DE19632998B4

DE19632998B4 - Method for producing composite beams from wood strands with near-wood swellings

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Publication number: DE19632998B4
Application number: DE1996132998
Authority: DE
Original assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2016-08-17
Also published as: DE19632998A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Komposit-Balken aus Holzstrands mit holznahen Quellwerten mit den Merkmalen:
1.1) es werden in Holzfaserrichtung verlaufende Holzstrands 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 Beleimapparat beleimt, und zwar mit einem Leim/Holzstrand-Verhältnis von 1:10 bis 1:30
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 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,...Method for producing composite beams from wood strands with near-wood swellings having the features:
1.1) wooden strands running in the direction of wood fibers 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 strands have a moisture content of about 2% by weight or are adjusted to this moisture,
1.3) the wooden strands are glued with a Beleimapparat, with a glue / wood beach ratio of 1:10 to 1:30
1.4) the glued wooden strands are spread on a conveyor belt to a wooden beach mat with a straightening machine that guides the wooden strands, aligned in the transport direction of the conveyor belt, in which wooden beach mat the wooden strands are arranged overlapping each other and oriented mainly to the transport direction of the conveyor belt;
1.5) the preheated wooden beach mat is introduced into a press with heated press plates and pressed there under application of pressure and heat to a slat bar, ...

Description

Holzstrands mit holznahen Quellwerten. Komposit-Balken sind Balken aus besonderen Holzwerkstoffen, 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).wood strands with near-wood source values. Composite beams are special beams Wood materials, namely OSB products. OSB stands for oriented beach board. OSB technology is a relatively new technology (cf. Wood as raw material 45 (1987) 405-410). The term source value is for example defined in Kollmann "Technology of the wood". Composite beams, which should meet the requirements of modern construction technology, have to the grown wood (also called solid wood) near swell, in short near-wood swellings. The source values of bars grown from Wood is in the range of 3 to 7% (radial source 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-Verhältnis liegt bei 1:17. Die erreichten Quellwerte sind verbesserungsbedürftig.method for producing composite beams are in various embodiments known. In accordance with The OSB technology is made from thick panels and these are separated into bars. The glue / wood ratio is 1:17. The reached Source values need to be improved.

Aus einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 195 44 866 A1 ist eine Vorrichtung zum Streuen von Spänen, insbesondere von Langspänen, im Zuge der Herstellung von spanorientierten Spanplatten und ähnlichen Holzwerkstoffplatten bekannt, wobei diese Vorrichtung eine Mehrzahl von parallel und vertikal nebeneinander stationär angeordneten, langgestreckten schachtbildenden Wandelementen und diesen zugeordneten, langgestreckten Orientierungselementen aufweist. Die Orientierungselemente sind an einen Antrieb für eine periodische Bewegung angeschlossen. In diesem Zusammenhang wird auch beschrieben, dass OSB-Strands eine gleichsam leistenförmige Struktur mit zum Beispiel einer Länge von 100 bis 350 mm, einer Breite von 5 bis 60 mm und eine Dicke von 1,5 bis 6 mm aufweisen können.From an older, not previously published patent application DE 195 44 866 A1 a device for spreading chips, in particular of long shavings, in the course of the production of chip-oriented chipboard and similar wood-based panels known, said apparatus having a plurality of parallel and vertically adjacent to each other stationarily arranged, elongated shaft-forming wall elements and their associated, elongated orientation elements. The orientation elements are connected to a drive for a periodic movement. In this context, it is also described that OSB strands may have a like strip-like structure with, for example, a length of 100 to 350 mm, a width of 5 to 60 mm and a thickness of 1.5 to 6 mm.

Außerdem kennt man ein Verfahren zur Herstellung von Strands aus Rundholz, die der Fertigung von Holzerzeugnissen, zum Beispiel Platten oder Brettern, dienen können. Die Strands weisen in Faserrichtung eine Länge zwischen 200 und 350 mm sowieso quer zur Faserrichtung eine Breite und Dicke zwischen 1 und 15 mm auf (vgl. DE 195 04 030 C1 ).There is also known a method of making strands of roundwood that can be used to manufacture wood products, such as boards or boards. The strands have in the fiber direction a length between 200 and 350 mm anyway transverse to the fiber direction has a width and thickness between 1 and 15 mm (see. DE 195 04 030 C1 ).

Ferner ist ein mehrschichtiges OSB-Produkt sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Produktes bekannt, wobei die einzelnen Schichten des Produktes sich insbesondere in unterschiedlicher Orientierung der Strands auszeichnen. Allerdings werden verhältnismäßig kleine Strands verwendet, die eine Länge von etwa 7,5 cm und ein Breite von durchschnittlich 2,5 cm aufweisen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Strands kann auf einen Wert zwischen 1 und 15 % eingestellt werden, wobei in einem Ausführungsbeispiel eine Feuchtigkeit von 3 % beschrieben wird. Die Leimmenge beträgt hinsichtlich des Gewichtes in etwa 2 bis 10 % des Strandgewichtes. Die fertige Pressgutmatte wird in einer hydraulische Presse unter Anwendung von Hitze und Druck verpresst (vgl. US 5 525 3 A ).Furthermore, a multilayered OSB product and a method for producing this product are known, wherein the individual layers of the product are particularly distinguished in different orientation of the strands. However, relatively small strands are used which have a length of about 7.5 cm and an average width of 2.5 cm. The moisture content of the strands can be adjusted to a value between 1 and 15%, in one embodiment a humidity of 3% being described. The amount of glue in terms of weight in about 2 to 10% of the beach weight. The finished pressed material mat is pressed in a hydraulic press using heat and pressure (cf. US 5 525 3 A ).

Die US 4 751 131 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Platten aus Holzstrands, wobei Strands in einer Länge von 200 mm, einer maximalen Dicke von 4 mm und einer Breite von zumindest 6 mm verwendet werden. Dabei werden Strands mit einer verhältnismäßig hohen Feuchtigkeit von 10 verwendet.The US 4,751,131 discloses a method of making sheets of wood strands using strands 200 mm in length, 4 mm in maximum thickness and at least 6 mm in width. Beaches with a relatively high humidity of 10 are used.

Aus der US 4 681 146 ist ein Verfahren zur Herstellung von Holzstrands aus Baumstämmen vorgegebener Länge in einer speziellen Verarbeitungsmaschine bekannt. Schließlich wird in der US 4 061 819 ein Holzprodukt aus Holzstrands beschrieben, wobei die Strands eine Länge von zumindest 300 mm aufweisen sowie eine Bereite zwischen 1,3 und 6,3 mm und eine Dicke zwischen 1,3 und 12,7 mm. Die Strands werden Seite an Seite, parallel zueinander und unter Verwendung von Leim angeordnet und anschließend verpresst.From the US 4,681,146 For example, there is known a method of producing logs of logs of predetermined length in a particular processing machine. Finally, in the US 4,061,819 a wooden product of wooden strands, the strands having a length of at least 300 mm and a width between 1.3 and 6.3 mm and a thickness between 1.3 and 12.7 mm. The strands are placed side by side, parallel to each other and using glue and then pressed.

Der Erfindung liegt das technische Problem zu Grunde, Komposit-Balken aus Holzstrands herzustellen, die sehr holznahe Quellwerte aufweisen. Der Begriff "holznahe Quellwerte" wird am Ende der Beschreibung definiert.Of the Invention is based on the technical problem, composite beams made of wood strands, which have very close to wood swelling. The term "wood near Source values " defined at the end of the description.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Komposit-Balken aus Holzstrands mit holznahen Quellwerten mit den Merkmalen:

1.1) Es werden in Holzfaserrichtung verlaufende Holzstrands 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 Holstrands besitzen eine Feuchte von etwa 2 Masse% oder werden auf diese Feuchte eingestellt,
1.3) die Holzstrands mit der angegebenen Feuchte werden mit einem in der OSB-Technologie üblichen Beleimapparate beleimt, und zwar mit einem in der OSB-Technologie üblichen Leim, Leim/Holzstrands-Verhältnis von 1:10 bis 1:30
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 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,

wobei die Holzstrands in der Holzstrandmatte vor der Verpressung und/oder bei der Verpressung erweicht werden,
wobei die Verpressung in einer Taktpresse oder in einer kontinuierlichen Presse durchgeführt wird und der Plattenbalken erforderlichenfalls nach dem Pressen in Komposit-Balken aufgetrennt wird,
und wobei die Erweichung der Holzstrands dadurch herbeigeführt wird, dass die Holzstrandmatte einem Dampfpressverfahren unterworfen wird oder dass die Holzstrandmatte mit einem wasserdampfhaltigen Fluid vorgewärmt wird. Gebräuchliche und bewährte Leime sind zum Beispiel Harnstoffharze, Phenolharze, Novolacke, Isocyanate und Mischharze, zum Beispiel MUPF (Anteile: Phenol, Melamin, Urea) oder PMF (Anteile: Phenol und Melamin).To solve this technical problem, the subject of the invention is a process for the production of composite beams from wood strands with near-wood source values with the features:

1.1) Wooden strands extending 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 Holstrands have a moisture content of about 2% by weight or are adjusted to this moisture,
1.3) the wood strands with the specified moisture content are glued with a Beleimapparate usual in OSB technology, with a standard in OSB technology glue, glue / wood strands ratio of 1:10 to 1:30
1.4) the glued wooden strands are scattered with a straightening machine which guides the wooden strands on a conveyor belt to a wooden beach mat, matched to the thickness of the composite beams or slab beams to be produced, in which wooden beach matt the wooden strands are overlapping each other and oriented mainly in the transport direction of the conveyor belt,
1.5) the wooden strands in the wooden beach mat are softened prior to compression and / or compression and pressed in a press with heated press plates under application of pressure and heat to a tile beam,

wherein the wooden strands in the wooden beach mat are softened prior to compression and / or compression
wherein the pressing is carried out in a cycle press or in a continuous press and the slab bar is, if necessary, separated into composite bars after pressing,
and wherein the softening of the wood strands is effected by subjecting the wood beach mat to a steam pressing process or by preheating the wood beach mat with a water vapor-containing fluid. Common and proven glues are, for example, urea resins, phenolic resins, novolaks, isocyanates and mixed resins, for example 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, zum Beispiel 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.to Optimization is expediently after proviso of the claims 2 to 4 proceed. The softening of the wooden strands can be different Manner performed be, for example, that the wooden beach mat after a steam pressing process is pressed. According to another proposal of the invention the wooden strands in the wooden beach mat by a preheating of the Wooden beach mat with the help of an air conditioned fluid Water vapor, which flows through the wooden beach mat, softens. According to a preferred embodiment The invention is this preheating carried out with the aid of an air-conditioned fluid, which has a water vapor content from 40 to 60% and a temperature of about 90 ° C, the treatment performed with the fluid for so long until the wooden beach mat is in the thickness center of the wooden beach mat having the temperature of the fluid. If this happens, then one has adequate warming the wooden strands took place.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass zur Verbesserung der Quell- werte 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 Holzstrands 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. 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 recognition that to improve the Swelling values of the finished composite beams the wooden strands opposite the stand the technology be enlarged have to and writes the geometric parameters of feature 1.1) in front. With the enlargement of the wooden strands also reduces the glue content, so that with glue / wood ratios according to feature 1.3) can be worked. This reduction the glue content has a fundamentally advantageous effect to the source value. However, it is according to prevailing teaching the danger that at the Further processing of such wooden strips into composite beams in these Lunker arise, which affect the strength and other qualities. A cavitation occurs, however, surprisingly not on, if the wooden strands are oriented according to characteristic 1.4) and Furthermore after sprinkling to wooden beach mat in this according to feature 1.5) a softening of the wooden strands is performed. Within the scope of the invention can be worked with a variety of spreaders. Have proven Disc vibrators adjusted to the OSB technology. she are known per se. It is understood that the compression of the wooden beach mat with the softened wooden strands with a sufficient pressing pressure, but hardly higher is as 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 Holzspanwerkstoffen. 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 used for The use in wood construction is intended as an important quality parameter (see Kollmann "Holzspanwerkstoffe", Springer Verlag, 1966, section 6.3.2.2.). This applies to beams for out of wood and wood for such made of wood chipboard. The swelling values depend on the type of wood and are a function of the moisture that the wood or wood chip material exhibit. For chipboards made of pine, the swelling values are one differentiating factor of 2 to 4 over the source of grown Pine, in the humidity range of 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.wood Close Swelling values of the composite beams produced according to the teachings of the invention are nearby the swelling values of geometrically equal bars of grown wood. In pines, the differentiating factor is for these composite bars, the has been given above with 2 to 4, z. But not limited in Range of 1.5. This will be explained with reference to a drawing.

Die einzige Figur zeigt ein Quellwert-Diagramm aus Kollmann 1.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 Zusammenhänge.The single figure shows a source value diagram from Kollmann 1.c., S. 545, Figure 6.9. On the abscissa axis, the humidity is in percent indicated, on the ordinate axis, the thickness swelling in percent. The thick upper curve corresponds to the swelling value of chipboard. The dash-dotted lines give the source values of grown Pine on. The hatched area marks the wood-like ones Swelling values of the composite beams according to the invention from pine shavings. For others Wood species are similar Diagrams and relationships.

Claims

Method of making composite beams from wood strands with near-wood swellings having the characteristics: 1.1) they are running in wood fiber direction Used wood strands having 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 strands have a moisture content of about 2% by mass or are adjusted to this moisture, 1.3) the wooden strands are glued with a Beleimapparat, namely with a glue / wood beach ratio of 1:10 to 1:30 1.4) the glued wooden strands are defined with a wooden strand-oriented spreader on a conveyor belt to a wooden beach mat, on the thickness of the produced Scattered composite beam matched mats height, in which wooden beach mat, the wooden strips are arranged overlapping each other and oriented mainly in the transport direction of the conveyor belt, 1.5) the preheated wooden beach mat is introduced into a press with heated press plates and pressed there under application of pressure and heat to a slab bar, with the wooden strands in the wooden beach mat before the compression and / or or softened in compression, wherein the pressing is carried out in a cycle press or in a continuous press and the slab bar is separated into composite bars after pressing and the softening of the wooden slats is effected by subjecting the wooden slat mat to a steam pressing process or that the wooden beach mat is preheated with a water vapor-containing fluid.

The method of claim 1, wherein wood strands used be a length of about 250 mm, a width of about 30 mm and a thickness of about 3.5 mm.

Method according to one of claims 1 or 2, wherein the wooden strands with a glue / wood beach ratio be glued by about 1:20.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the wooden strands with a degree of orientation of at least 75%, based on the Transport direction, be scattered.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the preheating of Wooden beach mat with the help of an air conditioned fluid Steam, which flows through the wooden beach mat, is performed.

The method of claim 5, wherein the preheating with Help an air-conditioned fluid is performed, which has a water vapor content from 40 to 60% and a temperature of about 90 ° C, the treatment performed with the fluid for so long until the wooden beach mat is in the thickness center of the wooden beach mat having the temperature of the fluid.