DE19632998A1 - Method for manufacture of composite beams from timber strands - Google Patents

Method for manufacture of composite beams from timber strands

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Abstract

The method involves timber strands of length between 100 and 400 mm running in the direction of the timber fibres, widths of up to 60 mm, thicknesses from 1 to 6 mm and a moisture content natural or achieved of about 2 percent by mass. Adhesive e.g. urea resin is applied to the strands using normal OSB technology at a rate of between 1:10 to 1:30 adhesive to timber by mass. The strands are arranged to overlap one another in mats within the beam depth. The pre-warmed mats are compressed in the heated plates of a press to form the composite beam.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Komposit-Balken aus Holzstrands mit holznahen Quellwerten. Komposit-Balken sind Balken aus besonderen Holzwerk­ stoffen, nämlich OSB-Produkte. OSB steht für oriented strand board. Die OSB-Technologie ist eine verhältnismäßig junge Technologie (vgl. Holz als Roh- und Werkstoff 45 (1987) 405-410). Der Begriff Quellwert ist zum Beispiel definiert in Kollmann "Technologie des Holzes". Komposit-Balken, die den Anforderungen der modernen Bautechnik genügen sollen, müssen dem gewachsenen Holz (auch Vollholz genannt) nahe Quellwerte, kurz holznahe Quellwerte, aufweisen. Die Quellwerte von Balken aus gewachsenem Holz liegen im Bereich von 3 bis 7% (Radialquellwerte).The invention relates to a method for producing composite beams from wooden beaches with near-swelling values. Composite beams are beams made from special wood-based materials, namely OSB products. OSB stands for oriented strand board. OSB technology is a relatively new technology (cf. wood as raw and material 45 (1987) 405-410). For example, the term swelling value is defined in Kollmann "technology of wood". Composite beams, which should meet the requirements of modern construction technology, must have near swelling values, or short swelling values, close to the grown wood (also called solid wood). The swelling values of beams from grown wood are in the range of 3 to 7% (radial swelling values).

Verfahren zur Herstellung von Komposit-Balken sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Nach Maßgabe der OSB-Technologie werden balkendicke Platten gefertigt und diese werden zu Balken aufgetrennt. Das Leim/Holz-Verhält­ nis liegt bei 1 : 17. Die erreichten Quellwerte sind verbesserungsbedürftig.Processes for the production of composite beams are in known various embodiments. According to the OSB technology is used to manufacture beam-thick panels and these are separated into bars. The glue / wood ratio nis is 1:17. The swelling values achieved are in need of improvement.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, Komposit-Balken aus Holzstrands herzustellen, die sehr holznahe Quellwerte aufweisen. Der Begriff "holznahe Quellwerte" wird am Ende der Beschreibung definiert.The invention is based on the technical problem Manufacture composite beams from wooden beaches that are very have near-wood swelling values. The term "close to wood Source values "is defined at the end of the description.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Komposit-Bal­ ken aus Holzstrands mit holznahen Quellwerten mit den Merkmalen:To solve this technical problem is the subject of Invention a method for the production of composite bal from wooden beaches with near-to-wood swelling values with the  Features:

  • 1.1) es werden in Holzfaserrichtung verlaufende Holz­ strands verwendet, die eine Länge von 100 bis 400 mm, eine Breite von bis zu 60 mm und eine Dicke von 1 bis 6 mm aufweisen,1.1) there will be wood running in the wood fiber direction strands that are a length of 100 to 400 mm, a width of up to 60 mm and one Have a thickness of 1 to 6 mm,
  • 1.2) die Holzstrands besitzen eine Feuchte von etwa 2 Masse% oder werden auf diese Feuchte einge­ stellt,1.2) the wooden beaches have a moisture content of about 2 mass% or are incorporated into this moisture poses,
  • 1.3) die Holzstrands mit der angegebenen Feuchte werden mit einem in der OSB-Technologie üblichen Beleimapparat beleimt, und zwar mit einem in der OSB-Technologie üblichen Leim, Leim/Holz­ strand-Verhältnis von 1 : 10 bis 1 : 30 Masse%,1.3) the wooden beaches with the specified moisture with a standard in OSB technology Glueing device glued, with one in the OSB technology usual glue, glue / wood Strand ratio from 1:10 to 1:30 mass%,
  • 1.4) die beleimten Holzstrands werden mit einer die Holzstrands orientierenden Streumaschine auf einem Transportband zu einer Holzstrandmatte definierter, auf die Dicke der herzustellenden Komposit-Balken oder Plattenbalken abgestimmter Mattenhöhe gestreut, in welcher Holzstrandmatte die Holzstrands einander überlappend und haupt­ sächlich in Transportrichtung des Transportbandes orientiert angeordnet sind,1.4) the glued wooden beaches with a die Holzstrands oriented spreading machine a conveyor belt to a wooden beach mat defined, to the thickness of the to be manufactured Composite beams or slab beams more coordinated Scattered mat height, in which wooden beach mat the wooden beaches overlap each other and at all mainly in the transport direction of the conveyor belt are oriented,
  • 1.5) die Holzstrands in der Holzstrandmatte werden vor der Verpressung und/oder bei der Verpressung erweicht und in einer Presse mit beheizten Pressenplatten unter Anwendung von Druck und Wärme zu einem Plattenbalken verpreßt,1.5) The wooden beaches in the wooden beach mat are in front pressing and / or pressing softened and heated in a press Press plates using pressure and Heat pressed to a slab,

wobei die Verpressung in einer Taktpresse oder in einer kontinuierlichen Presse durchgeführt wird und der Kompo­ sit-Balken erforderlichenfalls nach dem Pressen aufge­ trennt wird. Gebräuchliche und bewährte Leime sind z. B. Harnstoffharze, Phenolharze, Novolacke, Isocyanate und Mischharze, z. B. MUPF (Anteile: Phenol, Melamin, Urea) oder PMF (Anteile: Phenol und Melamin).the pressing in a cycle press or in a continuous press is performed and the compo If necessary, sit bars opened after pressing is separated. Common and proven glues are e.g. B. Urea resins, phenolic resins, novolaks, isocyanates and Mixed resins, e.g. B. MUPF (proportions: phenol, melamine, urea) or PMF (proportions: phenol and melamine).

Zur Optimierung wird zweckmäßigerweise nach Maßgabe der Patentansprüche 2 bis 4 verfahren. Die Erweichung der Holzstrands kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden, z. B. dadurch, daß die Holzstrandmatte nach einem Dampfpressverfahren verpreßt wird. Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung werden die Holzstrands in der Holzstrandmatte durch eine Vorwärmung der Holzstrandmatte mit Hilfe eines klimatisierten Fluids aus Luft und Wasserdampf, welches die Holzstrandmatte durchströmt, erweicht. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird diese Vorwärmung mit Hilfe eines klimatisierten Fluids durchgeführt, welches einen Wasserdampfgehalt von 40 bis 60% und eine Temperatur von etwa 90°C aufweist, wobei die Behandlung mit dem Fluid so lange durchgeführt wird, bis die Holzstrandmatte in der Dickenmitte der Holzstrandmatte die Temperatur des Fluids aufweist. Geschieht dieses, so hat eine ausreichende Erwärmung der Holzstrands stattgefunden.For optimization, it is expedient according to the Process claims 2 to 4. The softening of the Wooden beaches can be done in different ways be, e.g. B. in that the wooden beach mat after a Steam pressing process is pressed. After another Proposal of the invention, the wooden beaches in the Wooden beach mat by preheating the wooden beach mat with the help of an air-conditioned fluid from air and Water vapor that flows through the wooden beach mat, softens. According to a preferred embodiment of the invention is this preheating with the help of an air-conditioned Fluids carried out, which has a water vapor content of 40 to 60% and a temperature of about 90 ° C, the treatment with the fluid being carried out for so long until the wooden beach mat is in the middle of the thickness Wooden beach mat has the temperature of the fluid. If this happens, the heating is sufficient Wooden beaches took place.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß zur Verbesserung der Quellwerte der fertigen Komposit-Balken die Holzstrands gegenüber dem Stand der Technik vergrößert werden müssen und schreibt dazu die geometrischen Parameter des Merkmals 1.1) vor. Mit der Vergrößerung der Holzstrands reduziert sich auch der Leimgehalt, so daß mit Leim/Holz-Verhältnissen entsprechend dem Merkmal 1.3) gearbeitet werden kann. Diese Reduzierung des Leimgehalts wirkt sich grundsätzlich vorteilhaft in bezug auf den Quellwert aus. Es besteht jedoch nach herrschender Lehre die Gefahr, daß bei der Weiterverarbeitung solcher Holz­ strands zu Komposit-Balken in diesen gleichsam Lunker entstehen, die die Festigkeit und andere Qualitäten beeinträchtigen. Eine Lunkerbildung tritt jedoch überraschenderweise nicht auf, wenn die Holzstrands gemäß Merkmal 1.4) orientiert und außerdem nach dem Streuen zur Holzstrandmatte in dieser gemäß Merkmal 1.5) eine Erweichung der Holzstrands durchgeführt wird. Im Rahmen der Erfindung kann mit den verschiedensten Streumaschinen gearbeitet werden. Bewährt haben sich auf die OSB-Technologie eingestellte Scheibenstreuköpfe. Sie sind an sich bekannt (vgl. DE 25 35 461). Es versteht sich, daß die Verpressung der Holzstrandmatte mit den erweichten Holzstrands mit einem ausreichenden Preßdruck erfolgt, der jedoch kaum höher liegt als üblich.The invention is based on the knowledge that for Improvement of the swelling values of the finished composite beams the wooden beaches enlarged compared to the prior art have to be and writes the geometric Parameters of feature 1.1). With the enlargement of the  Holzstrands also reduces the glue content, so that with Glue / wood ratios according to characteristic 1.3) can be worked. This reduction in glue content basically has an advantageous effect on the Source value. However, it exists according to the prevailing teaching the risk that when processing such wood strands to composite beams in these blowholes arise that the strength and other qualities affect. A void formation occurs, however Surprisingly not when the wooden beaches are in accordance Feature 1.4) oriented and also after spreading to Wooden beach mat in this one according to feature 1.5) one Softening of the wooden beach is carried out. As part of The invention can be used with a wide variety of spreaders be worked. Have proven themselves on the Disc spreading heads set using OSB technology. they are known per se (cf. DE 25 35 461). It is understood that the pressing of the wooden beach mat with the softened Wooden beaches with sufficient pressure, which however, is hardly higher than usual.

Die Quellwerte eines Balkens, der für den Einsatz im Holzbau bestimmt ist, sind als wichtige Qualitätsparameter anzusehen (vgl. Kollmann "Holzspanwerkstoffe", Springer Verlag, 1966, Abschnitt 6.3.2.2.). Das gilt für Balken für aus gewachsenem Holz und für solche aus Holzspanwerk­ stoffen. Die Quellwerte hängen von der Holzart ab und sind eine Funktion der Feuchtigkeit, die das Holz bzw. der Holzspanwerkstoff aufweisen. Bei Spanplatten aus Kiefer liegen die Quellwerte um einen differenzierenden Faktor von 2 bis 4 über den Quellwerten von gewachsener Kiefer, und zwar im Feuchtigkeitsbereich von etwa 3% bis 20%. The source values of a bar that is suitable for use in Timber construction is an important quality parameter to look at (cf. Kollmann "Wood chip materials", Springer Verlag, 1966, section 6.3.2.2.). This applies to bars for made of grown wood and for those made of chipboard fabrics. The swelling values depend on the type of wood and are a function of the moisture that the wood or the Have chipboard material. For pine chipboard the source values lie by a differentiating factor from 2 to 4 above the source values of grown pine, in the humidity range from about 3% to 20%.  

Holznahe Quellwerte der nach der Lehre der Erfindung hergestellten Komposit-Balken liegen in der Nähe der Quellwerte von geometrisch gleichen Balken aus gewachsenem Holz. Bei Kiefern liegt der differenzierende Faktor für diese Komposit-Balken, der oben mit 2 bis 4 angegeben wurde, z. B. aber nicht beschränkend im Bereich von 1,5. Das wird anhand einer Zeichnung erläutert.Near-wood swelling values according to the teaching of the invention manufactured composite beams are close to the Source values of geometrically identical bars from grown Wood. The differentiating factor for pines is this composite bar, indicated above with 2 to 4 was e.g. B. but not limiting in the range of 1.5. This is explained using a drawing.

Die einzige Figur zeigt ein Quellwert-Diagramm aus Kollmann l.c., S. 545, Bild 6.9. Auf der Abszissenachse ist die Feuchtigkeit in Prozent angegeben, auf der Ordinatenachse die Dickenquellung in Prozent. Die dick ausgezogene obere Kurve entspricht dem Quellwert von Spanplatten. Die strichpunktierten Geraden geben die Quellwerte von gewachsener Kiefer an. Der schraffierte Bereich kennzeichnet die holzähnlichen Quellwerte der erfindungsgemäßen Komposit-Balken aus Kiefernspänen. Für andere Holzarten gelten ähnliche Diagramme und Zusammen­ hänge.The only figure shows a source value diagram Kollmann l.c., p. 545, image 6.9. On the abscissa axis is the percentage of moisture on which Ordinate axis the thickness swelling in percent. The fat solid upper curve corresponds to the source value of Chipboard. The dash-dotted straight lines give the Source values of grown pine. The hatched The area identifies the wood-like source values of the Composite beams according to the invention made from pine chips. For other types of wood apply similar diagrams and together hang.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Komposit-Balken aus Holzstrands mit holznahen Quellwerten mit den Merkmalen:
  • 1.1) es werden in Holzfaserrichtung verlaufende Holz­ strands verwendet, die eine Länge von 100 bis 400 mm, eine Breite von bis zu 60 mm und eine Dicke von 1 bis 6 mm aufweisen,
  • 1.2) die Holzstrands besitzen eine Feuchte von etwa 2 Masse% oder werden auf diese Feuchte eingestellt,
  • 1.3) die Holzstrands werden mit einem in der OSB-Tech­ nologie üblichen Beleimapparat beleimt, und zwar mit einem in der OSB-Technologie üblichen Leim, Leim/Holzstrand-Verhältnis von 1 : 10 bis 1:30 Masse%,
  • 1.4) die beleimten Holzstrands werden mit einer die Holzstrands orientierenden Streumaschine auf einem Transportband zu einer Holzstrandmatte definierter, auf die Dicke der herzustellenden Komposit-Balken oder Plattenbalken abgestimmter Mattenhöhe gestreut, in welcher Holzstrandmatte die Holzstrands einander überlappend und hauptsächlich in Transportrichtung des Transportbandes orientiert angeordnet sind,
  • 1.5) die vorgewärmte Holzstrandmatte wird in eine Presse mit beheizten Pressenplatten eingeführt und dort unter Anwendung von Druck und Wärme zu einem Plattenbalken verpreßt,
1. Process for the production of composite beams from wooden beaches with near-swelling values with the characteristics:
  • 1.1) wood strands running in the wood fiber direction are used which have a length of 100 to 400 mm, a width of up to 60 mm and a thickness of 1 to 6 mm,
  • 1.2) the wooden beaches have a moisture of about 2% by mass or are adjusted to this moisture,
  • 1.3) the wood strands are glued with a glueing device common in OSB technology, namely with a glue common in OSB technology, glue / wood beach ratio of 1:10 to 1:30 mass%,
  • 1.4) the glued wooden strands are scattered on a conveyor belt to form a wooden beach mat with a scattering machine that orientates the wooden strands ,
  • 1.5) the preheated wooden beach mat is introduced into a press with heated press plates and pressed there under pressure and heat to form a plate beam,
wobei die Verpressung in einer Taktpresse oder in einer kontinuierlichen Presse durchgeführt wird und der Kompo­ sit-Balken erforderlichenfalls nach dem Pressen aufge­ trennt wird.the pressing in a cycle press or in a continuous press is performed and the compo If necessary, sit bars opened after pressing is separated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Holzstrands verwendet werden, die eine Länge von etwa 250 mm, eine Breite von etwa 30 mm und eine Dicke von etwa 3,5 mm aufweisen.2. The method of claim 1, wherein wooden strands are used be a length of about 250 mm, a width of about 30 mm and have a thickness of about 3.5 mm. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Holzstrands mit einem Leim/Holzstrand-Verhältnis von etwa 1 : 20 Masse% beleimt werden.3. The method according to any one of claims 1 or 2, wherein the Wooden beaches with a glue / wooden beach ratio of approximately 1:20 mass% are glued. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Holzstrands mit einem Orientierungsgrad von zumindest 75%, bezogen auf die Transportrichtung, gestreut werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the Wooden beaches with a degree of orientation of at least 75%, based on the direction of transport, should be spread. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Erweichung der Holzstrands dadurch herbeigeführt wird, daß die Holzstrandmatte einem Dampfpreßverfahren unterworfen wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the Softening of the wooden beaches is brought about by the fact that the wooden beach mat is subjected to a steam pressing process becomes. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Holzstrands in der Holzstrandmatte durch eine Vorwärmung der Holzstrandmatte mit Hilfe eines klimatisierten Fluids aus Luft und Wasserdampf, welches die Holzstrandmatte durchströmt, erweicht werden.6. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the Wooden beaches in the wooden beach mat by preheating the wooden beach mat with the help of an air-conditioned fluid from air and water vapor, which the wooden beach mat flowed through, softened. 7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Vorwärmung mit Hilfe eines klimatisierten Fluids durchgeführt wird, welches einen Wasserdampfgehalt von 40 bis 60% und eine Temperatur von etwa 90°C aufweist, wobei die Behandlung mit dem Fluid so lange durchgeführt wird, bis die Holzstrandmatte in der Dickenmitte der Holzstrandmatte die Temperatur des Fluids aufweist.7. The method according to claim 6, wherein the preheating with  Using an air-conditioned fluid, which has a water vapor content of 40 to 60% and a Has temperature of about 90 ° C, the treatment with the fluid until the Wooden beach mat in the middle of the thickness of the wooden beach mat Has temperature of the fluid.
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