DE1056358B

DE1056358B - Verfahren zur Herstellung von Holzspanwerkstuecken

Info

Publication number: DE1056358B
Application number: DEK28775A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Klauditz; Dipl-Ing Hans Joachim Ulbricht; Wolfgang Kratz
Original assignee: WILHELM KLAUDITZ DR ING
Current assignee: WILHELM KLAUDITZ DR ING
Priority date: 1956-05-07
Filing date: 1956-05-07
Publication date: 1959-04-30

Description

Zur Herstellung von Holzspanwerkstücken, insbesondere von Holzspanplatten, werden getrocknete Holzspäne mit Kunstharzen od. dgl. beleimt, anschließend flächig gestreut und unter Aufwendung von Preßdruck und Wärme miteinander zu Holzspanplatten verleimt. Zur Erzielung einer wirksamen· Verleimung muß dabei das Spangut in üblichen Verfahren vermittels Kontaktheizung durch die beheizten Preßplatten auf die Abbindetemperatur der Kunstharze erwärmt werden. Ferner muß im Ablauf der Verleimung meist eine überschüssige Menge von Wasser aus dem Spangut bzw. der entstehenden Holzspanplatte ausgedampft werden. Durch die jeweils erforderliche Verleimungszeit wird die Produktionskapazität der hydraulischen Presse und damit der gesamte Fertigungsvorgang von Holzspanplatten in seiner Geschwindigkeit und in seiner Wirtschaftlichkeit wesentlich bestimmt. Besonders tritt dies in Erscheinung, wenn dickere und gleichzeitig leieilte Holzspanplatten, z. B. in einer Dicke von 30 bis 50 mm und einem Rauminhalt von 0,25 bis 0,60 g/cm³, gefertigt werden, da in diesem Falle die Durchwärmung des dicken Spanförmlings durch die Kontaktheizung und die erforderliche Wasserausdampfung aus dem Spanformlißg so langsam erfolgt, daß im allgemeinen die Herstellung dicker leichter Holzspanplatten nicht ausreichend wirtschaftlich durchführbar ist. Die Erfindung ermöglicht es, die Verleimungszeiten für Holzspanplatten wesentlich abzukürzen und damit insbesondere die Herstellung dickerer Holzspanplatten unter wirtschaftlich tragbaren Bedingungen zu erreichen.

Die Erfindung besteht darin, daß bei der Herstellung von Holzspanwerkstücken, insbesondere Holzspanplatten, unter Verwendung von Kunstharzbindemitteln, vornehmlich solchen, die bei Temperaturen um 100⁰C oder unter 100⁰C abbinden, die Durchwärmzeit des Spangutes bei seiner Verleimung in beheizten hydraulischen Pressen wesentlich verkürzt und anschließend die Ausdampfungsdauer des gegebenenfalls überschüssigen Wassers aus dem Spangut bzw. aus dem Holzspanwerkstück herabgesetzt wird, so daß dadurch eine wesentliche Beschleunigung der Herstellung von Holzwerkstücken, insbesondere von spezifisch leichten und dicken Erzeugnissen, erzielt wird. Zur Erzielung dieser Wirkung wird gemäß der Erfindung nach dem Schließen der beheizten hydraulischen Pressen Wasserdampf, insbesondere in ' überhitztem Zustande, in das poröse Spangut hineingedrückt und durch dieses hindurchgeführt. Der zweckmäßig auf 130 bis 17O⁰C überhitzte Wasserdampf kann in das zu verleimende Spangut, z. B. durch entsprechend angeordnete Düsen oder Durchbohrungen in den Heizplatten, eingeführt wer-Verfahren zur Herstellung
von Holzspanwerkstücken

Anmelder:

Dr.-Ing. Wilhelm Klauditz,
Braunschweig, Harzburger Str. 7

Dr.-Ing. Wilhelm Klauditz, Braunschweig,

Dipl.-Ing. Hans Joachim Ulbricht, Herford,

und Wolfgang Kratz, Braunschweig,

sind als Erfinder genannt worden

den oder durch Vorrichtungen und Düsen, die seitlichauf einer oder beiden Längskanten des Spanförmlings angebracht sind, eingeblasen werden. Durch den eingebrachten Wasserdampf-wird das Spangut in sehr kurzer Zeit gleichmäßig im gesamten Querschnitt des Spanförmlings auf die zum Abbinden des Kunstharzbindemittels erforderliche Temperatur erwärmt. Die Gesamtmenge des Dampfes sowie die in der Zeiteinheit gut verteilt in das Spangut eingebrachte Dampfmenge wird so bemessen, daß die Durchwärmung des Spangutes auf die erforderliche Temperatur möglichst schnell erreicht wird. Die Dampfzufuhr wird sofort dann beendigt, wenn das gesamte Spangut die erforderliche Temperatur erreicht hat. Nach dieser Zeit oder nach einer kurzen Haltezeit ist bereits eine Verleimung der Holzspäne zum Holzspanwerkstoff eingetreten.

Sollte unter Berücksichtigung des Anfangsfeuchtigkeitsgehaltes des eingesetzten, beleimten Spangutes und die durch Kondensation des Wasserdampfes eingebrachte Feuchtigkeit der gewünch.te Entfeuchtigkeitsgehalt der Holzspanwerkstoffe nicht eingestellt sein, so kann anschließend in bekannter Weise eine Nachtrocknung des Holzspanwerkstoffes außerhalb der Presse erfolgen oder es kann nach der Durchwärmung durch den Wasserdampf, die überschüssige Feuchtigkeit durch entsprechenden Aufenthalt in der Presse durch die Kontakterwärmung des Spanförmlings mittels der beheizten Preßplatten ausgedampft werden oder ferner die Ausdampfung der - überschüssigen Feuchtigkeit aus dem. Spangut dadurch erfolgen, daß durch die Dampfeintrittsöffnungen Luft, insbesondere erhitzte Luft, zur schnellen. Abfuhr der überschüssigen Feuchtigkeit durch das Spangut bzw.

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das mittlerweile gebildete Holzwerkstück durchgeblasen wird. Die Temperatur der Heizplatten der hydraulischen Pressen, die Menge und die Temperatur des eingebrachten Wasserdampfes sowie auch die Zeit und die Durchführung des Arbeitsvorganges für die gegebenenfalls erforderliche Entfernung der überschüssigen Feuchtigkeit auf dem gebildeten Holzspanwerkstück werden in Abstimmung zueinander und in Anpassung an das Raumgewicht und die Dicke der zu fertigenden Holzwerkstücke bzw. Holzspanplatten so eingestellt, daß ein Maximum der gemäß der Erfindung beschleunigten Herstellung von Holzspanwerkstücken erreicht wird.

Nach dem Verfahren der Erfindung gelingt es, die Herstellungszeit der Holzwerkstücke in beheizten hydraulischen Pressen einfach und wirtschaftlich wesentlich zu verkürzen, und zwar bei dicken Holzspanplatten auf ein Viertel oder ein Fünftel der sonst bei Anwendung von Kontaktheizung allein erzielbaren Herstellungszeiten. Dadurch wird durch das \^rerfahren gemäß der Erfindung die Wirtschaftlichkeit der Holzspanplattenherstellung erhöht und insbesondere die Herstellbarkeit dickerer und leichterer Holzspanplatten, z. B. für den Bausektor, infolge der verstärkten Ausnutzung der Produktionskapazität der hydraulischen Pressen im vermehrten Umfange wirtschaftlich tragbar gemacht.

Ausführungsbeispiel 1

Etwa 10 bis 15 mm lange dünnflächige Holzspäne aus Fichtenholz mit einer mittleren Breite von 4 mm und einer mittleren Dicke von 0,2 mm werden auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 3% getrocknet. Auf die Holzspäne werden, bezogen auf 100 g absolut trocken gerechnetes Holz, 7 g Kunstharzbindemittel als härtbares Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharz in Form einer 55%igen wässrig-kolloiden Lösung fein verteilt aufgebracht. Die zur Aushärtung bzw. zur Abbindung des Kunstharzes einzustellende Temperatur beträgt 95° C. Die Feuchtigkeit des beleimten Spangutes beläuft sich auf 7,5 %. Die. beleimten Holzspäne werden in einem Formkasten in den Abmessungen 20-20 cm durch Streuung in einer solchen Menge eingebracht, daß sich bei einer Verdichtung der Spanschüttung auf ein Raumgewicht von 0,35 g/cm³ eine Dicke von 40 mm ergibt. Dazu sind etwa 1,1 kg Holzspäne erforderlich. Die lockere Spanstreuunig wird im Formkasten durch eine Vorpresse etwas verdichtet und der Spanformling in eine hydraulische Presse, deren Heizplatten auf 120⁰C beheizt sind, eingebracht. Die untere und obere Heizplatte sind In ihrem Mittelpunkt mit rundlichen Durchbohrungen von etwa 2 mm Durchmesser, die siebartig kreisförmig angeordnet sind, versehen. Diese Durchbohrungen sind als durchgehende Kanäle an eine Dampfleitung angeschlossen. Sofort nach Einbringen des lockeren Spanfarmlings in die Presse wird diese in 30 Sekunden geschlossen, wobei der Spankuchen zu einem Formling von 40 mm Dicke verdichtet wird. Nach weiteren 60 Sekunden wird aus einem Dampfkessel, der unter einem Druck von 8 atü steht, Dampf in den Formling durch die Durchtrittskanäle in den Preßplatten in den Spanformling eingeblasen, wobei der Dampf nach seiner Entspannung vor dem Eintritt in das Spangut einen Überhitzer durchströmt und dabei auf 14O⁰C überhitzt wird. Die Menge des Dampfes und die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes werden so bemessen, daß bereits nach weiteren 50 Sekunden der Dampf an der Außenkante des. Spanformlings unter der Presse austritt. Dadurch wird mit Sicherheit das Erreichen einer Temperatur von etwa 100° C im gesamten Spangut, also einer zum Abbinden des Kunstharzbindemittels voll ausreichenden Temperatur, angezeigt. Nach dieser Zeit wird der Dampf sofort abgestellt, der verleimte Formling zum Ausgleich noch 40 Sekunden in der Presse belassen und dann als Holzspanplatte in den Abmessungen 20-20 cm mit einer Dicke von 40 mm und einem Raumgewicht von

ίο etwa 0,35 g/cm³ der Presse entnommen. Die Platte besitzt einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 14% und damit eine für eine Holzspanbauplatte in vielen Fällen zweckmäßigen Feuchtigkeitsgehalt. Ist der Feuchtigkeitsgehalt für die Verwendung etwas zu hoch, so kann eine Nachtrocknung entweder durch Lagerung an der Luft oder durch Trocknung in üblichen Einrichtungen unter Einstellung des gewünschten Feuchtigkeitsgehaltes erfolgen.

Die Herstellung der 4.0 mm dicken Holzspanplatte beläuft sich auf insgesamt 180 Sekunden bzw. 3 Minuten.

Ausführungsbeispiel 2

Fertigung einer Holzspanplatte gemäß Ausf ührungsbeispiel 1 mit den fabrikatorischen Abänderungen, daß die Heizplatten der hydraulischen Presse auf 160° C erwärmt werden, die Vorwärmzeit des Spanformlings vor dem Einleiten des Dampfes auf 40 Sekunden verringert wird, das Einblasen des auf 170⁰C überhitzten Wasserdampfes nur während 30 Sekunden erfolgt und die Nachwärmzeit lediglich 30 Sekunden beträgt. Die Holzspanplatte fällt dabei mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12,5 % an und benötigt lediglich trotz der verminderten Endfeuchtigkeit eine Gesamtherstellungszeit von 130 Sekunden . bzw. 2 Minuten 10 Sekunden.

Ausführungsbeispiel 3

Fertigung einer Holzspanplatte gemäß Ausf ührungsbeispiel 1 mit den fabrikatorischen Abänderungen, daß die Heizplatten auf 180⁰C erwärmt werden, der Dampf zur Erwärmung des Spangutes auf 180° C überhitzt wird, die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes gegenüber A.usführungsbeispiel 1 und 2 erhöht und die Durchdampfzeit auf nur 25 Sekunden bemessen wird. Nach Abstellen der Dampfzufuhr wird durch die für die Dampfzufuhr benutzte Leitung durch den Spanformling Luft geblasen, die auf 160° C überhitzt wird, und zwar für eine Dauer von 25 Sekunden. Die hergestellte Holzspanplatte fällt mit einer Feuchtigkeit von nur 9,5% an und benötigt für die Herstellung lediglich eine Gesamtzeit von 120 Sekunden bzw. 2 Minuten.

Im Vergleich zu den drei Ausführungsbeispielen und den mitgeteilten Verleimungszeiten beträgt die übliche Verleimungszeit der Holzspanplatten in der angegebenen Dicke unter Anwendung von Kontaktheizung im üblichen Verfahren mindestens 20 Minuten.

Claims

, Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Holzspanwerkstüeken, insbesondere leichte und dicke Holzspanplatten, bei dem getrocknete Holzspäne mit Kunstharzen od. dgl., vornehmlich solchen, die bei Temperaturen um 100° C oder weniger abbinden, beleimt und unter Aufwendung von Preß druck und Wärme miteinander zu Holzspanformlingen verleimt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf der Verleimung der Holzspäne, zweckmäßig nach dem Schließen der beheizten Presse,

Dampf in das zu verleimende, poröse Spangut eingebracht bzw. durch das Spangut gedrückt oder gesaugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in das zu verleimende Spänegut eingebrachten Dampfes so bemessen und in der Zeiteinheit derart auf die Spanmenge verteilt wird, daß das Spangut in gegenüber der Kontaktheizung durch die beheizten Preßplatten erheblich verkürzter Zeit auf die zum Abbinden des Kunstharzbindemittels erforderliche Temperatur erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfzufuhr dann beendigt wird, wenn das gesamte Spangut die für das Abbinden des Bindemittels erforderliche Temperatur erreicht hat

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß überhitzter Wasserdampf durch den Späneformling geleitet wird, Vorzugsweise im Temperaturbereich zwischen 130 bis 170° C.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der mittels Dampf erzeugten Durchwärmung des Spaneformlings noch in diesem verbliebene unerwünschte Feuchtigkeit in an sich bekannter Weise durch Nachtrocknung des der Presse entnommenen Holzspanwerkstoffs außerhalb der Presse erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der mittels Dampf erzeugten Durchwärmung des Späneformlings noch in diesem verbliebene unerwünschte Feuchtigkeit durch entsprechenden Aufenthalt in der Presse durch Kontakterwärmung mittels der beheizten Preßplatten entfernt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Durchleiten von Dampf durch das Holzspangut anschließend in an sich bekannter Weise Luft durch den verleimten Formling in einer Menge geleitet wird, die der gewünschten weiteren Verringerung der Restfeuchtigkeit entspricht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise erhitzte Luft verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und gegebenenfalls die Unterfläche des Holzspanfoarmlings durch Dampf beaufschlagt wird, wobei dieser vorzugsweise durch Düsen oder Durchbohrungen der Preßplatten oder der Auflagebleche zu- bzw. abgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfzufuhr in einer sich gleichmäßig in der Preßplatte gruppierenden, beispielsweise nach Art eines Siebes in konzentrischen Kreisen angeordneten Verteilung und in dünnen Strahlen, vorzugsweise aus Kanälen von etwa 2 mm Durchmesser, erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf seitlich durch die Längskanten des Spänefoxmlings in das Spangut eingebracht und durch, dieses hin,-durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßplatten auf über 150° C, vorzugsweise auf 170 bis 180° C, erhitzt sind und die Temperatur des nach einer Vorwärmzeit des Späneformlings eingeblasenen Heiß dampfes etwa gleich hoch oder höher liegt.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abstellen der Dampfzufuhr durch die für die Dampfzufuhr benutzte Leitung Luft durch den Späneformling geblasen wird, wobei diese Luft so weit erhitzt ist, daß ihre Temperatur nicht erheblich, beispielsweise nicht über 40° C, tinter der Temperatur des vorher durchgeblasenen Dampfes liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 185 227;
USA.-Patentschrift Nr. 2 610 938.