely hardened. In general, the panels are left in the press for a third period to dry out to a moisture content of about 10%. The pressure generated during the second pressing period can be maintained over the duration of the drying time or reduced again, for example to a residual pressure of 0.1 to 0.2 kg / cm2.
The effect of the inventive method can be increased if the content of dry binders, based on the weight of the unsized, absolutely dry wood particles in the core chips is lower than in the cover chips. This value is expediently chosen to be less than 10% for the core chips and greater than 10% for the cover chips.
This measure supports the endeavor to keep the core light and porous with high strength and hardness of the outer layers Pressing the temperatures reached remains more viscous than the binder of the cover chips. It is easy to see that this results in a better flow and distribution of the binding agent in the deck chips.
Finally, in order to prevent the binding agent of the outer layers from hardening too quickly (also called Deekschisehten or surface layers), the cover chips can be glued with a binding agent that sets less quickly in the heat than the binding agent applied to the core chips.
The combination of these mutually supporting features now creates a plate which has well-closed, compact and yet relatively thin cover layers. This is shown in a significantly higher spec. Weight of these top layers (about 0.7-0, ä) compared to that of the porous part of the inner layer (about 0.5). The main advantages are: The hard, resilient outer layers with their high tensile strength form the prerequisite for high flexural strength with a low total binding agent content of the board. The compact and closed surfaces are very important as resistance against external influences, especially against moisture.
These factors together, i.e. the static structure of the board and the resistance of the cover layers, are the prerequisites for the particularly good stability of this wooden construction. The inner layer is porous as a result of the low pressure exerted on it during softening and setting and is therefore also insulated against sound and heat. However, it is very important that the wood particles of the inner layer do not have any harmful compaction and therefore swell little even with a relatively low proportion of binder in the water or when exposed to moisture.
An example embodiment of the method according to the invention will now be explained with reference to the drawing. FIGS. 1a and 1b illustrate a diagram of the course of the pressing pressure, in connection with graphic representations of the processes in the core layer.
Fig. 2 relates to a perspective view of a Absehnittec a plate produced by the method. It is assumed that a plate of basically known structure with a central layer of coarse core chips and two outer cover layers of flat wood planer chips is to be produced. Most of the core chips produced from waste wood has the following dimensions: Length: 5 to 50 mm; Width: 5-10mm; Thickness: 1 to 5 mm.
Thin, flat wood shavings with a surface area of around 0.5 to 4 cm2 are used to produce the top layers.
After the dust has been sifted away, the chips are coated with a urea resin that binds in the heat, for example by means of a gluing machine which is known per se and is equipped with glue rollers. The viscosity of the binder applied to the coarse split particles (core chips) is around 1800 cP (centipoise) at 20 C and that of the binder of the wood chips is about 600 cP. In addition, the cover shavings are moistened with water. The synthetic resin mixture contains a suitable extender, e.g. B.
Vetch flour, wheat flour or rye flour, as well as ammonium chloride as a hardening accelerator and ammonia as a buffer according to the list given below.
The mode of action of the accelerator is based on the fact that the ammonium group of ammonium chloride combines with the form aldehyde of the synthetic resin, which is released in the heat. This creates free hydrochloric acid, which serves as a catalyst for the hardening process. The ammonia acting as a buffer, on the other hand, slows down the binding of the binder. It is therefore up to you to adapt the curing process to your wishes.
The glued wood shavings contain the specified components in the following ratio:
EMI0006.0006
Parts by weight
<tb> Wood chips <SEP> from <SEP> 0 <SEP>% <SEP> moisture <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1000
<tb> Urea-formaldehyde solid resin <SEP> from <SEP> 0 <SEP>% <SEP> moisture <SEP> 120
<tb> sweet peas <SEP> from <SEP> 0 <SEP>% <SEP> moisture <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 42.2
<tb> ammonium chloride <SEP> from <SEP> 0 <SEP>% <SEP> moisture <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1.6
<tb> Ammonia <SEP> with <SEP> specific <SEP> weight <SEP> = <SEP> 0.91 <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 6.0
<tb> water <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 520 The glued wood split particles have the following composition:
EMI0006.0007
Parts by weight
<tb> wood split particles <SEP> from <SEP> 0 <SEP>% <SEP> moisture <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1000
<tb> Urea-formaldehyde solid resin <SEP> from <SEP> 0 <SEP>% <SEP> moisture <SEP> 50
<tb> sweet peas <SEP> from <SEP> 0 <SEP>% o <SEP> moisture <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 50
<tb> ammonium chloride <SEP> from <SEP> 0 <SEP>% <SEP> moisture <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0.87
<tb> Ammonia <SEP> with <SEP> specific <SEP> weight <SEP> = <SEP> 0.91 <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1.64
<tb> WNasser <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 186 With the specified dimensions of the wood particles and the suggested amounts of binding agent, the proportion of dry binding agents used per m2 of the particle surface for both the wood shavings and the wood splits is approximately 5 g. The ratio of surface to weight unit is much greater for the wood shavings intended for the formation of the outer layers than for the split wood particles. Accordingly, the binder content based on the weight unit is also quite different.
The total moisture content of the split wood parts is 17% and of the wood shavings 45% of the dry substance, i.e. the belittled. absolutely dry wood.
In order to now produce a board 7.9 mm thick and 1 m2 in size, 260 g of these glued and moistened wood shavings and <B> 10,050 </B> g of the glued wood gap particles are required. Half of the flat chips are now first spread evenly on a pressbloeli. Then all of the wood splitting particles are scattered over it. After the top layer has been sprinkled on, the entire sprinkled mass has a thickness of about 80 mm. The whole thing is then brought into a press with electrically or steam-heated plates.
The curve I in Fig. 1a shows the time course of the specific pressing pressure P. The specific pressure increases within 30 seconds to about 17 kg / cm2 (point a). This pressure is kept constant for 21/2 minutes until the end of the first pressing period (point b) and then continuously reduced along a suitable curve to a pressure of 3 kg / cm2, which is up to towards the end (point d) of the total pressing time of 25 minutes (0 point to point e) is maintained.
The specified pressing pressures are chosen so that the mean value of the specific gluing pressure occurring during the second pressing period in the back joints between the contact points of the wood splitting parts is at least approximately the same as the mean value during the first pressing period in Glue joints between the points of contact of the wood shavings due to the specific gluing pressure.
The three curves II, III and IV illustrate the progression of certain physical states of wood and binding agent towards the center of the panel, and that as a function of time. For comparison, a cross-section through the plate composed of a notch layer 1 and two cover layers 2 is indicated to the left of these curves. This cross section is already related to the finished pressed plate. The Dieken scale, which has been reduced to the final cross-section, nonetheless shows when the states represented by curves II, III and IV reach a certain layer. Curve II indicates the beginning of the softening of the chips.
The curve allows you to determine how the drying of the wood progresses towards the center of the panel. Each point on the curve shows the point in time at which a certain position of the outer layers or the core layer has reached a temperature of 102 C, at which the wood is dry enough not to delay the initiation of the binding process any further. Finally, it can be read from curve IV how the gel stage of the binding agent shifts towards the center of the plate as a function of time. The curves II, III and IV lie in such a way that the time axes of FIGS. 1a and 1D are parallel. This allows, for example, to easily establish that the pressing pressure curve I lags behind the softening curve II by 2 minutes.
(Start of the second pressing period 2 minutes after the beginning of the softening of the outermost layers of the core layer; end of the second pressing period 2 minutes after the beginning of softening of the core middle layer; indicated in the diagram with x and y.) The temperature of the core layer is at the end of the first pressing period Highest value is far from being reached. During the first pressing period, the excess moisture in the outer layers is largely converted into steam, which, thanks to the porous structure of the inner layer, can defecate into the inner layer and then exit it again later.
The steam does not cause any significant softening of the split wood particles during the first pressing period. It even has the advantage that these wooden linings slide together a little better, so that the contact between the particles of the middle layer is made a little more intimate, but without closing the gaps between the split wooden parts. The high pressure is.
thus essentially without any influence on the structure of the core layer; on the other hand, it causes an extremely high compression of the outer layers. The very intense steam movement, especially towards the end of the first minute of pressing, also causes a certain transport of binding agents towards the center of the board and in this way ensures that the different layers that have been built up stick together well.
Once the binding agent of the top layers has hardened, the second pressing period can be started. The pressure is now reduced according to the two inwardly shifting softening zones (curve piece b-c). The softening zones, the time-dependent position of which is shown by curve II, are followed by the drying zones (curve III). In these zones, which are also shifting towards the center of the core, the wood particles are dry enough for the binding agents to begin to set, which have become thinner due to the heat. Before the binding agents set completely, they pass through the gel stage (curve IV). Shortly thereafter, the binders harden and the wood particles are finally fixed in the position taken.
The viscosity of the binder of the outer layers fell from 600 eP (centipoise) at room temperature to around 100 eP and then increased rapidly. The corresponding values for the binding agent of the core layer are correspondingly higher, namely at 1800 cP and 200 cP. The increase in viscosity during setting is less steep in the case of the binder in the outer layers than in the case of the binder in the core layer due to the large amount of ammonia which slows the hardening process. The aim is to avoid too rapid hardening and thus imperfect distribution of the binding agent of the wood chips due to the rapid rise in temperature.
The course of the pressure curve during the second period takes into account the increase in the steam flow directed towards the plate center plane. As a result of the significantly lower pressure towards the end of the second period, compression of the innermost layer, which would prevent the escape of steam, is avoided. The relationship created in the described method between the pressing pressure and the progressive softening of the wood particles is such that the pressing pressure curve lags the softening curve to a certain extent by a certain period of time.
This period of time is now sufficiently short to rule out excessive compression of the wood gap particles and closure of the spaces between them. Pressure and / or temperature could be reduced during the third pressing period, which is used to further lower the moisture content to the desired level. It is assumed here, however, that the temperature of the heating plates and the pressure of 3 kg / cm2 continue to be maintained up to point cl. However, further compression of the plate no longer takes place during the third period. The plate can be removed from the press after about 25 minutes and allowed to cool.
The plate produced according to the exemplary embodiment of the method described (FIG. 2) has. an easy one. Middle layer 1 made of coarse wood splits 3, between which with. Visible to the naked eye intermediate spaces 4 remain, which have allowed the escape of steam and guarantee ver good insulating properties after completion. The top layers 2 are only about 1.2 minutes thick and consist of the wood planing chips described benem, which give the surface a mosaic-like appearance.
Compared to known plates of basically the same structure, the advantage lies in the higher compression of the external surface 2 with simultaneous ahring of the porous core. Since the tensile strength of the outer layers is essential for the flexural strength of the plate, the new plate achieves even more favorable strength values. Also important is the better surface quality achieved thanks to the greater hardness in terms of water resistance, wear resistance, smoothness, etc.
The method is of course not limited to the production of the plate just described. With the new process, the surface and strength properties of panels made from just one type of wood chip can be improved, although the differences in the structure of the outer and inner layers are less pronounced than in the example explained.
Instead of urea resin, other curable synthetic resins are also very suitable, such as. B. phenol-formaldehyde resins, casein glues, melamine resins, etc. Of course, you will adjust the pressing temperature, pressures, catalysts and buffers, moisture content, fillers and the like to the respective conditions, that is, the binders and selected types of chip, so the relationship between strength , Surface properties and weight of the panel are optimal. The essential thing is to intentionally maintain moisture levels for the outer layer (or
Outer layers) certain chips and furthermore in the reduction of the pressing pressure according to a certain dependency on the progressive softening of the core layer, on the one hand to ensure sufficient porosity of the core layer for the evacuation of the vapors and thus sufficient hardening of the binder with simultaneous high compression of the deck layers and on the other hand to achieve a constant density over the entire thickness of the core.