DE19535559C1 - Flexible, in der Wärme verpreßbare Holzwerkstoffmatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Holzwerkstoffmatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Formteile aus Holzwerkstoffen sind seit langem be­ kannt. Formteile aus Holzfaserwerkstoffen werden beim heutigen Stand der Technik überwiegend im Trockenver­ fahren gefertigt. Dabei werden das Holz bis zur Faser in seiner Struktur aufgelöst, beispielsweise in einem Asplund-Defibrator, die entsprechenden Fasern beleimt und getrocknet, und ein mattenförmiges Holzfaservlies erzeugt, das, meist nach einer plastifizierenden Dampfbehandlung, warm zu Formteilen verpreßbar ist, wobei zugegebene duromere Bindemittelanteile aushär­ ten.

Eine gute Zusammenfassung der entsprechenden Technik mit ausführlicher Erläuterung möglicher Varianten findet sich in der DE 42 18 444 A1.

Bei der Fertigung von Holzspanformteilen ist die Vor­ gehensweise anders:
Holzspäne, etwa mit Abmessungen von einigen Zentime­ tern in Länge und Breite und einer Dicke zwischen 0,5 und 1,5 mm, werden beleimt, in ein beheiztes Werkzeug geschüttet und dann ebenfalls warm und unter Aushärtung der duromeren Bindemittel zu Formteilen verpreßt.

Während die Holzfaser bei einer Länge von meist nicht mehr als 10 mm durch ihre verästelte Struktur die Bildung einer Matte begünstigt, die als handhabungs­ fähiges Halbzeug eine Formteilefertigung erleichtert, hat der Holzspan, der bei üblicher Größe unzerstörte Holzsubstanz ist, den Vorteil, daß er dem Formteil höhere Festigkeit verleiht.

Typische Formteile aus Holzfaserwerkstoffen sind In­ nenverkleidungsteile für Fahrzeuge aber auch Möbel­ teile, Paneele und dergleichen; solche aus Holzspan­ werkstoffen sind Transportpaletten, Fensterbänke, Tischplatten mit gerundeten oder gestuften Kanten, aber auch in der Fläche profilierte Möbeltüren u.ä. Ein Beschichten der Formteile mit Papieren (auch mit Harz getränkten), Folien, gegebenenfalls auch texti­ lem Material und Faservliesen ist sowohl bei Holzfa­ ser- als auch bei Holzspanformteilen Stand der Tech­ nik.

Zu dem Nachteil der geringeren Festigkeit des Holzfa­ serwerkstoffes kommt hinzu, daß er, bedingt durch die Belastung bei der Zerfaserung des Holzes und die Luftförderung im Trocknen, einen merklichen Anteil von Holzfeinteilen (Staub) enthält. Der Feinanteil in der Matte mindert deren Festigkeit zusätzlich, vor allem aber bindet er Bindemittel, die dadurch für die Verklebung der Fasern verloren gehen.

Beim Holzspanwerkstoff ist nachteilig, daß seine Formbarkeit begrenzt ist, da das "Formschütten" mit gewünschter Verteilung im Preßwerkzeug erhebliche Schwierigkeiten bereitet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Holzwerk­ stoffmatte anzugeben, die analog zu Holzfasermatten üblicher Art als Halbzeug für das Pressen von Form­ teilen geeignet ist, dabei aber das Fertigen von Formteilen ermöglicht, die gegenüber üblichen Holzfa­ serformteilen erheblich verbesserte Festigkeitseigen­ schaften besitzen. Auch soll das Fertigen der Matte vereinfacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 10 geben vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Holzwerkstoffmatte an.

Dadurch, daß die Matte einen Holzanteil von mehr als 60 Gew.-% in Form von Schneidspänen enthält und frei von Holzfeinteilen ist, wobei die Schneidspäne in Faserrichtung des Holzes geschnitten sind und eine Länge von 30 bis 100 mm, eine Breite von 0,5 bis 3 mm sowie eine Dicke von 0,05 bis 0,2 mm besitzen, ist die Festigkeit des Holzes optimal nutzbar und es wer­ den Bindemittelverluste durch Absorption im Feinan­ teil vermieden.

Bei der Bildung von Schneidspänen bleibt die Struktur des gewachsenen Holzes ungeschädigt erhalten. Es wur­ de gefunden, daß die Festigkeit eines Schneidspanes extrem geringer Breite und Dicke (Fadenspan), der in Faserrichtung geschnitten ist, nahezu die Zugfestig­ keit des Massivholzes erreicht, dabei aber, zumindest wenn er in seiner Naturfeuchte (mehr als 15% atro) belassen wird, immer noch die nötige Flexibilität besitzt, die zu der Bildung eines formbaren, matten­ förmigen Halbzeuges ausreicht. Wenn die Schneidspäne eine Länge von 30 bis 100 mm, eine Breite von 0,5 bis 3 mm und eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,2 mm besitzen, sind sie so flexibel, daß eine Mattenbil­ dung keine Schwierigkeiten bereitet. Die Längenbe­ grenzung auf 30 bis 100 mm gestattet die Mattenbil­ dung sowohl mit Hilfe aerodynamischer Vliesleger als auch mit Hilfe von Streuköpfen und Siebbändern. Beim jetzigen Stand der Technik ist die Herstellung von Schneidspänen der beschriebenen Abmessungen problem­ los möglich. Es ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Erzeugung von Schneidspänen erheblich weniger Energie benötigt als die Holzfasererzeugung im Defi­ brator. Auch das Aussieben eventuell anfallender Feinanteile bereitet wegen der "glatten" Oberflächen­ struktur der Schneidspäne keine Schwierigkeiten.

Eine produktionstechnisch besonders vorteilhafte Mat­ te ergibt sich, wenn als Bindemittel Polypropylen in Faserform verwendet wird, und zwar mit einem Ge­ wichtsanteil von mehr als 20%, bezogen auf das Mat­ tengewicht. Die Faserform des Bindemittels erlaubt dessen direkte Beteiligung an der Mattenbildung. Dar­ über hinaus wird dabei das Bindemittel stabil in der Matte verankert. Weder die Bindemittelverteilung noch die Bindemittelmenge kann sich bei Lagerung und Transport der Matte verändern.

Werden die Schneidspäne zusätzlich mit 2 bis 8 Gew.-% (bezogen auf das Mattengewicht) duromeren, also ver­ netzenden Bindemitteln beleimt, so ergibt sich wie beim Holzfaserformteil der Vorteil erhöhter Warmfe­ stigkeit. Wenn dabei die "Anspringtemperatur" der Vernetzung des duromeren Bindemittels niedriger als die oder gleich der Erweichungstemperatur des thermo­ plastischen Bindemittels gewählt wird, dann wird das Verpressen angewärmter Matten in "kalten" Werkzeugen möglich; eine in bezug auf Werkzeugkosten, Maßhaltig­ keit der Formteile und Fertigungsabläufe optimale Vorgehensweise.

Bei der erfindungsgemäßen Matte lassen sich viele aus der Fasertechnik bekannte Maßnahmen anwenden. Bei­ spielsweise kann die Matte durch Vernadeln mit minde­ stens einem mindestens eine Oberfläche abdeckenden Faservlies handhabungsfähig verfestigt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, dies unter Nutzung wenig­ stens eines Teiles der Bindemittelkraft des thermo­ plastischen Bindemittels zu erreichen, beispielsweise durch warmes Kalandrieren. Hierzu kann gegebenenfalls ein zusätzliches thermoplastisches Bindemittel mit niedrigem Erweichungspunkt eingesetzt werden.

Da mit der Matte vernadelte oder anderweitig befe­ stigte Oberflächenvliese nach Art und Flächengewicht beliebig gestaltet werden können, sind einer opti­ schen und/oder physikalisch-chemischen Gestaltung der späteren Formteile weite Grenzen gesetzt. Farbige Ausgestaltung ist ebenso möglich wie die Ausbildung der Oberflächenvliese als Schmelzkleber. Letzteres bietet die vorteilhafte Möglichkeit, Folien (bei­ spielsweise Grundierfolien) oder Gewebe zur Oberflä­ chengestaltung der späteren Formteile zu verwenden.

Die Geometrie der Schneidspäne erlaubt es, sie in einfacher Weise zu orientieren. Beispielweise ist es vorteilhaft, wenn isotrope Festigkeitseigenschaften in Oberflächenrichtung der Formteile gefordert wer­ den, die Schneidspäne in Wirrlage zu orientieren. Werden anisotrope Festigkeitseigenschaften gewünscht, so läßt sich dies durch eine angepaßte Richtungs­ orientierung der Schneidspäne in der Matte berück­ sichtigen.

Die vorgenannten Weiterbildungen sind zwar besonders vorteilhaft, jedoch nur beispielhaft aufgeführt. Wei­ tere, aus dem Stand der Holzfasermattentechnik abzu­ leitende Maßnahmen sind ebenfalls auf die erfindungs­ gemäße Matte anwendbar.

Claims (10)

1. Flexible, in der Wärme zu einem formstabilen Fertigteil näherungsweise konstanter Wanddicke verpreßbare, thermoplastische Bindemittel ent­ haltende Holzwerkstoffmatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte einen Holzanteil von mehr als 60 Gew.-% in Form von Schneidspänen enthält und frei von Holzfeinteilen ist, wobei die Schneid­ späne in Faserrichtung des Holzes geschnitten sind und eine Länge von 30 bis 100 mm, eine Breite von 0,5 bis 3 mm sowie eine Dicke von 0,05 bis 0,2 mm besitzen.

2. Matte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als thermoplastisches Bindemittel Poly­ propylen in Faserform mit einem Gewichtsanteil von mehr als 20 Gew.-% bezogen auf das Mattenge­ wicht enthält.

3. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zusätzlich duroplastische Bin­ demittel enthält.

4. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidspäne eine Beleimung von 2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Mattengewicht, mit einem vernetzenden Binde­ mittel aufweisen, dessen Anspringtemperatur der Vernetzung niedriger ist als die Erweichungstem­ peratur des thermoplastischen Bindemittels.

5. Matte nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Vernadeln mit mindestens einem mindestens eine Oberfläche abdeckenden Faservlies, nach Art und Flächengewicht beliebig gestaltet, handhabungs­ fähig verfestigt ist.

6. Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter Nutzung wenigstens eines Teiles der Bindekraft des thermoplasti­ schen Bindemittels handhabungsfähig verfestigt ist.

7. Matte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch warmes Kalandrieren verfestigt ist.

8. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein die Oberfläche der Matte abdeckendes Faservlies Schmelzklebereigenschaften besitzt.

9. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidspäne in Wirrlage orientiert sind.

10. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid­ späne richtungsorientiert angeordnet sind.