DE1653006B2 - Verfahren zur Herstellung von imprägnierten Schichtholzplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von imprägnierten Schichtholzplatten, insbesondere Sperrholzplatten, mit den Gatuingsmerkmalen des Hauptanspruchs.

Schichtholzplaltcn haben im allgemeinen den Nachteil einer gewissen Dicken-Quellfähigkeit, der ihre Anwendung und Eignung in bestimmten Fällen in Frage stellen kann. Dies gilt auch für Schichiholzplaltcn. deren einzelne Lagen mit einem Zweikomponenten-Kunstharz unter Erhaltung der Holzsiruktur unter Druck zusammengeklebt sind.

In der US-PS 23 21 258 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schichiholzplatten von nur geringer Dicken-Quellfähigkeit beschrieben, bei dem von der Erkenntnis ausgegangen wird, daß die Quellung, insbesondere die Dicken-Quellung, von Hölzern nicht auf die in den Trachen bzw. in den Tracheiden kapillar gebundene eingeschlossene Feuchte zurückzuführen ist, sondern daß sie hauptsächlich von Wasser in flüssiger und/oder dampfförmiger Form verursacht wird, das in den intermicellaren Hohlräumen der Zellwände eingelagert ist.

Bei diesem Verfahren wird die Quellfähigkeit von Schichthölzern durch Einlagern eines Kunstharzes in die Zellwände wesentlich herabgesetzt. Das Einlagern der Kunstharze in die Zellwände erfolgt durcH Tränken der Holzschichten — gegebenenfalls im Hochvakuum — mit einer Lösung aus gleichen Teilen an Phenol, Formaldehyden und Wasser zusammen mit einem geeigneten Katalysator, wobei die Tränkzeit so lange dauern soll, bis der Kunstharzanteil 30 bis 40 Gewichtspro-S zent des Trockenholzes erreicht hat. Bei der sich an die Trocknung der imprägnierten Holzlagen anschließenden Heißklebung bei Temperaturen von 150 bis 180"C vollzieht sich die Bildung bzw. Kondensation des Kunstharzes aus den bis dahin nicht reaktionsfähigen Komponenten unter Einwirkung der Wärmezufuhr. Die getränkten Holzschichten werden quasi plastisch und verlieren auf Grund der aufgebrachten Drücke ihre ursprüngliche Holzstruktur, so daß ein sogenanntes Preßhol/, mit gegenüber normalen Schichtholzphitten geänderten Eigenschaften entsteht. Auf Grund der hohen Kunstharz-Gehalte und der beim Vorpressen erfolgten Verformung verlieren diese Schichtholzplatten ihr ursprüngliches Aussehen und z. B. ihre Nagelfähigkeit und nehmen stattdessen vom eingelagerten Kunsiharz bestimmte Eigenschaften, wie /.. B. große Obcrflächenhärtc an.

Nach einem anderen bekannten Verfahren (DT-PS 9 06 749) werden hochelastische und wasserfeste Sperrhölzer durch Verwendung von wäßrigen Dispersionen von vulkanisierbaren Polyvinylverbindungen als Klebstoff hergestellt. Die Furnierhölzer werden mit einer wäßrigen Dispersion der vulkanisierbaren Polyvinylvcrbindung, die außerdem Schwefel. Zinkoxyd und einen Vulkanisationsbcschlcuniger in feinster Verteilung enthält, vakuumimprägniert und danach an der Luft getrocknet. Die Furnierhölzer werden danach einseitig mit der gleichen wäßrigen Dispersion bestrichen und in einer heizbaren Presse unter Druck und Hitze vulkanisiert. Eine gezielte Anlagerung der Vulkanisiersubstanzen in die intcrmicellaren Hohlräume der Zcllwände wird bei diesem Verfahren nicht angestrebt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren mit den Maßnahmen des Gattungsbegriffes des Hauptanspruchs aufzuzeigen, nach welchem Schichtholzplalten mit geringer Dickenquellung unter Beibehaltung normaler Klebe- bzw. Preßbedingungen hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hol/lagen vor dem Kleben mit der einen Komponente des Zweikomponcnlcn-Kunstharzes imprägniert werden und daß nach dem Trocknen die andere Komponente dieses Kunstharzes zusammen mit einem Klebemittel auf die Holzlagcn aufgebracht wird. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch das Vakuum-Tränken der Hol/Jagen mit nur einer Komponente des Zwcikomponenten-Kunstharzes eine besonders günstige Anlagerung der Komponente an die Wände der intcrmicellaren Hohlräume auf Grund ihrer großen Affinität zu den polaren Lignin- bzw. Zellstoffgruppen erreicht wird. Das gleichzeitig mit in die Zellräume eingedrungene Wasser verdampft bei der nachfolgenden Trocknung. Durch anschließendes Beschichten der getrockneten Holzschichten mit der anderen Kunstharz-Komponente — zusammen mit einem Klebemittel — wird auf Grund der gegenseitigen Affinität beider Komponenten letzere von der Imprägnierungs-Komponente »angesaugt« und dringt dadurch bis in die Zellwand-Hohlräume ein, in denen dann die Kondensation des Kunstharzes erfolgt.

Die Kondensation des Kunstharzes kann ohne wesentliche Temperaturerhöhung während der Verklebung durch Katalysatoren für die Reaktion zwischen den Komponenten sichergestellt werden, die als Salz

zusammen mit der einen Komponente beim Trankvorgang in die Zellwand-Hohlräume gelungen. Die Verwendung von gleichzeitig als Flammschutzmittel wirkenden sauren Salzen als Katalysatoren ist z. B. aus der DT-AS 12 24 917 bekannt.

Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen insbesondere in der äußerst geringen Dicken-Quellfühigkeit der hergestellten Schiehiholzplattcn. die eine Verwendung der Platten z. B. auch im Freien zuläßt. Da durch die Herstellung die ursprüngüehe Holzstruktur niehi zerstört wird, behalten die Schichtholzplaiten ihr den äußeren Holzlagen eigenes gemasertes Aussehen und verlieren ihre gute Bcarbeitungsfähigkeit. insbesondere ihre Nagelfühigkeit. nicht. Von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung sind die vergleichsweise geringen Mengen des in das Schichtholz eingelagerten Kunstharzes.

Besonders vorteilhaft sind Formaldehydprodukte als Zweikomponenten-Kunstharz, wobei die Holzsehichten mit der vom Formaldehyd verschiedenen Kunstharzkomponente imprägniert werden, weil das Formaldehyd leichter von der anderen Komponente angezogen wird als umgekehrt. Dadurch kann eine sehr tiefe Einlagerung des durch die Reaktion zwischen dem Formaldehyd und der Komponente gebildeten Kunsthai zes im Holz erreicht werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben:

Beispiel I

I m¹ geschältes Buchenfurnier. bestehend aus 160 Furnicrblättcrn der Abmessungen 2.5 m χ 2.5 m χ 1.0 mm wurden in einen Vakuumbehälter eingesetzt und in diesem ein Unterdruck von 15minHg entsprechend etwa 98% Vakuum erzeugt. In den Behälter wurde eine Lösung aus 20% Diammoniumphosphat. 2% Kupfersulfat, 8% Harnstoff und 70% Wasser eingefühlt und die nach einer gewissen Tränk/eit vom Holz nicht aufgenommene Flüssigkeitsmenge abgezogen, gemessen und analysiert. Die Furniere wurden anschließend bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6% getrocknet. Im Verlauf der Tränkung hatte das Furnierholz etwa 5001 an Imprägnicrungsflüssigkeit aufgenommen. Da die Zusammensetzung der abgezogenen Imprägnierflüssigkeit gleich derjenigen der ursprünglichen Flüssigkeit war, hatte das Furnierholz somit 40 kg Harnstoff aufgenommen, was einem Anteil von 5,7 Gewichtsprozent entsprach.

Eine Klebstoffmischung aus 100 Teilen Phenolformaldehyd-Vormischung, 15 Teilen einer 40%igen Formaldehyd-Lösung (Formalin), IO Teilen Diammoniumphosphat, 25 Teilen Kaolin und 15 Teilen Parafonnaldehyd wurde auf jedes zweite von 15 Furnierblättern beidseitig in einer Schichtstärke von 0,2 mm aufgetragen und danach die Furnierblättcr mit wechselvveiscr Faserrichtung in einer aut 120" C erwärmten Furnierpresse aufeinandergestapelt und unter einem Druck von etwa 30 kp/cm² gepreßt. Die entstandene 12 bis 13 mm dicke Furnierplatte mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 7% wurde zur Bestimmung des Quellungsgrades 20 χ 24 Stunden lang in ein Wasserbad eingetaucht.

Der ermittelte Quellungsgrad in der Längs- und der Breitenrichtung betrug O,25%o und in der Dicketirichtung 0.7%, so daß die Furnierplatte durch den Aufenthalt im Wasserbad weitgehend unbeeinflußt blieb.

Es sei bemerkt, daß das Pgraformuldchyd in der zweiten Komponente des Kunstharzes, der bei diesem Alisführungsbeispiel gleichzeitig als Klebstoff dieme, lediglich als Katalysator zur Beschleunigung der Phenolformaldehydverbindung und das säurebildende Diammoniumphosphat im Holz als Katalysator für die Harnstoff-Formaldehydverbindung in der Holzstruktur wirkte.

Entsprechende Ergebnisse ergaben sich durch einen Ersatz des Harnstoffes in der Imprägnierungsflüssigkeit durch 10% Resorzin oder durch 10% Melamin, wenn gleichzeitig in der zweiten Komponente statt der Phenolformaldehyd-Vormischung eine Harnstoff-Formaldehyd-Vormischung eingesetzt wird.

Beispiel Il

21 je 1 mm dicke Buchen-Furniere wurden unter Vakuum mit einer 15%igen Phenollösung imprägniert und jedes zweite nach dem Trocknen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6% beidseitig mit einer Mischung aus 80 Teilen Resorzinformaldehyd-Vormischung und 20 Teilen einer 40%igcn Formaldehydlösung (Formalin) beschichtet. Die Furnierblätter wurden in einer Furnierpresse aufeinander gestapelt und bei etwa 140 C unter einem Druck von 20 kg/cm- gepreßt. Die gebildete. 20 mm dicke Furnierplatte besaß die gleichen Eigenschaften wie bekannte Furnierplatten, jedoch mit Qucllungsgraden in der Längs- und Breitenrichtung von nur knapp l%o und in der Dickenrichtung von nur 0,9%.

In diesem Falle war es nicht notwendig, der Imprägnierungsflüssigkeit oder der Klebemittelmischung Katalysatoren zuzusetzen, weil die Erwärmung beim Pressen zur Phenolformaldchydkondcnsation und zur Resorzin-Formaldehydkondensation ausreichte.

Ist auf Grund der Eigenschaften und Kondensationsbedingungen des Zweikomponenten-Kunstharzes ein Kondensator erforderlich, dann ist es vorteilhaft, ein als Kondensator wirkendes saures Salz entweder mit der eisten Kunstharzkomponente zu mischen, so daß der Kondensator zusammen mit der ersten Komponente möglichst tief in die Holzstruktur eindringt und eine möglichst vollständige Kondensation des Kunstharzes in den Zellwänden sicherstellt. In besonderen Fällen kann der Katalysator jedoch auch nur der zweiten Kunstharzkomponente zugesetzt werden, wobei es dann jedoch kaum möglich ist, eine tiefe Imprägnierung des Holzes sicherzustellen.

Da das erfindungsgemälJc Verfahren eine Einlagerung eines Zweikomponenten-Kunstharzes in die Schichtholzplatten vorsieht, ist es häufig zweckmäßig, gleichzeitig Salze oder andere Substanzen mit einzulagern, die der fertigen Sperrholzplatte besondere Eigenschaften verleihen, /.. B. sie schwer entflammbar machen.

Unter dem in der vorstehenden beschreibung verwendeten Begriff des Quellungsgrades ist eine Dimensionsvergrößerung zu verstehen, die bei Holz von einem ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 8% nach einer zwanzigtätigen Tränkung von jeweils 24 Stunden in Wasser eintritt.

Claims (2)

Palentansprüche:

1. Verfuhren zur Herstellung von imprägnierten Schichthol/platten, /.. B. Sperrholzplatten, die durch Einlagerung eines Zweikomponenten-Kunstharzes in die Zcllwände eine geringe Dicken-Quellfähigkeit aufweisen, wobei die einzelnen Hol/lagen nach einer Vakuum-Imprägnierung mit nachfolgender Trocknung unter Druck- und Wärmezufuhr zusammengeklebt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzlagen vor dem Kleben mit der einen Komponente des Zweikomponenten-Kunstharzes imprägniert werden und daß nach dem Trocknen die andere Komponente dieses Kunstharzes zusammen mit einem Klebemittel auf die Holzlagen aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gei-.ennzeichnet, daß bei Verwendung eines Formaldehydpjodukies als Zweikomponenten-Kunstharz die Holzlagen mit der von dem Formaldehyd verschiedenen Kunstharzkomponente imprägniert werden.

J. Verfahren zur Herstellung von imprägnierten Schichtholzplatten, z. B. Sperrhol/platten, die durch Einlagerung eines Zweikomponenten-Kunstharzes in die Zeilwände eine geringe Dicken-Quellfähigkeit aufweisen, wobei die einzelnen Hol/lagen nach einer Vakuum-Imprägnierung mit nachfolgender Trocknung unter Druck- und Wärmezufuhr zusammengeklebt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzlagen vor dem Kleben mit der einen Komponente des Zweikomponenten-Kunstharzes und einem als Katalysator für die Reaktion /wischen den Komponenten dienenden Salz imprägniert werden und daß nach dem Trocknen die andere Komponente dieses Kunstharzes zusammen mit einem Klebemiitel auf die Hol/lagen aufgebracht wird.