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Beidseitig abgesperrte Holzspanplatte
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Die Erfindung betrifft eine beidseitig abgesperrte, kunstharzgebundene
Holzspanplatte mit einer einen Zentimeter erheblich übersteigenden Dicke.
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Der Bedarf an plattenförmigen Holzwerkstoffplatten mit die Festigkeit
von Holz wenigstens angenähert erreichender Festigkeit kann schon seit vielen Jahrzehnten
nicht mehr durch die Verwendung einfacher Holzbretter gedeckt werden. Die zuerst
als Ersatz aufgekommenen Sperrholzplatten weisen zwar hervorragende Festigkeitseigenschaften
auf. Sie sind auch sehr formbeständig. Der Fertigungsaufwand ist jedoch groß. Ferner
sind an das verarbeitete Holz relativ hohe Anforderungen zu stellen.
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FUr Holzwerkstoffplatten größerer Dicke in der Größenordnung zwischen
einem und vier Zentimetern wurde daher die sogenannte Tischlerplatte entwickelt,
welche nur eine aus Stäben gebildete Innenlage aufweist und daher mit wesentlich
geringerem Aufwand gefertigt werden kann. Die Deckschichten bestehen dabei in der
Regel aus etwa zwei bis drei Millimeter starkem Furnier oder drei bis fünf Millimeter
starken Spanplatten.
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Eine andere, mit noch geringerem Fertigungsaufwand und aus weniger
hochwertigem Holz herstellbare Holzwerkstoffplatte ist die Spanplatte, die aus Holzspänen
besteht. Die Spanplatte, die mit dem geringsten Aufwand herzustellen und daher auch
am billigsten ist, hat jedoch den Nachteil, daß sie eine wesentlich geringere Biegesteifigkeit
als die Tischlerplatte besitzt, deren Biegesteifigkeit bereits geringer als die
eines Brettes gleich großer Dicke bzw. eines Spenholzes gleich großer Dicke ist.
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Um Spanplatten höherer Festigkeit zu fertigen, wurde in letzter Zeit
die sogenannte Waferboard-Platte entwickelt. Diese besteht aus groben Spänen in
der Grö-Benordnung von ZUndhölzern. Dabei ist eine mittlere, relativ dicke Spanlage
in einer Richtung orientiert, während die beiden äußeren Spanlagen in einem Winkel
von 900 zur Orientierungsrichtung der Späne der mittleren Lage orientiert sind.
Derartige Waferboard-Platten sind zwar biegesteifer als vergleichbare Spanplatten
gleicher Dicke. Ihre Biegesteifigkeit liegt jedoch immer noch erheblich unter der
von Tischlerplatten gleicher Dicke. Des weiteren bietet die verhältnismäßig grobspanige
Oberfläche derartiger
Platten bei der in der Regel Ublichen späteren
Beschichtung mit einem dekorativen Material, wie z.B. einem Edelholzfurnier, Schwierigkeiten.
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Die Erfindung will eine Holzwerkstoffplatte relativ großer Dicke,
also mit einer Dicke, die wesentlich über einem Zentimeter liegt und mehrere Zentimeter
betragen kann, schaffen. Diese Platte soll sich durch eine hohe Biegesteifigkeit
in wenigstens einer Richtung auszeichnen, wie dies auch die Tischlerplatte tut.
Die Platte soll jedoch mit geringerem Aufwand (Summe aus Rohstoff- und Fertigungsaufwand)
herstellbar sein. Dabei soll die Biegesteifigkeit in einer Richtung wenigstens annähernd
an die einer gleich dicken Tischlerplatte herankommen (mit Biegesteifigkeit einer
Tischlerplatte ist hier der Widerstand einer Tischlerplatte gegen Durchbiegung in
einer senkrecht auf der Platte stehenden, in Richtung der die Mittelschicht bildenden
Stäbe verlaufenden Ebene bezeichnet).
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Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer beidseitig
abgesperrten, kunstharzgebundenen Holzspanplatte mit einer einen Zentimeter erheblich
übersteigenden
Dicke aus. Derartige Platten werden bisher ausschließlich deswegen beidseitig furniert,
weil die eine Oberfläche der Spanplatte eine dekorative Furnierschicht mit dem Aussehen
einer Holzplatte aufweisen soll, während die Furnierung auf der anderen Seite nur
erforderlich ist, damit die beim einseitigen Furnieren auftretende Verwerfung der
fertigen Platte vermieden wird. Bei den bekannten, beidseitig furnierten Holzspanplatten
haben dementsprechend die Furniere lediglich Dicken in der Größenordnung von 0,)
bis 1 mm und tragen praktisch nichts zur Erhöhung der Festigkeit der Platte bei.
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Erfindungsgemäß wird die oben dargelegte Aufgabe dadurch gelöst, daß
bei einer beidseitig abgesperrten, kunstha*-zgebundenen Holzspanplatte mit einer
1 cm erheblich übersteigenden Dicke die Späne der Platte in Faserlängsrichtung zumindest
überwiegend eine Erstreckung von mehreren Zentimetern aurweisen, daß die Fasern
der Späne in einer gemeinsamen, parallel zur Plattenebene verlaufenden Richtung
orientiert sind, und daß die Absperrlagen jeweils eine Dicke aufweisen, die bei
Absperrung durch Furnier wenigstens 1 mm, bei Absperrung durchpanplatten
wenigstens
3 mm und bei Absperrung durch Hartfaserplatten wenigstens 2,6 mm beträgt.
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Derartige erfindungsgemäße Platten sollten Uber alles gemessen eine
Dicke von wenigstens 16 mm aufweisen, wenn auch gelegentlich Unterschreitungen dieses
Maßes möglich sind. Wird dieses Maß zu stark unterschritten, so wird die eigentliche
Spanplatte selbst sehr inhomogen, da das Verhältnis von Spangröße zu Plattendicke
zu groß wird.
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Wenn hier davon gesprochen wird, daß die Späne der beidseitig abgesperrten
Platte zumindest Uberwiegend in Faserlängsrichtung eine Erstreckung von mehreren
Zentimetern aufweisen sollen, so soll damit zum Ausdruck gebracht werden, daß natürlich
auch ein, allerdings kleinblei bender Teil der Späne eine geringere Länge aufweisen
kann. Der Anteil der Späne, die diese Mindestlänge aufweisen soll, sollteljedoch
so groß wie möglch sein. Je größer er ist, umso größer ist auch die Biegesteifigkeit
der Platte in der Faserlängsrichtung der Späne.
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Die Länge der Uberwältigenden Mehrheit der Späne (gewichtsmäßig,
nicht
stUckzahlmäßig) sollte dabei mehr als 3 cm betragen. Vorteilhaft liegt die Spanlänge
in der Größenordnung zwischen 3,5 und 7 cm. Die Späne, die hier in Frage kommen,
entsprechen den zur die Fertigung der sogenannten Waferboard-Platten eingesetzten
Spänen.
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Wenn davon gesprochen wird, daß die Fasern der Späne in einer gemeinsamen
Richtung orientiert sein sollen, so heißt dies nicht, daß alle Fasern streng parallel
verlaufen sollen. Das ist bei einer Spanplatte mit geschütteten Spänen nicht möglich.
Diese Orientierung kann z.B. erreicht werden, indem in der beispielsweise; rür Waferboard-Platten
ueblichen Weise stabförmige Späne gerichtet geschüttet werden, wie man dies beispiezlsweise
erreicht, indem die Späne durch einen Rost aus parallelen Stäben durchgeschUttet
werden, so daß sie in einer die Parallellage zu den Stäben des Rostes mehr oder
weniger annähernden Lage auf die Unterlage, bzw. die dort bereits vorhandene Spans
chicht auffallen.
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Dem Grunde nach kann eine Holzspanplatte nach der Erfindung z.B. auf
einer Seite mit einem Furnier und
auf der anderen Seite mit einer
Spanplatte abgesperrt werden. Bevorzugt sind jedoch die beiden Absperrschichten
aus dem gleichen Material, also entweder aus Furnier oder aus Spanplatte oder aus
Hartfaserplatte. Das Furnier hat dabei vorzugsweise eine Dicke in der Größenordnung
von 1,5 bis 3mm. In der Regel wird diese bei 2 bis 2,5 mm liegen. Die Spanplatte,
die zur Absperrung verwendet wird, muß eine größere Dicke haben, selbst wenn sie
aus relativ feinen Spänen besteht. Hier wird die Dicke meist zwischen 3 mm und 6
mm liegen; in der Regel wird sie bei 4 mm liegen. Bei Absperrung mit Hartfaserplatte
kann diese eine Dicke z. B. zwischen 2,6 und 5 mm haben.
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Die Späne der Holzspanplatte haben vorzugsweise in an sich bekannter
Weise wenigstens Uberwiegend die Form von unregelmäßigen Stäbchen, wie dies auch
bei den sogenannten Waferboard-Platten üblich ist.
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Soll die Spanplatte nach der Erfindung nicht nur in Längsrichtung
der Spanfasern eine hohe Biegesteifigkeit aufweisen, sondern auch quer hierzu eine,
wenn auch geringere, so doch immerhin beträchtliche Biegesteifigkeit, so ist die
Absperrung vorteilhaft von
Furnieren gebildet, deren Faserrichtung
quer - vorzugsweise senkrecht -zur Orientierungsrichtung der Späne der Spanplatte
verläuft. Kommt es nur auf die Biegesteifigkeit in einer Richtung, also in der Orientierungsrichtung
der Fasern der Späne an, so genUgt es, wenn die Absperrschichten von ausreichend
feinen Spanplatten gebildet sind, die weniger aufwendig sind als die aus Stammholz
herzustellenden Furniere.
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Die Holzspanplatte gemäß der Erfindung hat nicht nur wegen der beiden
äußeren Absperrschichten eine relativ feine Oberfläche, die leicht furniert oder
mit anderen Zierschichten beschichtet werden kann. Sie weist darUbeAhinaus auch
eine Festigkeit auf, die wenigstens angenähert an die von Tischlerplatten heranreicht
und erheblich Uber der Festigkeit der Waferboard-Platten liegt. Während eine Waterboard-Platte
nämlich nur zwei gepreßte Oberflächen besitzt, in deren unmittelbarer Nähe die Festigkeit
der Platte jeweils am größten ist, besitzt eine Holzspanplatte nach der Erfindung
neben den zwei gepreßten Flächen der eigentlichen Spanplatte entweder zwei hochwertige
Furnierschichten, deren spezifische Festigkeit erheblich Uber der von Spanplatten
liegt, oder aber zwei Absperrschichten aus Spanplatten,
deren jede
selbst wieder zwei gepreßte Oberflächenschichten besonders hoher Festigkeit aufweist.
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Betont sei, daß die Holzwerkstoffplatten gemäß der Erfindung nicht
etwa einen Ersatz fUr bisher gelegentlich abgesperrte Holzspanplatten darstellen
sollen, bei denen die Absperrung nur das Aussehen beeinflussen soll. Die Holzwerkstoffplatten
nach der Erfindung sollen vielmehr weitestgehend die Tischlerplatten, die immer
da eingesetzt wurden, wo Spanplatten nicht ausreichend waren, ersetzen. Wenn also
eine Furnierung zur Hebung des Aussehens erforderlich ist, muß die se normalerweise
bei einer Holzspanplatte nach der Erfindung nachträglich aufgebracht werden.
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Während die Dicke einer Platte nach der Erfindung normalerweise durch
die geforderte Biegesteifigkeit in Richtung der Orientierung der Fasern
der
Spanplatte bestimmt wird, ist fUr die Dicke der Deckschichten zum einen die erforderliche
Biegesteifigkeit der Platte in Richtung senkrecht zu der genannten Orientierungsrichtung
der Spanfasern maßgeblich, zum anderen aber auch die Bildung einer ausreichend ebenen
Oberfläche, die selbst dann, wenn quer zu der genannten Orientierungsrichtung praktisch
gar keine Biegesteifigkeit erforderlich ist, eine gewisse Mindestdicke der Absperrlagen
erforderlich macht, da durch allzu dünne Absperrlagen beim Verleimen derselben mit
der Spanplatte unter Druck die relativ groben Späne der Spanplatte sich durchzeichnen
würden und diese Durchzeichnung bei einem nachfolgenden Beschichten beispielsweise
mit einem dünnen Edelfurnier oder einem Kunststoffmaterial immer noch nicht verschwinden
würde.
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Nachfolgend ist die Erfindung in Form bevorzugter Ausrührungsbeispiele
anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Holzspanplatte nach der
Erfindung senkrecht zur Orientierungsrichtung
der Fasern der Späne
der Platte.
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Fig. 2 zeigt die Ansicht von rechts auf Fig. 1, also einen senkrechten
Schnitt durch die Platte, wobei die Schnittebene mit der Orientierungsrichtung der
Spanfasern zusammenfällt.
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Fig. 3 zeigt die Ansicht von oben auf die Platte nach Fig. 2.
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Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung ein aus einer anderen
Platte nach der Erfindung herausgeschnittenes Klötzchen.
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Fig. 5 zeigt grafische Darstellungen der Verteilung der Zugfestigkeit
ueber der Dicke verschiedener Plattentypen.
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Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Holzwerkstoffplatte 1 gemäß der Erfindung
besitzt eine zentrale Spanplatte 2 mit einer Dicke von 20 mm. Die die zentrale Spanplatte
bildenden Holzspäne haben im wesentlichen die Form unregelmäßiger Stäbchen, deren
Länge - Jedenfalls, was den überwiegenden Teil derselben anbetrifft
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zwischen drei und ftlnf Zentimentern liegt und deren Faserrichtutig im wesentlichen
mit der Stäbehenlängsrichtung zusammenfällt. Diese Späne sind bei der Plattenfertigung
derart geschüttet, daß sie in einer gemeinsamen Richtung orientiert sind, das ist
in Fig.
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2 und 3 die Richtung X. Nahe der Oberflächen der Spanplatte 2 sind
die Späne, wie dies in der Zeichnung auch angedeutet ist, etwas verdichtet. Die
Oberflächen der Spanplatte 2 sind überschliffen. Oben und unten ist die Spanplatte
jeweils mit einem Holzfurnier 3 abgesperrt, dessen Faserrichtung senkrecht zur Richtung
X, also in Richtung Y in Fig. 1 und 3, verläuft. Die Richtung Y ist selbstverständlich,
wie die Richtung X, parallel zur Plattenebene. Die Verleimung der Absperrfurniere
3 mit der Spanplatte 2 kann beispielsweise mittels eines kalt aushärtenden Kunstharzdispersionsleimes
bewirkt sein. Es könne jedoch auch warm aushärtende Duroplastleime verwendet werden.
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Die in Fig. 4 gezeigte Holzwerkstoffplatte 5 nach der Erfindung besitzt
ebenfalls eine zentrale Spanplatte 6 von gleichem Aufbau wie die Spanplatte 2.
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Auch bei der Platte 5 sind die Fasern der die Spanplatte
6
bildenden Späne in der parallel zur Plattenebene verlaufenden Richtung X orientiert.
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Im Gegensatz zur Holzwerkstoffplatte 1 sind bei der Platte 5 die Absperrlagen
jedoch von 2 gleich dicken, feinen Spanplatten 7 gebildet, deren Dicke jeweils 4
mm beträgt. Diese Spanplatten 7 bestehen aus relativ fetzen Spänen, wie sie ftlr
derart dünne Spanplatten Ublich sind. Die Spanplatten 7 können darüber hinaus noch
mit besonders feinen Deckschichten versehen sein, wenigstens auf der außen liegenden
Seite. Werden die Spanplatten 7 auf beiden Seiten hochwertig, also mit dichter und
glatter Oberfläche ausgebildet, so hat dies den Vorteil einer besonders hohen Festigkeit
der Holzwerkstoffplatte 5. Bildet man bei den Spanplatten 7 lediglich die außen
liegenden Seiten hochwertig aus, so hat dies wiederum den Vorteil eines geringeren
Fertigungsaufwandes, der allerdings eine geringe Festigkeitseinbuße mit sich bringt.
In diesem Zusammenhang muß darauf hingewiesen werden, daß die Platte 5 in Richtung
X eine geringfügig höhere Biegefestigkeit als die Holzwerkstoffplatte 1 hat. DafUr
ist bei Platte 5 jedoch die Biegesteifigkeit in Richtung
Y geringer
als bei der Platte 1.
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In Fig. 5 sind Jeweils die Festigkeiten verschiedener Plattentypen
dargestellt, wobei die Länge der waagerechten Schraffurstriche ausgehend von dem
linken Rand jeweils die Zugfestigkeit der Platte an der entsprechenden Stelle, also
im entsprechenden Abstand von der Plattenmitte, angibt.
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Bei der oben in Fig. 5 gezeigten Spanplatte erkennt man, wie die Zugfestigkeit
zur Plattenmitte wegen der weniger dichten Mittelschicht dort abnimmt. Die höchste
Zugfestigkeit liegt hier in den zwei Deckschichten, da diese eine höhere Dichte
mit höherem Leimanteil aufweisen. Die Zugfestigkeit ist dafür in allen Richtungen
in der Spanplattenebene wenigstens angenähert die gleiche.
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Bei der darunter gezeigten Tischlerplatte ist die Zugfestigkeit in
Längsrichtung der die Mittellage bildenden Stäbe dargestellt, Man erkennt hier,
daß hier in der Mittellage eine weitaus größere Zugfestigkeit als bei der einfachen
Spanplatte mit zwei Deckschichten vorliegt. Die Gesamtbiegesteifigkeit
der
Platte ist daher entsprechend höher, obwohl die Zugfestigkeit der beiden von einem
Furnier jeweils gebildeten Absperrlagen, deren Fasern senkrecht zur Richtung der
die Mittellage bildenden Stäbe verlaufen, in der letztgenannten Richtung sehr niedrig
ist.
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Darunter ist eine sogenannte Waferboard-Platte dargestellt, die im
wesentlichen eine Spanplatte aus groben Spänen ist, bei welcher die Späne der Mittellage
senkrecht zur Richtung der Späne und Spanfasern der beiden Decklagen verlaufen.
Man erkennt, daß hier die Biegesteifigkeit ebenfalls noch erheblich unter der einer
Tischlerplatte liegt.
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Als unterstes ist schließlich eine Platte gemäß der Erfindung dargestellt.
Bei dieser nimmt die Festigkeit der mittleren orientierten Spanschicht zu deren
beiden an die Absperrlagen angrenzenden Oberflächen hin zu, da letztere Ja bereits
beim Verpressen eine höhere Festigkeit erhalten. Die Festigkeit der beiden Absperrlagen
entspricht dafür aer der Absperrlagen einer Tischlerplatte.
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Durch den gUnstigen Verlauf der Zugfestigkeit über der Dicke des Spanplattenanteils
der Platte nach der Erfindung wird insgesamt jedoch eine Biegesteifigkeit erreicht,
die fast an die einer Tischlerplatte herankommt. Hierbei ist auch die Tatsache von
Bedeutung, daß bei der Platte nach der Erfindung die Zugfestigkeit in der Spanplatte
wenigstens angenM-hert mit der Zugbelastung beim Biegen der Platte wächst. Das heißt,
wo die Belastung höher ist, ist auch die Festigkeit höher.