DE2026787A1 - Furnierte Gegenstände - Google Patents

Description

• Furnierte Gegenstände Die Erfindung betrifft furnierte Gegenstände mit Kreuzbändern, die unterhalb der Oberflächenfurniere angebrachte Unterfurniere darstellen, sowie ein verbessertes Kreuzbandmaterial.
• Furnierte Gegenstände, die Kreuzbänder enthalten, werden gewöhnlich aus einer ungeraden Anzahl von Schichten, beispielsweise 3, 5 oder mehr Schichten, hergestellt, von denen eine die als Kern bezeichnete Zentralschicht darstellt. Auf einer Seite des Kerns i.st mindestens ein Kreuzband angeordnet und auf der äußeren Seite des Kreuzbandes ist ein Oberflächenfurnier befestigt. e Kern kann ein dickes Stück Holz oder zusammengeleimte Stücke, eine Spanplatte (gepreßt oder extrudiert, einfarbig oder gestreift) sein oder der Kern kann andererseits selbst eine verhältnismäßig dünne Schicht sein.
• Wenn ein Kreuzband und ein Furnier auf beide Seiten des Kerns aufgelegt werden, haben die jeweiligen Schichten auf den gegenüberliegenden Seiten des Kerns gewöhnlich nahezu gleiche Größen, Gewichte und Festigkeiten, so daß bei der Ausdehnung oder Schrumpfung infolge Änderungen des Feuchtigkeitsgehalt es der Furniere und der Kreuzbänder die Spannungen auf einer Seite des Gegenstandes durch gleiche und entgegengesetzte Spannungen auf der gegenüberliegenden Seite des Kerns ausgeglichen werden. Im Idealfalle sollten sich die Spannungen sowohl in Richtung als auch in Größe aufheben, um ein Verziehen zu verhindern.
• Die Kreuzbänder können aus den verschiedensten Materialien bestehen, beispielsweise dünnen Streifen aus Holz , mit Harz imprägniertem Papier diinnen Spanholzplatten und Folien aus Zellulosefasern Die meisten dieser bekannten Kreuzband materialien haben eine wesentlich größere Festigkeit in der Faserrichtung als quer zur Faserrichtung9 bzwO bei Materialien auf Papierbasis, eine größere Festigkeit in Richtung des Maschinenlaufes als in der Richtung quer zum Maschinenlauf.
• Es ist bekannt, daß die Ausdehnung und Schrumpfung von Holzfasern quer zur Faserrichtung (oder quer zur Richtung des Maschinenlaufes) um ein Vielfaches größer sind als in Faserrichtung (oder in Maschinenlaufrichtung) Um den Furnieren eine Festigkeit quer zur Faserrichtung zu verleihen, werden die Kreuzbandmfterialien mit ihrer Faserrichtung oder Maschinenlaufrichtung in rechtem Winkel zu der Faserrichtung des Holzes der Oberflächenfurniere und zur Faserrichtung des Kernmaterials gelegt. Auf diese Weise sind die Kreuzbänder so orientiert, daß sie gegenüber Dehnungen oder Schrumpfungen der Furnierfasern quer zur Faserrichtung beständig sind, Es wurde versucht, die Fasern der einzelnen Schichten so miteinander zu verbinden, daß sie in ihrer relativen Lage zueinander bei Spannungen infolge Änderungen ihres Feuchtigkeitsgehaltes nicht frei beweglich sind, damit in der Oberfläche des Oberflächenfurniers keine Risse entstehen. Diese Entwicklung von Sprüngen wird gewöhnlich als Ri.Rbildung bezeichnet.
• Die Kreuzbänder in Faserrichtung und andere hochorientierte Materialien mit einer Festigkeit in einer bestimmten Richtung müssen auf den gegenüberliegenden Seiten des Kerns so ausgerichtet sein, daß sie hinsichtlich ihrer jeweiligen Faserrichtungen parallel laufen. Wenn auf die Ausrichtung der Faserrichtungen keine Sorgfalt verwendet wird, hebt sich die Richtung der Spannungen nicht auf und als Folge dieser sich richt aufhebenden Spannungen tritt oft eine Verwerfung (Verziehen) auf.
• Die aus.Papier oder Spanholz hergestellten Kreuæbänder vrerden in vielen Fällen mit in fertigen Schichten angeordneten Fasern gebildet, welche die Neigung haben, sich voneinander abzu-.
• lösen, wenn sie Scherspannungen von dem Kern auf der einen Seite und einem Oberflächenfurnier auf der anderen-Seite unterworfen werden.
• Zur Erzielung einer glatten, d. h. nicht gemusterten äußeren Oberfläche, um zu vermeiden, daß die Textur durch das dünne Oberflächenfurnier durchscheint (ein unter dem Namen "telegraphing" bekanntes Phänomen), wurden bisher als Kreuzbandmaterialien meistens z. B. mit Harz imprägniertes Papier, Spanholfiz und andere zellulosische Fasermaterialien verwendet.
• Obwohl beträchtliche Anstrengungen darauf verwandt wurden, einen gleichmäßigen Überzug auf der gesamten Oberfläche dieser glatten Kreuzbandmaterialien zu erhalten, können sich in dem Oberilächenfurnier Leimansammlungen und Blasen oder aufgeplatzte Blasen bilden. Der Leimüberzug kann manchmal fleckig sein, wodurch Flächen mit einer ungleichmäßigen Haftung oder sogar Flächen ohne Haftung entstehen. Wenn die Haftung zwischen den Fasern ungleichmäßig ist, können sich einige Fasern in dem Oberflächenfurnier quer zur Faserrichtung ablösen, wodurch die Rißbildung der Oberflächenfurniere verursacht wird.
• Die bisher bekannten Kreuzbandmaterialien waren in einigen Fällen nicht genügend porös, so daß sie nicht genügend eim, Klebstoff oder Harz aufnehmen konnten. Infolgedessen war der Leimauftrag während der Herstellung fleckig und es traten Flächen mit einer ungleichmäßigen Haftung auf. Andererseits waren einige der bisher bekannten Kreuzband materialien so porös, daß Hohlräume zurückblieben, die an dem Furnier oder an dem Kernmaterial nicht richtig hafteten.
• Viele der Schichten aus Spanholz oder imprägniertem Papier waren verhältnismäßig steif und spröde und sie splitterten ab und lösten sich ab, wenn sie gekreuzt wurden, wodurch ihre Verwendung zur Aufbringung auf gekrümmte Oberflächen sehr begrenzt war. Darüber hinaus waren diese Kreuzbandmaterialien maschinell nicht so leicht bearbeitbar, da sie beim Schneiden mit gewöhnlichen HolzbearbeitungsB«erkzeugen zum Aufsplittern oder Reißen neigten.
• Es war nun höchst erwünscht, Kreuzbandmaterialien anzugeben, die hinsichtlich der Kosten mit den derzeit erhältlichen Materialien nicht nur im Hinblick auf den Kaufpreis, sondern auch im Hinblick auf die Leichtigkeit der Handhabung während der Herstellung konkurrieren können Es war auch erwnscht, Kreuzbandmaterialien anzugeben, die in den vorhandenen Einrichtungen und Verfahren, wie sie zur Herstellung von furnierten Gegenständen verwendet werden, verwendbar sind und sie sollten insbesondere die Fähigkeit haben, mit den gegen artig verwendeten billigen Leimen verleimt zu werden und den bei der Herstellung derzeit angewendeten Drucken und Temperaturen zu widerstehen. Auf diese Weise können die Investitionen minimal gehalten werden und es entsteht ein wirtschaftlich praktikables sowie technisch verwendbares itreuzbanchmaterial.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen furvierten Gegenstand mit einer gegenüber dem bisherigen Stand der Technik verbesserten Leimbindvng zwischen den Schichte, anzugeben, der vom Standpunkt der Kosten kommerziell akzeptabel ist.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, Kreuzbandmaterialien anzugeben, die. Oberflächen- und Hohlraumvolumeneigenschaften aufweisen, die eine verbesserte Beimaufnahme und eine verbesserte Haftung für die Schich-ten des furnierten Gegenstandes liefern.
• Die Erfindung betrifft insbesondere ein Kreuzbandmaterial (crossbanding material), das im Gegensatz zu den Kreuzbandmaterialien auf Holz- und Papierbasis eine gute zweidimensionale Festigkeit aufweist und gegenüber Wärme verhältnismäßig beständig ist und verhältnismäßig wenig Feuchtigkeit absorbiert0 Andere Vorteile und Ziele gehen aus der nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der beiliegenden Zeichnung wiedergegebenen detaillierten Beschreibung der Erfindung hervor.
• Die Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung ist ein Querschnitt durch einen furnierten Gegenstand der Erfindung und die Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung des Kreuzbandmateriais der Erfindung.
• Der in der Zeichnung zur Erläuterung der Erfindung dargestellte furniere Ge,Pens-tand hat die Form einer flachen Platte 10 mit einer ungeraden Anzahl von Schichten. in diesem Falle 5, die aneinander haften. Die Platte besteht aus einem zentralen Kern 11, der in diesem Falle ein dickes Stück billiges Holz oder Spanholz darstellt, an dem mit den Innenflächen zwei einander gegenüber-liegende Kreu.zbänder 12 befer;tigt sind, die im wesentlichen den gleichen Aufbau und die gleiche Stärke aufweisen, was nachfolgend näher erläutert wird. Auf den Außenflächen der Kreuzbänder sind zwei Oberflächenfurniere 15 aufgebracht, welche die Platte vervollständigen. Eine oder beide der Oberflächenfurniere bestehen aus einem teuren Schmuckfurnier. Wenn nur eine Seite der Platte 10 sichtbar ist, wie bei feinem Möbel, besteht nur das sichtbare Furnier aus dem teuren Holz und das gegenüberliegende Furnier besteht aus einem billigen Holz mit entsprechender Dicke. Die Maserungen der jeweiligen Furniere sind so angebracht, daß sie möglichst parallel zueinander und, bei dieser Ausführungsform der Erfindung,in rechtem Winkel zu der Maserung des Kerns 11 verlaufen.
• Bei -den bisher bekannten furnierten Gegenständen traten beträchtliche Schwierigkeiten bei der Kompensierung der jeweiligen Kreuzbandschichten sowohl hinsichtlich der Festigkeiten als auch hinsichtlich der Ausrichtung auf. Beispiel weise können Kreuzhänder aus Holz Maserungen aufweisen, die nicht genau parallel zueinander ausgerichtet sind und die jeweilige Maserung in den Kreuzbandern kann verschieden sein, wodurch verschiedene Dichten der einander gegenüberliegenden Kreuzbandmaterialien entstehen. Wie nachfolgend näher erläutert wird, haben die bisher bekannten Kreuzbänder auf Papierbasis auchschichtenförmig übereinanderliegende Fasern und diese Schichten neigen dazu, unter Scherspannungen sich voneinander zu lösen. Einige harte, glatte Kreuzbänder nehmen weder den Leim leicht auf noch ermöglichel sie die Leimwanderung zur Verteilung irgendwelcher Leimansammlungen oder zur Bedeckung irgendwelcher nicht-beschichteter Flächen. Andere sehr poröse Kreuzbandmaterialien, z, B. einige verschiedene poröse Hölzer, sind zu porös und der Leimüberzug füllt nicht alle Hohlräume in dem Kreuzband, wodurch eine punktförmige Verklebung zwischen den Kreuzbändern und den gegenüberliegenden Furnieren oder dem Kern erfolgt.
• Erfindungsgemäß wird eine außerordentlich grate Haftung zwischen dem Furnier und dem Kern durch das Kreuzband und eine verbesserte Beständigkeit gegen die Delaminierung mit einem Kreuzband erhalten, das aus einer Fasermatte besteht, die mit einem gehärteten, in der Wärme abbindenden Harz beladen ist. Zur Erzielung der verbesserten Haftung ist das Kreuzbandmaterial mit einer vorher festgelegten und regulierten Menge an Hohlräumen in seinen äußeren Oberflächen zur-Aufnahme des Leimes versehen und seine äußeren Oberflächen sind verhältnismäßig rauh, so daß der Leim während der Furnierung seitlic}l wandern kann. Wie nachfolgend näher erläutert wird, stehen in einem bevorzugten Kreuzband einige der Hohlräume in den einander gegenüberliegenden Oberflächen des Kreuzbandes miteinander in Verbindug und auf diese Weise ist es möglich, daß der Leim durch das Material durchdringt, wodurch bein Aushärten der Leim innerhalb des Kreuzbandmaterials mechanisch befestigt wird.
• -Das bevorzugte Kreuzband hat lange Fasern, die gegenüber Wärme und Feuchtigkeit beständig sind, so daß das Kreuzband selbst gegen Zusammenziehen und Ausdehnen bei Änderungen der Umgebungstemperatur und der Feuchtigkeit verhältnismäßig beständig ist. Zur Vermeidung der Ablösung der einzelnen Faserschichten voneinander wie in den Produkten auf Papier basis sind die Kreuzbandfasern lang, z. B. in Stapelfaserlänge uns einem bevorzugten Beispiel weisen sie eine kontinuierliche Länge auf, so daß sie in gekrümmten dreidimensionalen Gängen unter Kreuzung anderer Fasern in verschiedenen Winkeln und in verschiedenen Richtungen miteinander verflochten sein können.
• Im Gegensatz zu dem Stand der Technik, wonach eine Ober- -flächenrauhheit des Kreuzbandmaterials vermieden werden muß, um zu verhindern, daß die rauhe Oberfläche durch das Furnier durchscheint, wurde festgestellt, daß eine bestimmte Rauhheit höchst erwünscht ist zur Aufnahme des Leims und zur Erzielung der Wanderung des Leims. Die rauhe Oberflache, die in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung -ein texturiertes Aussehen hat, liefert eine größere Oberfläche als eine glatte Oberfläche und erlaubt die Verteilung des Leimes während des Preßvorganges in dem Herstellungsverfahren.
• Obwohl die Oberfläche sich rauh anfühlt, ist das Kreuzband gleichmäßig flach und hat im allgemeinen eine gleichmäßige Querschnittsdicke und -dichte, d. h. ein gleichmäßiges Gewicht pro Flächeneinheit. Kreuzbandmaterialien aus Holz können andererseits in den jeweiligen Kreuzbändern Äste oder verschiedene Maserungen aufweisen, die bei der gleiche Kreuzbanddicke verschiedene Dichten ergeben, wodurch die Kreuzbänder unausgewogen sein können0 Die Faserfolie des erfindungsgemäßen Kreuzbandes ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus willkürlich angeordneten, kontinuierlichen Fäden zusammengesetzt, ae miteinander verbunden sind unter Bildung einer verhältnismäßig flachen Bahn 18, beispielsweise einer nicht-gewebten Oolyesterbahn, die unter dem Namen " spinnverbunden" bekannt und unter dem Handelsnamen "Reemay" von der Firma E.I. du Pont de Nemours and Company, USA, vertrieben wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine spinngebundene Polyesterfolie beschränkt, da die Folie auch aus anderen langen, willkürlich orientierten synthetischen Fasern oder kontinuierlichen Fäden, beispielsweise Reyo-, Polyäthylen- oder Glas-5eden hergestellt sein kann0 Lange Fäden liefern eine ver-@esserte Festigkeit und können zu Geweben oder Matten verareitet werden9 wobei die Fäden mit anderen Fäden dreidimen-@onal verflochten werden. Zur Herstellung der nicht-gewebten Folie können.verschiedene Verfahren angewendet werden, beipielsweise die Verformung an der Luft, die Verformung im @asser oder eine mechanische Ausbreitung zur Erzielung einer @uten Festigkeit quer zur Maschinenlaufrichtung, einer gleichmäßigen Dichte und Permeabilität mit rauhen äußeren Oberflächen der Bahn.
• Vor dem Füllen mit dem in der Wärme aushärtenden Harz ist die Bahn 18 sehr porös und weist eine große Anzahl verhältnismäßig gleichmäßig großer rund in gleichem Abstand voneinander angeordneter Offnungen auf. Vor der aufnahme des Harzes ist deshalb das Hohlraumvolumen verhältnismäßig groß. Solche Öffnungen erleichtern eine verhältnismäßig gleichmäßige Verteilung des Harzes über die gesamte Bahn. Beim Auftragen des Harzes werden die Fasern mit dem Harz überzogen, die äußeren Fasern der Bahn stehen jedoch über und bilden Taschen oder Mulden, die eine rauhe äußere Oberfläche ergeben.
• Gleichzeitig werden im Innern der Bahn die meisten Zwischenräume zwischen den Fasern mit dem Harz gefüllt, wodurch das zur Aufnahme des Furnierklebstoffes verfügbare Hohl-raumvolumcn verringert wird. Wie aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht, wird die Folie mit dem Harz beladen, indem man sie in ein flüssiges Harzbad eintaucht, wodurch die Fäden beschichtet und die zwischen den Fäden vorhandenen Hohlräume wesentlich verringert werden. Die Oberflächen des Kreuzbandes sind jedoch keine glasierten, d. El. glatten, Oberflächen.
• Tatsächlich sind die Oberflächen mit Vertiefungen, d. h. Einbuchtungen versehen und die dickeren Kreuzbänder haben eine Oberfläche, die als texturiert bezeichnet werden könnte.
• Es wurde nun gefunden, daß die Fasern im Gegensatz zu den für kreuzbander bisher verwendeten Fasern aus Zellulosematerialien gegen Wärme und Feuchtigkeit verhälltnismäßig beständig sind. Das heißtdie Fasern absorbieren die Feuchtigkeit nicht auf die gleiche Art und Weise wie Zellulosefasern und sie-werden durch die während der Laminierung einwirkende Wärme nicht nachteilig beeinträchtigt. Besonders wichtig für die vorliegende Erfindung sind auch die Rauhheit und die Unversehrtheit, die es ermöglichen, daß die Kreuzbandschicht 11 gekrümmt und auf gekrümmte Oberflächen aufgeleimt werden kann,ohne daß ein Absplittern oder Ablösen auftritt, im Gegensatz zu den als Kreuzbandmaterialien bis her verwendeten spröderen Materialien auf Papierbasis. Das Kreuzbandmaterial weist eine gute Festigkeit sowohl in Maschinenlaufrichtung als auch in Richtung quer zum Maschinenlauf auf, da die Fasern lang und in praktisch beliebiger Weise angeordnet sind, wodurch im Gegensatz- zu den bekannten Kreuzbandmaterialien auf Holz- oder Papierbasis mit einer besonders großen Festigkeit in Faser- oder Maschinenlaufrichtung,eine verhältnismäßig gute Festigkeit in zwei Richtungen erzielt wird. Die Fasern der Bahn 18 werden nicht in Schichten aufgetrennt wie in den bekannten Papierprodukten und daher löst sich die Bahn unter Scherspannungen nicht ab.
• Wegen ihrer gtn Festigkeit in jeder dieser drei Richtungen weist die Bahn eine gute Festigkeit in allen Richtungen auf (omnidirectional strength).
• Die Bahn kann mit verschiedenen Kunststoffmaterialien, beispielsweise einem Epoxyharz, einem Harnstoff-Formaldehyd-, Polyester- oder Acrylharz beladen werden. Die Bahn wird vorzugsweise mit einem Kunststoffmaterial beispielsweise einem in der Wärme abbindenden Harz beladen, das, wie aus den folgenden Beispielen hervorgeht, insbesondere beim Erwärmen leicht aushärtet.
• Die Bahnen 18 können aus Polyesterfasern bestehen, die vor dem Beladen mit dem Harz ein Gewicht innerhalb des Bereiches von 44 bis 204 g/m2 (1,3 bis 6 oz./yd. 2) und eine Dicke zwischen 11 und 32 mm aufweisen. Zur Erzielung einer guten Zugfest keit können die Bahnen eine durchschnittliche Zugfestigkeit von etwa 4,5 kg/cm (25 lb/inch) in Maschinenlaufrichtung und in Richtung quer zum Maschinenlauf aufweisen und Bahnen mit einer Zugfestigkeit von 9,15 kg/cm(51lb/inch) haben sich als besonders geeignet erwiesen. Diese Bahnen sind vor dem Imprägnieren sehr offen und porös und können Frazier-Luftpermeabilitäten zwischen 120 und 780 cfm/0,09 m2 (ft.2) bei einer H20-Druck-Differenz von 1,27 cm (0,5 inch) aufweisen.
• Vor dem Beladen mit dem Harz ist die Bahn 18 nicht sehr steif und wirft Falten, nach dem Beladen und dem Aushärten des Kunststoffmaterials ist das Kreuzband jedoch steifer und schlägt keine Falten mellr, wenn es auf den Kern 11 gelegt wird So kann beispielsweise die Steifheit der nicht behandelten Bahn 18 innerhalb des Bereiches von 47 bis 844 mg liegen und nach dem Behandeln kann die Steifheit des Kreuzbandes 4 987 mg betragen. Eine Messingblechunterlage einer Dicke von 0,05 mm hat beispielsweise eine Steifheit von 488 mg. Eine solche erhöhte Steifheit erleichtert die Handhabung der Bahd während der Herstellung mit dem Kern und dem Furnier. Obwohl sie verhältnismäßig steif wird, behält die behandelte Bahn eine ausreichende Flexibilität und Elastizität bei, so daß sie auf gekrümmte Oberflächen aufgebracht werden kann.
• Ein weiteres wichtiges Merkmal der Kreuzbandschicht 11 besteht darin, daß sie nach dem Imprägnieren verhältnismäßig inkompressibel ist, so daß sie den großen Drucken, die während der Herstellung des furnierten Gegenstandes auftreten, widersteht. Die behandelten Kreuzbandfasern sind Vorzugsweise härter als die Holzfasern, so daß sich die äußeren rauhen Oberflächen der behandelten Bahn in die Holzfasern einlagern Eine solche Einlagerung fördert die Bindung.
• Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken. Die in den Beispielen angegebenen Prozent angaben sind auf das Gewicht bezogen.
• Beispiel 1 Eine spinngebundene Polyesterbahn 18 aus 3-Denier-Fäden mit einen Gewicht von 204 Wm2 (6 oz./yd2J wurde mit Hilfe der Zuführungsrollen 21 von einer Vorratsrolle 20 abgestreift und kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,50 m pro Minute (5 ft./min.) in und durch eine Epoxymischung in einem Trog 22 geführt. Die Bahn wurde unter den Rollen 23 hindurch in den Trog eingeführt und die wpoxymischung füllte die meisten der Hohlräume in der Bahn. Die behandelte Bahn wurde dann an den Abstreifmessern 24 vorbei nach oben transportiert, die die überschüssige Epoxymischung von den Oberflächen der Bahn abstreiften und dann wurde die Bahn in einen auf einer konstanten Temperatur von etwa 193°C (3800F) gehaltenen Ofen 25 geleitet. Der Ofen. hatte eine ausreichende Länge, so daß die Epoxymischung während der kontinuierlichen Durchführung der Bahn mit einer Geschwindigkeit von X,50 m/minO (5 ft./min.) aushärtete. Aus dem Ofen wurde die Bahn des fertigen Kreuzbandes an den Spannrollen 26 vorbei durch den Spalt der Zuführungsrollen 27 geführt, welche die Bahn einer Schlitz- und Schneideeinrichtung zuführten, an der die Bah in Längsrichtung durch eine rotierende Schneidescheibe 29 aufgeschnitten wurde. Bei der bevorzugten Ausführungsform wurde die etwa 127 cm (50 inch) breite Bahn in der Mitte aufgeschnitten unter Bildung von zwei Bahnen mit einer Breite von jeweils 63,5 cm (25 inch). Diese Bahnen wurden auf.die Vorratsrollen 30 aufgewickelt, da das Material selbst mit den gehärteten Epoxyharz darinnen noch flexibel war.
• Die Zusammensetzung des.zur Behandlung d.er Bahn verwendeten Epoxymaterials war folgende: Bestandteile % Epoxyharzklebstoff, Typ B 3,0-Epoxyharzklebstoff, Typ A 6,1 Aceton 90,9 100,0 DIe Mischung wurde hergestellt 9 indem mn die unter den ii andelsnamen "Resiweld Type A" und "Resiweld Type B" von der Firma H. B. Fuller Company, St. Paul, Minnesota, vertriebenen Epoxyherze etwa 15 Minuten lang miteinander vermischte, danach wurde das Aceton zugegeben und weitere 15 Minuten lang gemischt. Vor der Behandlung war di.e Bahn 18 sehr porös und hatte eine Frazier-Luftpermeabilität von 112 cfm/0,09 m² (ft.²). Nach der Behandlung war die Permeabilität auf 9,4 cfm/ 0,09 m² (ft.²) herabgesetzt, wobei ein Kreuzband zurückblicb, das noch genügend Hohirjume zur Aufnahme des Leims aufwies. Die Hohlräume standen miteinander in Verbindung, wodurch der Furnierleim durchfließen konnte. Das Kreuzband hatte eine Dichte von 437 g/m² (12,9 oz./yd.²), was einer Gewichtszunahme an Epoxymischung von 234 g/m² (6,9 oz./yd²) entspricht. Die äußeren Oberflächen des Kreuzbandes blieben rauh, d. h. unglasiert. Die Erhebungen und Vertiefungen, welche die rauhe Oberfläche ausmachen, wurden durch die Fäden des Gewebes (der Bahn) gebildet, so daß die Tiefe der Oberflächen-Einbuchtungen etwa dem Durchmesser eines Fadens entsprach. Das Kreuzband war beträchtlich steifer, so daß es keine Falten schlug und seine flache Auflegung auf eine Kernschicht erleichtert wurde1 in diesem Beispiel wuchs die Steifheit von 844 auf 5 690 mg.
• Beispiel 2 In einem weiteren Beispiel hatte einer Bahn 18 aus 3-Dernier-Polyesterfasern ein Grundgewicht von 50,9 g/m² (1,5 oz./yd.²) und eine Dicke von etwa 0,254 mm (10 mils). Die Bahn wurde mit dem oben beschriebenen Epoxymaterial in dem Trog 22 behanJelt und wurde eingetaucht, abgestreift und während der kontinuierlichen Durchfiihrung durch den Ofen bei einer Geschwindigkeit von 1 , 50 m/min. gehärtet. Nach dem Aushärten durch Erhitzen auf eine Temperatur von 1930C (5800F) in dem Ofen 25 hatte das Kreuzband ein Grundgewicht von 146 g/m2 (4,3 oz./yd.²), was einer Gewichtszunahme an Epoxymischung von etwa 95 gim2 2 (2,8 oz./yd2) entspricht. Vor der Aufnahme des Epoxymaterials hatte die Bahn eine Frazier-Luftpermeabilität von 472 cfm/O,09 m2 (ft.2) und diese wurde durch die Behandlung auf eine Luftpermeabilität von 34,3 cfm/0,09 m2 (ft.2) für das Kreuzband verringert. Die Oberfläche fühlte sich noch rauh an, die Folie war flexibel, jedoch steifer.
• Ihre Steifheit hat-te von 47 mg für die unbehandelte Bahn auf 244 mg für das fertige Kreuzband zugenommen.
• Beispiel 3 Eine Bahn 18 aus 3-Denier-Fäden hatte ein Gründgewicht von 64,6 g/m2 (1,9 oz./yd2) und eine Dicke von etwa 0,33 mm (13 -mils). Sie wurde durch den Trog 22 mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 1,50 m (5 ft.) pro Minute und durch die gleiche Epoxymischung wie oben hindurchgeführt. Nach dem Aushärten der Epoxymischung in dem Ofen bei einer Temperatur von 193°C (380°F) war die Frazier-Luftpermeabilität von etwa 578 cfm/0,09 m2 (ft.2) auf etwa 29,4 cfm/0,09 m2 (ft.²) für das Kreuzband herabgesetzt. Das Kreuzband war aber noch schwach durchlässig. Die Oberfläche des Kreuzbandes fühlte sich rauh an. Das Kreuzband hatte ein Grundgewicht von etwa 186 v m2 (5,5 oz./yd2), was einer Gewichtszunahme von etwa 122 g/m² (3,6 oz./yd²) entsprach. Die Steifheit war von etwa 44,4 mg für die unbehandelte Bahn auf etwa 310 mg für die behandelte Bahn angestiegen.
• Aus einer Reihe von Tests wurde ermittelt, daß die übliche Zunahme an in der Wärme aushärtendem Harz gewöhnlich innerhalb des Bereiches von etwa 84,7 bis etwa 238 g/m² (2,5 bis 7 oz./ yd2) lag. Dieses gleiche Verfahren wurde bei anderen in der Wärme aushärtenden Harzen, beispielsweise Harnstoff-Formaldehydharz und einer nicht-ionischen, selbstvernetzenden Acrylharzemulsion, die von der Firma Rohm und Haas Co. unter dem Handelsnamen "Rohplex" vertrieben wird, angewendet. Die Menge der Harzzunahme für diese zuletzt genannten Materialien betrug etwa 101,5 bis 203 g/m² (3 bis 6 oz./yd²) nach dem Eintauchen in den Trog 22. Die Ofentemperaturen wurden auf etwas andere VJerte einreguliert, die zum Aushärten dieser anderen in der Wärme aushärtenden Kunststoffen geeignet waren. Da die bevorzugte Bahn praktisch weiß gefärbt und die in der Wärnie aushärtenden Kunststoffe gewöhnlich klar oder schwach gefärbt sind, wurde dem Material in dem Behälter vorzugsweise etwas braunes Pigment zugesetzt, so daß die B&nn nach der Behandlung eine braune Farbe aufwies, die mit den Holzfarben übereinstimmte. Für heller gefärbte Hölzer wurde wcniger Pigment verwendet. Zufriedenstellende Ergebmesse wurden erhalten, wenn man das braune Pigment dem Spoxymaterial in einer Menge von etwa 5 % des Gesamtgewichtes des auf die Bahn aufgebrachten Epoxymaterials zusetzte.
• Die besten Ergebnisse wurden mit Kreuzbändern erhalten, die eine festgelegte und beschränkte Porosität aufwiesen und Luftpermeabilitäten in der Größenordnung von etwa 1 bis etwa-20 cfm/0,09 m2 (ft.2) bei einem H20-Druck von 1,27 cm (0,5 inch) aufwiesen. Solche Kreuzbänder wiesen ausreichend viele Hohlräume zur Aufnahme des Leimes auf, sie wurden jedoch für Feuchtigkeit verhältnismäßig undurchlässig, wenn zwischen dem Furnier und dem Zentralkern Leim vorhanden war.
• Etwas weniger zufriedenstellende, jedoch noch annehmbare Ergebnisse wurden mit Kreuzbändern erhalten, die Luftpermeabilitäten von 20 bis 40 cfm/O,09 m2 (ft.2) bei einem H20-1)ruck von 1,27 cm (0,5 inch) aufwiesen. Luftpermeabilitäten oberhalb 40 cfm/0,09 m2 (ft.²) bei einem H20-Druck von 1,27 cm (0,5 inch) haben sich bei den getesteten Furnierarten als nicht zufriedenstellend erwiesen. Es wird angenommen, daß Kreuzbänder, die durchlässiger sind als in den oben genannten Bereich£n angegeben, für die üblichen Verleimungsverfahren ein zu großes Hohlraumvolumen aufweisen, was zur Folge hat, sich der Leim nicht verteilt und die Hohlräume im Gegensatz zu den bevorzugten Kreuzbandmaterialien nicht gleichmäßig füllt.
• Ein Verfahren zur Herstellung eines furnierten Holzgegenstandes unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kreuzbandmaterials wird nachfolgend kurz beschrieben. Eine Folie aus einem billigen Furnier 11, beispielsweise eine Fichtenfolie mit einer Dicke von 0,8 mm (1/32 inch) wurde auf eine Platte einer Presse aufgelegt. Auf das billige Furnier wurde ein Kreuzband 11 aufgelegt, das auf beiden Seiten mit einem 0,05 mm.(2 mil) dicken Film aus einem üblichen -Leim beschichtet worden war. Das Kreuzband war verhältnismäßig steif und bildete keine Falten, so daß es leicht-auf das billige Furnier aufgelegt werden konnte. Das Kreuzband 11 ist zweckmaßigerweise verhältnismäßig dijnn und hat eine gleichmäßige Querschnittsdicke und gegenüberliegende parallele Oberflächen oder Seiten. D«r Kern bestand aus einem billigen Holz, z. B Gummi, das etwa 1,59 cm (5/8 inch) dick war Letzteres wurde auf die obere beschichtete Seite des darunter liegenden Kreuzbandes 11 gelegt und dann wurde ein oberes Kreuzband 11, das ebenfalls auf beiden Seiten mit einer 0,05 mm dicken Leimschicht versehen war, auf die obere Seite des Kerns gelegt.
• Anschließend wurde eine 1,6 mm (1/16 inch) dicke Folie aus einem teuren Furnier 10, z. B. aus Walnußholz auf die Oberseite der oberen Kreuzbandschicht aufgelegt. Mit der oberen Oberfläche des teuren Furniers wurde ein oberer Druckkolben in Berührung gebracht und es wurde durch den Druckkolben an das Gefüge ein Druck von etwa 14,1 kg/cm² (200 psi) angelegt. Das Gefüge wurde nach dem Entfernen des furnierten Produkts aus der Presse 8 Minuten lang auf 121 0C (2500F) erhitzt. Wenn der Leim etwas ungleichmäßig aufgetragen wurde, wurde er unter der Einwirkung des -Druckes verteilt und die rauhe Oberfläche des Kreuzbandmaterials ermöglichte die Wanderung und Verteilung des Leimes über die rauhe Oberflache.
• Infolge des Druckes wurde der Leim auch gezwungen, in die Hohlräume in den Oberflächen des Kreuzbandmaterials einzudringen und diese.0ffnungen zu füllen, so daß die Kreuzbandschichten für Luft und Feuchtigkeit praktisch undurchlässig wurden, Die Oberflächenrauhheit des Kreuzbandmaterials schien nicht durch, so daß sie nicht sichtbar war.
• Die Prüfung der Beständigkeit eines furnierten Gegenstandes gegenüber Feuchtigkeits- und Temperaturänderungen bestand darin, daß ein furnierter Gegenstand mit aus 170 g-Bahnen gebildeten Kreuzbändern genommen und in Wasser eingetaucht wurde, wobei anschließend das eingetauchte Produkt zuerst einer Temperatur von -23,30C (-100F) und dann einer Temperatur von 820C (1800F) ausgesetzt wurde. Wenn ein furnierter Gegenstand unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kreuzbandes diesem Test unterzogen wurde, verzog er sich nicht, es trat keine Delaminierung oder Rißbildung auf. Die unter Verwendung üblicher Kreuzbandmaterialien und nach einem identischen Verfahren hergestellten Produkte verzogen sich oder delaminierten, wenn sie dem gleichen Gest unterworfen wurden. Die erfindungsgemäß erzielten verbesserten Ergebnisse sind auf die verbesserten Kreuzbandmaterialien 11 der vorliegenden Erfindung zurückzuführen.
• Obwohl die bevorzugten Kreuzbänder gegenüber Luft durchlässig sind und in Verbindung mit ihrer Luftdurchlässigkeit beschrieben wurden, ist klar, daß die Kreuzbänder auch undurchlässig sein können, vorausgesetzt, daß sie in ihren Oberflächen Offaungen aufweisen, die als Leimrezeptoren und Leimverteiler fungieren.
• Schwach durchlässige Kreuzbänder sind jedoch bevorzugt, da sie das Fließen des Furnierleimes von einer Oberfläche zu der gegenüberliegenden Oberfläche durch miteinander in Verbindung stehende Öffnungen erlauben, was zu einer Leim-Leim-Bindung und zu einer guten mechanischen Verbindung mit den Fäden führt.
• Dadurch erfolgt auch ein Ausgleich des Leims zwischen den beiden Seiten der Kreuzbänder.
• Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die ausgezeichneten Festigkeit seigenschaften des erfindungsgemäßen Kreuzbandmaterials zu stärker furnierten Gegenständen führen und daß seine physikalischen Eigenschaften einer rauhen Oberfläche und eines regulierten Hohlraumvolumens- zu einer außerordentlich guten Haftung und Bindung des Furniers führen. Das -Kreuzbandmaterial ist ausgezeichnet handhabbar, a es genügend steif ist, so daß keine Faltenbildung auftritt, es ist dennoch ausreichend flexibel und zäh, so daß es ohne Rißbildung, Absplitterung oder Delaminierung auf die bei den bisher bekannten Materialien angewendete Art und Weise auf gekrümmte Oberflächen aufgebracht werden kann. Beim. Aushärten des Harzes in situ werden die einzelnen Fasern zu einer dreidimensionalen Gesamt struktur miteinander verbunden. Die Permeabilität des bevorzugten Kreuzbandes ermöglicht es, daß der Furnierklebstoff von einer Seite des. Kreuzbandes auf die andere Seite fließt, wodurch die Klebstoffüberzüge auf den einzelnen Seiten des Kreuzbandes miteinander ins.
• Gleichgewicht gebracht werden. Es ist mit Hilfe gewöhnlicher Holzbearbeitungswerkzeuge maschinell leicht bearbeitbar und es ist an den Enden des furnierten Gegenstandes nicht so leicht sichtbar wie- einige der üblichen Kreuzbänder. Die rauhe Oberfläche ermöglicht, daß die äußersten Seiten der verhältnismäßig harten Fasern teilweise in das Furnierholz und in das Holz des Kernes eingebettet werdende Das schachbrettartige Aussehen der zerschnittenen, hell gefärbten. Fasern und des dunkleren Harzes macht es weniger sichtbar an den An-schnitt enden des furnierten Gegenstandes.. Schließlich kann. das Kreuzbandmaterial der Erfindung auf wirtschaftliche Art und Weise hergestellt und in üblichen Furnierverfahren anstelle der bisher verwendeten Kreuzbandmaterialien,' insbesondere zur Herstellung. von feinen,.. hochqualitativen Holzmbbeln verwendet werden Obwohl die Erfindung vorstehend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist klar, daß die vorliegende Erfindung auf diese Ausführungsform nicht beschränkt ist, sondern daß auch mögliche Modifikationen und andere Konstruktionen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.

Claims (13)

Patent ans p rü c h e

1. Kreuzbandmaterial zur Verwendun.g mit einem Furnierklebstoff bei der Herstellung furnierter Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer porösen Matte aus wärme- und feuchtigkeitsbeständigen Fäden besteht, die miteinander verflochten sind unter Bildung einer Folie, wobei die einzelnen Fäden dieser Folie einen gewundenen Verlauf aufweisen und im Verhältnis zu anderen Fäden zufällig orientiert sind, wodurch jeder Faden eine Vielzahl anderer Fäden in variierenden Winkeln und in-verschiedenen Richtungen kreuzt, daß die Folie mit einem in der Wärme aushärtenden Harz beladen ist, das in situ gehärtet wird, um diese Matte während des Furniervorganges praktisch inkompressibel zu machen, wobei das Harz die einzelnen Fäden überzieht und sie wirksam miteinander verbindet unter Bildung einer dreidimensionalen Gesamt struktur mit Hohlraumen in der Nähe der Oberflächen der Folie, die als Rezeptoren für den Furnierklebstoff dienen und die Wanderung des Furnierklebstoffes seitlich entlang der Oberflächen der Folie ermöglichen1 wodurch der Klebstoff sich mindestens mit den Oberflächenfäden dieser Folie über die gesamten Oberflächen verbinden~kann.

2. Kreuzbandmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie flexibel und nicht brüchig ist.

3. Kreuzbandmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige Fäden sich zwischen den Oberflächen der Folie erstrecken, um die Delaminierung der Folie zu verhindern.

4. Kreuzbandjnaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte aus kontlnu.ierliche, Polyesterfäden besteht, daß es etwa 50,9 bis etwa 203 g/m² (l,5 bis 6,0 oz./yd.2) wiegt, mit einem Harz in einer Menge innerhalb des Bereiches von etwa 84,7 bis etwa 238 g/m2 (2,5 bis 7,0 oz./yd.g) beladen ist und nach der Beladung mit dem Harz eine Permeabilität für Luft innerhalb des Bereiches von etwa 1 bis etwa 35 cfm/O,O9 m2 (ft.2) bei einer H20-Druckdifferenz von 1,27 cm (0,5 inch) aufweist.

5. Kreuzbandmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtvolumen der Hohlräume der mit dem.Harz beladenen Folie geringer ist als das Volumen des darauf aufgebrachten Furnierklebstoffes, wodurch der Klebstoff entlang der Folienoberflächen wandert.

6. Kreuzbandmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden härter sind als das Holzfurnier, so daß sie während des Furniervorganges teilweise darin eingelagert werden.

7. Kreuzbandmaterial nach Ansprvlch-1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke mit einander gegenüberliegenden äußeren parallelen Oberflächen zur Befestigung eines Kerns bzw. eines-Furniers aufweist, wobei die äußeren Oberflächen der Folie unglasiert bleiben, so daß ein Furnierklebstoff entlang der äußeren Oberflächen und in die Rezeptoren' fließen kann.

8. Furnierter Gegenstand, gekennzeichnet durch ein Oberflächenfurnier, ein Kreuzband mit einer ersten, an einer Oberfläche des Burniers.haftenden Oberfläche, einen Kern mit einer an einer zweiten,gegenüberliegendenOberfläche des Kreuzbandes haftendem Oberfläche, wobei das Kreuzband.willkürlich angeordnete Fäden aufweist, ,die eine Folie mit im wesentlichen gleichmäßiger Qu.erschnittsdiclre.bilden, wobei eine Schicht des gehärteten, in der Wärme aushärtenden Harzes sich zwischen den Fäden befindet und die' Fäden innerhalb der Folie bedeckt, einen ersten Überzug aus einem Furnierbindemittel, das zwischen den' Oberflächen des Kreuzbandes und dem Kern mit den daraus hervorragenden Teilen, die sich in die Schicht aus dem gehärteten Harz an davon entfernten Stellen erstrecken, angeordnet ist,und einem zweiten Uberzug aus einem FurnierbindemittJel, das zwischen den Ober-,f)'ächen des Kreuzbandes und dem Furnier mit den sich in die Schicht aus dem gehärteten Harz erstreckenden hervorstehenden Teilen angeordnet ist.

9. Furnierter Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einige der hervorstehenden Teile des ersten und zweiten Furnierüberzuges miteinander verbunden sind unter Bildung einer kontinuierlichen Bindemittelbindung zwischen dem Kern und dem Furnier durch das Kreuzband.

10. Furnierter Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Kreuzbandes Fasern aufweisen, die teilweise in die Oberflächen des Furniers bzw.

des Kernes eingebettet sind.

11. Furnierter Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Bindemittels das Volumen der verfügbaren Hohlräume nach dem Überziehen der Fäden mit dem in der Wärme aushärtenden Harz übersteigt und daß das Bindemittel in dus Furnier und in den Kern eindringt.

12. Furnierter Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern eine zweite Oberfläche aufweist, die parallel und gegenüber der erstgenannten Oberfläche verläuft, daß ein zweites Kreuzband an der zweiten Oberfläche des Kerns befestigt.,.st, daß ein zweites inneres Furnier an dem zweiten Krelizballd befestigt ist und daß das Bindemittel dieses zweite Kreuzband mit der zweiten Oberfläche des Kerns und mit dem zweiten Furnier verbindet und auch durch das zweite Kreuzband durchdringt.

13. Furnierter Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel das Kreuzband gegenüber dem Durchgang von Feuchtigkeit durch das Kreuzband in den Kern parktisch undurchlässig macht.