CH688134A5

CH688134A5 - Verfahren und Anlage zur Bearbeitung von spanend gewonnenem Holzmaterial.

Info

Publication number: CH688134A5
Application number: CH02551/93A
Authority: CH
Inventors: Otto Hofer
Original assignee: Otto Hofer
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1997-05-30
Also published as: ATA26892A; AT397488B

Description

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CH 688 134 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von spanend gewonnenem Holzmaterial und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Bekannte mehrstufige Gewinnungs- und Behandlungsverfahren von Holzmaterial führen z.B. zum Grundmaterial der Span- und Faserplatten. So werden aus Holzstücken Späne für Spanplatten in doppelt wirkenden Mühlen für die gleichzeitige Grob-und Feinzerkleinerung mittels schlagender und scherender Rotoren bei unterstützendem und förderndem Luftstrom in gleichmässiger Spangrösse hergestellt (vgl. US-PS 3 549 093, Pallmann).

Für die Faserplattenherstellung ist anderseits ein in verfilzbare Fasern aufgeschlossenes Material erforderlich. Hiezu ist zwar der Einsatz einer Kugelmühle bekannt, in welcher grob auf maximal 800 mm vorzerkleinertes Abfallholz nach Dämpfung oder Anfeuchtung zerkleinert und unter Luftstromsichtung als feines Fasermaterial abgeführt wird (DE-OS 3 318 826, Voelskow). In der Regel wird aber diese Zerfaserung durch Schleifen (Holzschliff) bzw. durch Nassmahlung wie in der Papierindustrie erreicht. Um dabei mit geringstem Energieaufwand ein möglichst gleichmässiges Fasergemisch zu erzielen, wurde bereits vorgeschlagen, das Ausgangsmaterial für die Nassmahlung als kurze Späne von einander völlig gleicher Beschaffenheit und starker Auffaserungsneigung herzustellen. Hiezu nimmt man vom Holzblock entweder quer zur Faserrichtung mittels einer Art Walzenfräsersätzen kurze quergestauchte Späne ab oder hobelt mittels einer speziellen Taumel-Kreissäge in Faserrichtung oder schräg dazu kurze fadenförmige und gekräuselte Späne ab (DE-PS 850 518, Norddeutsche Homogenholz-Gesellschaft m.b.H.).

Ebenfalls von einer Spänegewinnung mittels am Umfang von Drehscheiben angeordneter Zerspanungsklingen für maximal 35 mm lange Späne geht ein aus der DE-OS 3 030 165 (Whatton und Gilder) bekanntes Verfahren zur Herstellung von Holzfasern für frostsichere Reitbahnauflagen aus. Vorzugsweise Hartholzspäne dieser Grösse werden nach Zusetzen von Flüssigkeit in einer Hammer-Schlagmühle in ein Gemisch von kürzeren und längeren Fasern gebrochen, die in der festgewalzten Reitbahnauflage dann eine Bodenschicht aus kurzen und eine gut entwässernde Oberschicht aus den längeren Fasern bilden.

Durch Abnahme langer Späne oder Fäden (von etwa 50 cm Länge) von Holzblöcken hingegen wird Holzwolle erzeugt und zwar in der Praxis je nach Verwendungszweck mit einer Dicke der Späne oder Fäden von 0,03 bis zu etwa 0,7 mm und einer Breite von 0,5 bis zu etwa 8 mm. Die «Dimensionen erstrecken sich also von feinen Holz-«Fäden» bis zu groben Holz-«Spänen»

Die Späne oder Fäden werden entweder durch hin und hergehende Ritz- und Hobelmesser (DE-PS 313 325, Hellermann, AT-PS 172 689, Oberleitner) oder Kamm- und Hobelmesser (AT-PS 373 195, Vereinigte...VEW) direkt vom Holzblock abgenommen oder durch faserparalleles Abtrennen von Furnierblättern gewonnen, die vorteilhaft mittels kreisender, auf der Stirnseite einer Scheibe angeordneter Messer abgenommen wurden (DE-AS 1 921 867, Bau- und Forschungsgesellschaft ...,

DE-OS 2 320 898, Bau- und US-PS 3 650 480, 4

Van Elten). Immer aber ist das erhaltene Produkt ein Gewirr aus gekrümmten Holzspänen und/oder -fäden, weil aufeinanderfolgend entweder von einer Hobelschneide ablaufende Späne oder Fäden oder durch das Messer vom Furnierblatt abgetrennte Späne oder Fäden zufolge Freiwerden von Spannungen sich ineinanderfädeln.

Wie bereits der oben zitierten DE-PS 313 325 entnehmbar, ist einerseits unter den vielfachen Anwendungsmöglichkeiten die Verwendung als Ver-packungs- und Streumittel ebenso längst bekannt wie die nachteilige Eigenschaft der Holzwolle, unter Dauerdruck hart zu werden. Dies erklärt sich aus dem Brechen der gekrümmten Späne und/oder Fäden unter starker Druckbelastung, obwohl sie geringen Beanspruchungen elastisch widerstehen. Es wurde daher schon versucht, Holzwolle mit gekrümmtem oder geknicktem Spanquerschnitt herzustellen. Anderseits schlägt die oben genannte DE-PS 313 325 vor, die Späne von der Hobelschneide gegen einen nachgiebigen Widerstand ablaufen zu lassen und ihnen dadurch eine Knitterung oder Wellung zu verleihen. Für die Grosserzeugung sind diese Methoden aber schwer realisierbar.

Ebenso wegen der unzureichenden Druckbelastbarkeit gewöhnlicher Holzwolle schlägt die GB-PS 1 153 801 (Hood) für die Anwendung als Pack- und Isoliermaterial vor, die aus der Holzwollmaschine austretenden Wirrfaservliese paarweise flächig zusammenzuführen, unter Verkleinerung der Scheitelkrümmungen der Spänebogen zu «stauchen» und die entstehende Verbundmatte durch Verkleben zumindest der Späne-Berührungsstellen zu stabilisieren.

Um ebenfalls die elastische Rückfederung von Holzwolle zu verbessern, schlägt die oben genannte AT-PS 373 195 vor, zonenweise Dickenschwächungen der Späne oder Fäden zu vermeiden und ihnen damit eine möglichst gleichmässige Stabilität dadurch zu verleihen, dass mittels einer besonderen Messeranordnung ein gleitendes Schneiden möglichst ohne Verletzung der Fasergrenzen erfolgt.

Diese und andere Bemühungen zur Verbesserung der Elastizität vermögen aber den Umstand nicht zu beseitigen, dass die Jahresringe verschieden angeschnitten werden und ausserdem das äussere Splintholz andere Festigkeitswerte ergibt als das Kernholz, sodass sich Späne und/oder Fäden ungleicher Festigkeit nicht vermeiden lassen.

Auf dem Gebiet der Stallhaltung von Gross- oder Kleintieren ist der Naturstoff Holz in der Form von Hobelspänen oder Sägespänen als Einstreu weithin im Einsatz. Die Schwierigkeit besteht darin, dass eine Masse aus kleinen Partikeln zwar gut aufsaugt, aber in der Folge eine feuchte und relativ unelastische Lagerschicht abgibt. Längere und elastischere Späne, wie bei Holzwolle, könnten dem Tier zwar ein weicheres Lager vermitteln, vermögen aber nur wenig Feuchtigkeit zu binden, abgesehen davon, dass sich die Tiere mit den Füssen in den langen Fäden verwickeln.

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Die Erfindung hat das Ziel, diese verschiedenen, die Anwendung des Naturstoffes Holz behindernden Schwierigkeiten durch Bereitstellung eines verbesserten Holzproduktes zu überwinden und erreicht dies dadurch, dass Holzwolle einem Schlag-Mahlvorgang unterworfen wird. Hiedurch entsteht ein für verschiedene Zwecke mit verbesserter Wirkung einsetzbares Holzprodukt mit überraschenden Eigenschaften. Diese können dadurch erklärt werden, dass bei der Schlagmahlung, welche bevorzugt in einem den Schlagrotor umgebenden Gehäuse erfolgt, und wobei die langen Holzwollspäne fortlaufend einer schlagenden Reissbeanspruchung unterworfen sind, die Späne und/oder Fäden mehr oder weniger in Stücke gerissen und auch durch Auffasern zerkleinert werden, so dass zum einen im Produkt eine dichtere Anordnung der Gebilde und mehr Hohlräume entstehen. Zusätzlich werden aber den Spänen und/oder Fäden und den daneben entstehenden Einzelfasern und deren Teilstücken unter Aufhebung ihrer ursprünglichen Krümmung mehr oder weniger ausgeprägte Knickungen, Wellungen, Verdrillungen und/oder Kräuselungen verliehen, und zwar nur mehr solchen Gebilden, welche der Schlag- und Reisskraft zufolge ihrer höheren Zähigkeit widerstanden haben, wogegen die schwächeren Gebilde zu Feinteilen zerschlagen werden. In Summe resultiert daher eine höhere Elastizität und eine bessere Saugfähigkeit des erhaltenen Materials.

Je nach dem angewandten Mahlgrad kann man die Eigenschaften des Produktes von mehr elastisch bis zu mehr saugfähig variieren. Ein universell anwendbares Produkt ergibt sich, wenn nach der Erfindung Holzwolle aus grösstenteils oder zur Gänze etwa 50 cm langen Spänen und/oder Fäden einem Schlag-Mahlvorgang unterworfen wird, in welchem die Holzwollspäne und/oder -fäden in einem Ausmass in Stücke gerissen und mindestens zum Teil aufgefasert und/oder geknickt und/oder gewellt, verdrillt und/oder gekräuselt werden, dass das erhaltene Volumen mindestens zu 25% noch aus Spänen und/oder Fäden oder Fasern mit einer gestreckt gemessenen Länge zwischen 5 und 20 cm, vorzugsweise mindestens zu 25% mit einer mittleren Länge von 12 cm, besteht.

Zur besseren Anpassung an den Anwendungszweck werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung Holzwollsorten mit unterschiedlich breiten und/oder dicken Holzwollspänen und/oder -fäden dem Schlag-Mahlvorgang unterworfen und vor oder nach dem Schlag-Mahlvorgang miteinander gemischt.

Für die Verwendung als Einstreu ist es vorteilhaft, dass von Staub und Sand gereinigte Holzwolle dem Schlag-Mahlvorgang unterworfen wird.

Wird, wie bevorzugt, die Schlagmahlung der Holzwolle unter der Wirkung eines Luftstromes durchgeführt, der an der Sichtung und Weiterförderung des entstehenden Materials beteiligt ist, so kann das fertige Material im selben Arbeitsgang bedarfsweise einer zusätzlichen Entziehung des Holzmehls, vorzugsweise in einem Zyklon, unterworfen werden, was für bestimmte Einstreuzwecke notwendig sein kann.

Bei der Anlage zur Durchführung des Verfahrens, welche eine das Holz zerspanende und eine das erhaltene Material weiterbearbeitende Vorrichtung enthält, ist gemäss der Erfindung einer Holzwollmaschine eine Schlagmühle nachgeordnet. Weiters ist der Schlagmühle bei Bedarf eine Dosier-, Abfüll-und Verpackungsstation für Grossverbraucher- oder Haushaltspackungen oder für die Bildung papierum-hüllter Verpackungspolster zugeordnet. Ein Ringsieb um den Schlagrotor hat Lochungen, die die Span- und Fadenlänge begrenzen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 gibt das Schema einer Erzeugungsanlage und Fig. 2 ein Detail aus dem Siebring wieder.

Gemäss Fig. 1 wird in einer Holzwollmaschine, beispielweise von der Bauart mit an einem drehbar eingespannten Holzstück 2 in Faserrichtung hin und hergehenden Schlitten 3 mit Ritz- und Hobelmessern, die Holzwolle gewonnen und mittels eines Rüttelsiebes 4 von Staub und Sand gereinigt, worauf die Holzwolle über einen Förderer 5 zu einer Schlagmühle 6 ins Zentrum eines umlaufenden Schlagrotors 7 geführt wird, dessen Schaufeln bzw. Schläger die langen Späne und/oder Fäden auf verschieden lange Teilstücke zerreissen und dabei teilweise spalten, auffasern, knicken, kräuseln, verdrillen und/oder wellen. Der durch die Schläger erzeugte Luftstrom unterstützt das Auswärtsschleudern des Materials gegen ein mit Löchern versehenes Umfangsblech 8 und treibt sowohl das zerkleinert anfallende Späne- und/oder Fadenmaterial als auch die länger bleibenden Teile durch die Löcher aufwärts in eine Abförderleitung 9 wobei jeweils nur die noch über einer zulässigen Länge vorliegenden Späne und/oder Fäden vom Lochblech im Schlagraum zurückgehalten werden. Austausch gegen Siebe anderer Lochgrössen ergibt andere maximale Späne- bzw. Faden- und Faserlängen.

Die Förderleitung kann direkt oder über einen Entstaubungszyklon in eine Auffangwanne führen oder aber in eine Portionier-, Abfüll- und Verpak-kungsstation münden. Dort können Materialportionen nicht nur für Grossverbraucher in Papier- oder Plastiksäcke (letzteres für die Lagerung im Freien) oder Haushaltsmengen in umweltfreundliche Natronpapiersäcke gefüllt werden, sondern es können auch mit dem Material gefüllte Säcke als Verpak-kungspolster hergestellt werden, was durch die lok-kere Konsistenz des Materials erleichert wird. Die hohe Elastizität des Materials gewährleistet bei dieser Verwendungsart auch unter Dauerdruck einen optimalen Schutz der umpackten Ware.

Im Hinblick auf seine Weichheit und Saugfähigkeit ist das erfindungsgemäss hergestellte Material auch als Abdeck- oder Unterlagsmaterial z.B. im Garten geeignet. Anderseits ist es wegen seiner guten Wärmedämmwirkung auch als Isoliermaterial vorteilhaft einsetzbar.

Über diese Anwendung hinaus bringt aber die Erfindung auf dem Gebiete der Tierhaltung alle Vorzüge des Naturstoffes Holz voll zur Geltung. Sei es im Stall oder im Kleintierkäfig zu Hause, so empfinden die Tiere die Holzfäden und -fasern in dieser

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veredelten weichen Form angenehm im Körperkontakt und geniessen dabei die Wohltat eines weichen und trockenen Lagers. Darüber hinaus wird -wie Beobachtungen und Untersuchungen ergaben -durch das Einatmen der den teilweise aufgeschlossenen Holzfasern entströmenden ätherischen Öle (besonders von den Nadelhölzern) das Wohlbefinden der Tiere bei gleichzeitig gesundheitsfördernder und sogar heilender Wirkung (z.B. bei Stauballergien) gesteigert. Diese Einflüsse können besonders bei der Haltung und Pflege des sensiblen Pferdes für dessen Wohlbefinden und zur Leistungserhaltung nicht hoch genug eingeschätzt werden. In dieser Beziehung erweist sich auch die Staubfreiheit als vorteilhaft. Weiters ist die Gefahr des Auffressens der Streu, wie dies bei Stroh der Fall ist, vermieden. Schliesslich sei noch auf den Vorteil der fast 50%igen Gewichtsersparnis an Einstreumaterial gegenüber dem gleichen Streuvolumen z.B. an Sägespänen hingewiesen.

Aber auch ausserhalb des Stalles ist das Material nach der Erfindung als Auflageschicht auf Reitplätzen und in Reithallen mit Vorteil einsetzbar. Durch die Elastizität und die Mischung mit Feinstoff ergibt sich für das Reiten auf einem derart bedeckten Boden, ohne Auftreten grösserer Masseverlagerungen, eine für Pferd und Reiter angenehme Trittdämpfung.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es - obwohl die unmittelbar nach dem Zerspanvorgang erfolgende Schlagmahlung der Holzwolle in physikalischer und ökonomischer Hinsicht optimal ist - nicht zwingend, den Schlag-Mahlvorgang sofort vorzunehmen, wenn man z.B. durch Anfeuchten der Holzwolle wieder entsprechend positive Voraussetzungen für die Verarbeitung schafft.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Bearbeitung von spanend gewonnenem Holzmaterial durch einen Schlag-Mahlvorgang, dadurch gekennzeichnet, dass Holzwolle einem Schlag-Mahlvorgang unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Holzwolle, aus grösstenteils oder zur Gänze etwa 50 cm langen Spänen und/oder Fäden, einem Schlag-Mahlvorgang unterworfen wird, in welchem die Holzwollspäne und/oder -fäden in einem Ausmass in Stücke gerissen und mindestens zum Teil aufgefasert und/oder geknickt und/oder gewellt, verdrillt und/oder gekräuselt werden, dass das erhaltene Volumen mindestens zu 25% noch aus Spänen und/oder Fäden und Fasern mit einer gestreckt gemessenen Länge zwischen 5 und 20 cm, vorzugsweise mindestens zu 25% mit einer mittleren Länge von 12 cm, besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Holzwollsorten mit unterschiedlich breiten und/oder dicken Holzwollspänen und/oder -fäden dem Schlag-Mahlvorgang unterworfen und vor oder nach dem Schlag-Mahlvorgang miteinander gemischt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von Staub und Sand gereinigte Holzwolle dem Schlag-Mahlvorgang unterworfen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagmahlung der Holzwolle unter Wirkung einer Luftstromes erfolgt, der an der Sichtung und Weiterförderung des entstehenden Materials beteiligt ist.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Holz zerspanenden und einer das erhaltene Material weiterverarbeitenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass einer Holzwollmaschine (1) eine Schlagmühle (6) nachgeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagmühle eine Dosier-, Abfüll- und Verpackungsstation für Grossverbraucheroder Haushaltsmengen oder für die Bildung papier-umhüllter Verpackungspolster zugeordnet ist.

8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein die Holzwolle vor der Schlagmahlung reinigendes Aggregat, z.B. ein Rüttelsieb (4).

9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schläger der Schlagmühle (6) als Gebläseflügel wirkend ausgebildet und angeordnet sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Übergang des Arbeitsraumes des Schlagrotors (7) zu einer vorzugsweise aufwärts gerichteten Abförderleitung (9) ein Ringsieb (8) mit einer Lochung zur Bestimmung der maximalen Span- und/oder Faden- und Faserlänge angeordnet ist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Sätze von gegeneinander austauschbaren Ringsieben mit unterschiedlichen Loch-grössen vorgesehen sind.

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