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Holzspanplatten und ähnliche Werkstoffe Holzwerkstoffe, die durch
Verleimung von Holzspänen und ähnlichem mit aminoplastischen oder phenoplastischen
Bindemitteln hergestellt werden, sind weitgehend bekannt und bilden die Grundlage
für große Zweige der Industrie. Insbesondere die Spanplatte als standardisierter
Werkstoff ist für viele Zwecke der holzverarbeitenden Industrie unentbehrlicher
Rohstoff.
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Die Bemffhungen, den technischen Wert von Spanplatten zu verbessern,
dauern trotz der großen Entwicklung, die die Spanplatte erlebt hat, weiter an. So
versucht man z.B. das Quellverhalten, die Wetterbeständigkeit und die Festigkeit
von Spanplatten zu verbessern. Man hat zu diesem Zweck die Beiträge des Holzanteils
und des Bindemittels zu den Eigenschaften von Spanplatten für sich zu erfassen gesucht
und z.B festgestellt, daß die Eigenschaften des Bindemittels auch auf solche Eigenschaften
wirken, die man leicht dem Rohstoff Holz zuschreiben wUrde, wie z.B. auf die Quellbarkeit.
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Man hat schon versucht, durch Modifizierung der Kondensatharze, die
als Bindemittel dienen, die Eigenschaften von Spanplatten zu verbessern. Insbesondere
ist die Verwendung von phenoplastischen Bindemitteln anstelle aminoplastischer Bindemittel
empfohlen worden. Auch durch Zusätze zum Leim, wie z.B. Getreide-und Leguminosenmehle,
Kokosschalenmehl, Schleifstaub mit ausgehärteten Bindemittelanteilen aus der Plattenfabrikation
selbst erreicht man gewisse Verbesserungen.
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Es wurde nun gefunden, daß man Holzwerkstoffe mit verbesserter Festigkeit
und geringerer Quellneigung durch Verpressen zerkleinerer Holzteile mit aminoplastischen
oder phenoplastischen Bindemitteln erhält, wenn man dem wäßrigen Bindemittel feinteiligen
Blähglimmer (Vermiculite) z.B. in einer Menge, bezogen auf das Bindemittel, von
20 bis 60 Gew. beimischt und die Mischung
in an sich bekannter
Weise auf die zerkleinerten Holzteile aufbringt, trocknet und in der Wärme verpreßt.
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Unter "feinteilig" soll dabei bevorzugt ein Material einer Korngrößenverteilung
zwischen 0,0001 und 0,5 mm und einer durchschnittlichen Korngröße von 0,01 bis 0,1
mm verstanden werden.
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Das neue Verfahren ist mit dem aus der französischen Patentschrift
1 127 286 bekannten Verfahren, das die Herstellung von Isoliermaterialien betrifft
nicht zu vergleichen, da bei diesem bekannten Verfahren lediglich Blähglimmer und
ein Bindemittel verwendet werden. Die so hergestellten Isoliermaterialien sind als
Ersatz für Holzwerkstoffe nicht zu verwenden.
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Außer dem Vorteil verbesserter Festigkeit und geringerer Quellbarkeit
haben die nach dem neuen Verfahren hergestellten Formteile auch eine von Anfang
an besonders glatte und dichte Oberfläche, die in vielen Fällen ohne die übliche
Nachbearbeitung durch Schleifen, z.B. mit einer Beschichtung versehen werden kann.
Dieser Vorteil ist z.B. in der Möbelindustrie von beträchtlichem Wert.
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Als aminoplastische Bindemittel verwendet man die zur Herstellung
von Holzwerkstoffen üblichen Kondensate von Harnstoff oder Melamin mit Formaldehyd,
die in wäßriger Lösung oder Dispersion oder als wasserlösliche Pulver erhältlich
sind. Sie werden im allgemeinen in Mengen von 6 bis 10 Gew.% (Trockenmasse, bezogen
auf trockenes Holz) verwendet.
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Als phenoplastische Bindemittel verwendet man bevorzugt alkalisch
kondensierte, d.h. resolische Harze auf der Grundlage von Phenol, Kresolen, Resorcin
und Formaldehyd. Ebenso wie die beschriebenen aminoplastischen Bindemittel gehören
auch die phenolischen Bindemittel weitgehend zum Stande Ber Technik.
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Zusätzlich können die Bindemittel z.B Zusätze wie Insektizide, Fungizide,
Farbstoffe, Hydrophobierungsmittel u.ä. -enthalten oder zusammen mit Zusätzen auf
das Holz aufgebracht werden.
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Die Wahl des jeweiligen Bindemittels, der Zusätze und der Mengenverhältnisse,
ebenso wie die Wahl der speziellen Bedingungen der Herstellung richtet sich nach
dem jeweiligen Verwendungszweck, etwa danach, ob es sich um die Herstellung von
Holzspanplatten, Faserplatten, Flachsschäbenplatten oder eMa um Preßformteile aus
Holz handelt. Rezepturen, die über die praktischen Angaben in den Beispielen hinausgehen,
können von jedem Fachmann leicht für die jeweilige Aufgabe durch einen Vorversuch
ermittelt werden.
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Der erfindungsgemäß dem Bindemittel zuge setzte Blähglimmer oder Vermiculite
ist ein als Isoliermaterial bekanntes mineralisches Produkt, das aus natürlichen
Schichtsilikaten gewonnen wird und das in verschiedenen Körnungen von mehreren cm
Durchmesser bis zu feinstem Puiver im Handel ist.
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Das Einmischen des pulverförmigen Minerals in das wäßrige Bindemittel
geschieht zweckmäßig durch Zugabe von Vermiculite und Wasser zum Leim unter Rühren,
so daß eine gut verspritzbare Suspension entsteht. Die Lagerbeständigkeit der so
hergestellten Leimflotten beträgt bei Raumtemperatur zwischen 5 und 9 Monaten.
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Das mineralhaltige Bindemittel wird wie üblich durch Versprühen auf
die Holzteile aufgebracht.
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Beispiele 1 bis 3 Aus den in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen
Teilmengen von Weichholzspänen (Restfeuchte etwa 5 ), Bindemittel, Härter, Wasser
als Verdünnungsmittel und gegebenenfalls dem erfindungsgemäßen Zusatz von Vermiculite
zum Bindemittel werden in an sich bekannter Weise Spänematten geformt und diese
in einer VersuchBpresse unter einem Druck von 10 bis 25 kp/cm2, 10 bis 15 Minuten
Preßzeit und bei einer Temperatur von 100 bis 1900C unter Beilage von Distanzleisten
zu etwa 1,6 cm starken Holzspanplatton geformt.
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Als Bindemittel dient ein heißhärtender Harnstoff-Formaldehyd-Leim,
wie er unter der Bezeichnung zu "KAURIT-Leim 285 flüssig" in einer Konzentration
von 65 % in den Handel gebracht wird.
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Als Härter diente eine handelsübliche wäßrige Lösung von Ammoniumchlorid,
Harnstoff und Ammoniak.
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Die in der Tabelle enthaltenen Meßwerte sind nach den einschlägigen
Vorschriften der DIN 52360, 52361, 52362, 52364 und 52 365 erhalten. Die Schraubenzugfestigkeit
wird dadurch ermittelt, daß eine Holzschraube 4,5 x 30 mm nach DIN 97 in eine 4
mm starke, 25 mm tiefe Vorbohrung in der Stirnseite einer Platte eingedreht und
die zum Ausreißen der Schraube erforderliche Kraft gemessen wird.
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eingetragenes Warenzeichen der Badischen Anilin- & Soda-Fabrik.
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T a b e l l e 1 Platten- Dichte Quellung [%,Wasser 20°C] nach Biege-
Querzug- $Schraubendicke festig- festig- zug-[g/cm³] 2 Stdn. 24 Std. 48 Stdn.
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keit keit festigkeit [cm] [kp/cm²] [kp/cm²] [kp] Beispiel 1 1000 Tle.
Späne 100 " Leim 10 " Härter 1,663 0,632 17,0 19,2 19,6 206,2 11,3 170,0 25,3 "
Wasser 53,95 " Vermiculite Vergleich 1 1000 Tle. Späne 100 " Leim 1,665 0,580 30,3
33,6 33,8 104,8 3,3 85,4 10 " Härte 5,54 " Wasser Beispiel 2 680 Tle. Späne 100
" Leim 1,620 0,614 9,4 13,6 14,5 231,9 13,7 186,0 10 " Härter 18,1 " Wasser 48,9
" Vermiculite Vergleich 2 680 Tle. Späne 100 " Leim 1,621 0,601 19,1 22,2 22,6 188,5
10,4 147,0 10 " Härter
T a b e l l e 1 (Fortsetzung) Platten- Dichte
Quellung [%,Wasser 20°C] nach Biege- Querzug- $Schraubendicke festig- festig- zug-[g/cm³]
2 Stdn. 24 Std. 48 Stdn.
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keit keit festigkeit [cm] [kp/cm²] [kp/cm²] [kp] Beispiel 3 340 Tle.
Späne 100 " Leim 10 " Härter 1,607 0,750 4,4 9,6 10,7 331,5 20,9 246,0 18,1 " Wasser
36,7 " Vermiculite Vergleich 3 340 Tle. Späne 100 " Leim 1,639 0,693 10,3 13,0 13,6
219,2 20,1 214,0 10 " Härte
Beispiele 4 und 5 Man stellt Spanplatten
entsprechend den nachstehend (Tabelle 2) wiedergegebenen Rezepturen her. Als Bindemittel
dient ein heißhärtender Phenol-Formaldehyd-Leim, wie er z.B. unter der Bezeichnung
'EAURESIN-Leim 380 fldssig"in einer Konzentration von 48 % in den Handel gebracht
wird.
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Als Härter dient eine wäßrige Lösung, wie sie z.B. unter der Bezeichnung
R"KAURESIN-Härter 384 flüssig" im Handel ist.
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Die Eigenschaften der Platten werden, wie vorstehend beschrieben ermittelt.
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T a b e l l e 2 Dicke Dichte Quellung [%,Wasser 20°C] nach Biege-
Querzug- $Schraubenfestig- festig- zug-[cm] [g/cm³] 2 Stdn. 24 Std.
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keit keit festigkeit [kp/cm²] [kp/cm²] [kp] Beispiel 4 2830 Tle. Späne
447 " Leim 22 " Härter 1,665 0,692 24,1 25,6 173 6,7 185,5 134 " Vermiculite 89
" Wasser Beispiel 5 2830 Tle. Späne 447 " Leim 22 " Härte 1,666 0,663 19,4 20,7
194 8,2 204,0 223 " Wasser Vergleich 2830 Tle. Späne 447 " Leim 1,743 0,598 30,5
30,5 32,6 128 5,9 182,5 22 " Härter