Verfahren zur Herstellung von oberflächenveredelten Holzfaser-Hartpresslingen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung von oberflächenveredelten Holzfaser-Hartpress- lingen durch einmaliges Heisspressen.
Bei der Herstel lung solcher Presslinge wie beispielsweise ebener oder beliebig geformter Hartplatten für die Bau- und Mö belschreinerei war es bisher nicht möglich, die Ober flächenveredlungsmittel vor der Heisspressung auf die Oberfläche der Rohlinge aufzubringen, weil die Press- behandlung ein Eindrücken des Veredlungsmittels in den Rohling oder ein Ausquetschen aus diesem be wirkt.
Die aufgetragene Veredlungsmasse, beispiels weise wärmehärtende Harze, geht mithin bei der Pres sung entweder in erheblichem Umfang verloren oder wird im Rohling verteilt, so dass es zu keiner einwand freien Veredlungsschicht kommen kann. Daher muss ten bisher Faserplatten nach der Heisspressung in die Veredlungsmasse eingetaucht oder damit besprüht oder beschichtet und ein zweites Mal einer Wärme- behandlung unterworfen werden,
wenn man Hart platten mit veredelter Oberfläche herstellen wollte. Dieser zusätzliche Verfahrenssehritt nach der Heiss pressung verteuert aber veredelte Hartpresslinge wie Platten nicht unerheblich.
Dieser übelstand wird durch das erfindungs gemässe Verfahren beseitigt. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur Herstellung von oberflächenveredel- ten Holzfaserpresslingen durch einmaliges Heisspres sen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man Holzfasern lieferndes Material zerfasert, die Fasern auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 4011/o des Fasergewichtes bringt und aus den Fasern gebildete Rohlinge mindestens auf einer Oberfläche mit einem Veredlungsmittel versieht und darauf heissverpresst.
Durch das Einstellen des Wassergehaltes der Aus gangsfasermasse auf den genannten Wert wird über raschenderweise nicht nur das Eintreiben der Vered lungsmasse in den Rohling, beispielsweise in die Fasermatte, sondern auch das Auswaschen dieser Masse aus dem Rohling beim Pressen verhindert, so dass sich das Auftragen der Veredlungsmasse in einem be sonderen Arbeitsgang erübrigt.
Da die Veredlungs masse bei den Erzeugnissen dieses Verfahrens ferner ausreichend fest auf der Oberfläche haftet, entsteht eine vollkommen gleichmässige, absolut festhaftende Oberflächenschicht, die in dieser Vollkommenheit mit den bisher bekannten Verfahren nicht zu erreichen war, da eine gepresste Oberfläche bereits eine gewisse Glätte und Undurchlässigkeit aufweist, auf der die Veredlungsmasse schlechter haftet als auf den hier erhaltenen Erzeugnissen.
Als Ausgangsmaterial für das Verfahren kommt ganz .allgemein lignocellulose-, das heisst holzfaser- haltiges Material wie, Maiskolben, Bagasse, Stroh und dergleichen, vorzugsweise aber Holz der verschie denen Baumarten in Schnitzelform in Betracht. Die Art der Zerfaserung ist nicht an ein bestimmtes Ver fahren gebunden.
Am zweckmässigsten verwendet man hierfür allerdings einen Asplund-Zerfaserer, wie in der US-Patentschrift Nr. 2 045 851 beschrieben ist.
Als Veredlungsmasse können die verschiedensten wärmehärtenden Harze verwendet werden, wie bei spielsweise Phenol-Harnstoff oder Phendl-Formal- dehydharze und dergleichen, vorzugsweise aber Phe- nol-Formald'ehydharze. Dieses Harz wird zweckmässig in Mengen von etwa 3 bis 60 g/cm2 und vorzugsweise zwischen 10 und 3 6 g/cm2 auf die Oberfläche aufgetra gen, wobei man das Harz in Pulverform, mit Vorteil je doch inalkoholischer oder anderer Lösung,
insbesondere in alkalistabilisierter wässriger Lösung, verwendet. Es können jedoch auch andere Veredlungsmittel ent weder für sich oder in Verbindung zusammen mit wärmehärtenden Harzen zur Verwendung gelangen, beispielsweise thermoplastische Harze wie Vinyl- oder Glyptalharze, Bitumen und dergleichen.
Ferner kön nen auch verschiedene Wachse, trockene Öle, thixo- trope Materialien, Schwefel, Asphalt und weitere an organische oder organische Komponenten, wie Flamm- schutzmittel und dergleichen, in Form von wässrigen, alkoholischen oder anderen Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen oder als Granulat,
Staub oder als Schmelze durch Versprühen oder Auftragen beliebiger Art zur Oberflächenveredlung verwendet werden.
In den Zeichnungen ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt, anhand deren Erläuterung auch ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens näher beschrieben wird.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Appa ratur zur Fasergewinnung und Einstellung des Feuch tigkeitsgehaltes der Fasern, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Bildung von hier in Mattenform anfallenden Rohlingen nebst Oberflächenveredlung und Heisspressung.
Als Ausgangsmaterial dienende Holzschnitzel werden in den Trichter 10 eingeführt und durch die Förderschnecke 12 in den horizontalen, dampfbeheiz ten, an der Stelle 16 eine Verengung aufweisenden Vorheizer 14 eines Asplund-Zerfaserers gefördert. Die Zufuhr gespannten Dampfes in den Vorheizer erfolgt durch die Leitung 18, aus welcher man auch die Zer- faserkammer 24 mit Dampf beliefern kann.
Nach dem Durchgang durch den horizontalen Vorheizer gelangen die Schnitzel in den vertikalen Vorheizer 20, von wo sie wieder durch eine Schnecke 22 in die Zerfaserungskammer 24 gebracht werden, um hier in inzwischen aufgeweichtem Zustand zwi schen den gegenläufig rotierenden Mahlscheiben 26 und 28 in ein faseriges Produkt zerrieben zu werden, welches hauptsächlich aus Fasern letzter Feinheit in Form der individuellen Tracheiden und einem klei neren Anteil flexibler, geöffneter Faserbündel be steht.
Um unter Vermeidung des chemischen Abbaues des Holzes zu diesem optimalen Produkt zu gelangen, müssen die Bedingungen im Zerfaserer innerhalb eng definierter, je nach der Holzart wechselnder Limiten sorgfältig unter Kontrolle gehalten werden, wobei je nach der zweckmässig zwischen 1/4 und 30 Minuten und vorzugsweise zwischen 1/2 und 6 Minuten an gesetzten Zerfaserungszeit in der Regel mit einem Druck des Dampfes von etwa 14 bis 3,
5 atü und ent sprechenden Sattdampftemperaturen gearbeitet wird.
Aus der Zerfaserungskammer 24 gelangen die Fasern durch eine Austrittsöffnung 30 zunächst in eine Leitung 32, wo sie praktisch noch die Tempera tur des Zerfaserers und einen Feuchtigkeitsgehalt zwi- schen 30 und 100'% (berechnet auf das Gewicht der trockenen Faser) aufweisen.
Beim raschen Übertritt des Materials aus dem unter Überdruck befindlichen Zerfaserer in eine Zone etwa atmosphärischen Druk- kes tritt dabei zufolge der plötzlichen und daher nahezu adiabatisch verlaufenden Expansion des Dampfes eine erhebliche Temperaturerniedrigung ein, und die so freigesetzte Wärme trägt zur Fasertrock nung bei.
Den mit starker Turbulenz durch die Lei tung 34 wirbelnden Fasern können an dieser Stelle Zusatzstoffe zugegeben werden, beispielsweise wärme härtende Bindemittelharze, Flammschutzmittel und dergleichen. Solche Zusätze können dem Fasermate rial jedoch auch schon früher, etwa durch die Leitung 36 oder 38 beigefügt werden.
Durch die Leitung 32, in welcher eine weitere Kühlung durch Dampfexpan sion und zugleich eine innige Mischung mit allfälligen Zusatzstoffen erfolgt, ohne dass wärmehärtende Harze in der kurzen Zeit vorzeitig ganz aushärten, gelangt das Material dann durch den weitere Kühlung bewir kenden Dampfabscheider 40 und eine zweite Leitung 42 in die Trockenzone 44, in welche mittels eines Gebläses 48 Luft oder ein anderes, nötigenfalls im Heizer 46 erwärmtes, der Trocknung dienendes Gas, wie Stickstoff oder dergleichen, eingeblasen wird.
Durch entsprechende Einstellung der Temperatur des Trockengasstromes wird erreicht, dass das Fasermate rial in der Trockenzone auf den erforderlichen Feuch tigkeitsgehalt von 5 bis 4011/o ihres Gewichtes und vorzugsweise 10 bis 30 % abtrocknet.
Aus der Trockenzone 44 gelangt das getrocknete Fasermaterial oder Gemisch in einen Zyklon 50, wo es von der begleitenden Luft getrennt und rasch ab gekühlt wird, und fällt dann auf ein Förderband 52, von welchem es einem Speicher, einer Vorrichtung zur Bildung des Rohlings oder einer Faserfraktionierungs- vorrichtung 54 zugeleitet wird, welche Teilchen un geeigneter oder unerwünschter Partikelgrösse durch die Leitung 56 ausscheidet oder gewünschtenfalls wieder in den Zerfaserer zurückliefert. Durch entsprechende Fraktionierung l'ässt sich so ein Fasermaterial erzie len,
welches in bezug auf Einheitlichkeit chemisch her gestelltem Zellstoff nahekommt, was für die Herstel lung homogener Presslinge von wesentlicher Bedeu tung ist. Die Fraktionierung kann mittels vibrierender Siebe oder nach dem Zentrifugenprinzip, beispielsweise mit der in US-Patent Reissue 20 543 beschriebenen Vorrichtung, erfolgen. Die für die weitere Verarbei tung geeignete Fraktion gelangt dann über die Lei tung 58 in die zur Mattenbildungs- bzw. Rohlingsher- ste'llungs-Vorrichtung führende Leitung 59.
Durch die Leitung 59, die in Fig. 2 wieder er scheint, gelangen die Fasern auf das Förderband 60, von welchem mittels der Wägevorrichtung 62 ab gewogene Fasermengen durch den Trichter 64 in die Leitung 66 fallen, die mit einer angebauten Trichter öffnung 68, versehen ist, in welchen das Förderband 72 führt, das durch eine Dosiervorrichtung 70 mit zu sätzlichem Material, wie Fasern anderer Grösse, Binde mittel und dergleichen, beliefert werden kann.
Aus der Leitung 66 werden die Fasern mittels eines Gebläses 74 durch die Leitung 76 in eine ver längerte Leitung 78 mit grosser Weite geführt, in wel chem die innige Vermischung mit allfälligen Zusatz stoffen erfolgen kann, und aus dieser in eine Kam mer 78, in welcher durch Expansion des Luft-Faser- Gemisches die Fasergeschwindigkeit gebremst, die Luftströmungen ausgeglichen und einer vorzeitigen Faserverfilzungentgegengewirkt wird.
Das Fuss- oder Abgabeende der Kammer 78 weist eine Lockerungs- und Abgabevorrichtung auf, die gebildet ist aus einer halbzylindrischen perforierten Wandung 82 und eirein Schaufelrad 86, welches die gegebenenfalls büschel weise anfallenden Fasern einzeln bzw.
so dosiert durch die Perforationsöffnung hindurchtreibt, d'ass sie gleich mässig auf das darunter angeordnete Förderband 90 herabrieseln. Auf dem aus einem Gitter gebildeten Förderband 90 wird die Verfilzung der Fasern da durch unterstützt, dass darunter mit Hilfe des Gebläses 96 über die Leitung 94 ein Unterdruck angelegt wird;
die dabei abgesaugten Teilchen werden durch die Lei tung 98 dem Zyklon 100 zugeführt. Die, Begrenzung der Fläche, auf der sich die Fasern ablagern, wird durch in einem Rahmen 104 angeordnete Wandungen 106 gewährleistet.
Die auf dem umlaufenden Förderband 90 sich bil dende filzartige Matte 102 wird im laufenden Strang durch die beiden Presswalzen 108 und 110 getrieben, die den Strang selbsttragend machen. Nach diesen Presswalzen passiert der Strang eine Schneidevorrich tung 111, in welcher er in Abschnitte 113 der ge wünschten Länge zerschnitten wird. Von hier gelangen die Platten 112 auf das Förderband 114, das schräg nach unten gerichtet ist, und von hier auf die Trag platte 120, von welchen die Platten auf das Förder band 126 rutschen.
Oberhalb der Tragplatte 120 sind ein oder meh rere Sprühköpfe 122, 124 angeordnet, aus welchen das Veredlungsmittel gleichmässig auf die Oberfläche der Platten aufgesprüht wird.
Das Förderband 126 hat eine dreifache Funktion. Erstens fördert es die Platten zu der nächsten Behand lungsstufe. Wenn Platten hergestellt werden sollen, die auf beiden Seiten glatt sind, besteht ferner die Möglichkeit, die Faserplatten auf dem Förderband 126 auf Zwischen- oder Unterlageplatten 128, 130 abzulegen, auf welchen die Faserplatten, nachdem sie auf der Oberseite mit einer solchen Platte bedeckt werden, in die Presse gefördert werden können.
Die dritte durch das Förderband 126 in Zusammenwir kung mit der Tragplatte 120 ausgeübte Funktion be steht darin, dass die Faserplatten mit Hilfe des Spritz- kopfes 132 auch von der Unterseite her mit dem Oberflächenveredlungsmittel besprüht werden kann, ohne dass eine Störung des Faserverbandi;s eintritt.
Die Faserplatten werden dann beispielsweise auf den Unterlageplatten 130 bzw. 128 in die Heisspresse übergeführt, wo sie mittels Pressplatten 134, 136 wäh rend etwa 2 bis 30 Minuten bei einer Temperatur von 150 bis 230 C und einem Druck von etwa 0,3 bis 110 kg/cm2 gepresst werden. Die Platten können da- bei auch zwischen gemaserten oder hochglanzpolierten Platten 140, 142 gepresst werden, wobei dann der Überzug gleichzeitig Hochglanz bzw. eine Maserung erhält.