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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Ausricht- und Laminiervorrichtung für mit einem
Klebemittel versehene Holzspäne,
die in der Lage ist, kontinuierlich ein langes und dickes Holzverbundmaterial
zu produzieren, das eine ausreichende mechanische Festigkeit besitzt,
um als tragendes Material verwendet zu werden, ein Ausricht- und
Laminierverfahren für
mit einem Klebemittel versehene Holzspäne und ein Produktionsverfahren
für ein
Holzverbundmaterial.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Unter
den Holzverbundmaterialien, die Holzspäne umfassen, die mittels eines
Klebemittels verklebt sind, gibt es Materialien mit einer so hohen
mechanischen Festigkeit, daß sie
als Baumaterialien wie zum Beispiel LSL (Laminated Strand Lumber-Spanstreifenholz)
und PSL (Parallel Strand Lumber-Furnierstreifenholz) verwendet werden
können. Bei
diesem Holzverbundmaterial werden die Holzspäne in derselben Richtung wie
die Faserrichtung (der Richtung der hohen Festigkeit bei anisotropen Materialien)
der Holzspäne
ausgerichtet, um die mechanische Festigkeit in der Faserrichtung
der Holzspäne
deutlich zu verbessern.
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Bei
der Produktion eines solchen Holzverbundmaterials wird, nachdem
das Klebemittel auf die Holzspäne
aufgetragen wurde, eine Schichtmatte hergestellt, die laminierte
Holzspäne
umfaßt,
auf die das Klebemittel aufgebracht wurde. Um dem resultierenden
Holzverbundmaterial eine hohe mechanische Festigkeit zu verleihen,
ist es für
die Schichtmatte sehr wichtig, daß die Holzspäne der Schichtmatte ausreichend
in der Faserrichtung orientiert sind.
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Als
die Ausricht- und Laminiervorrichtung für mit einem Klebemittel versehene
Holzspäne
sind eine Vielzahl verschiedener Vorrichtungen zum Ausrichten von
Holzspänen
entwickelt worden, bei denen man im Grunde die mit einem Klebemittel
versehenen Holzspäne
durch ihr Eigengewicht herabfallen läßt und sie durch ausgerichtete
Platten hindurchfährt.
Beispiele dafür
sind eine Vorrichtung zum Ausrichten der Holzspäne, wobei mehrere Scheiben
koaxial in vorgegebenen Abständen
angeordnet sind und die Scheiben gedreht werden und gleichzeitig
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne zwischen den benachbarten
Scheiben hindurchgeführt werden,
oder eine Vorrichtung zum Ausrichten der Holzspäne, wobei mehrere Platten parallel
angeordnet sind und die Holzspäne
zwischen benachbarten Platten, die gegenläufig hin und her bewegt werden, hindurchgeführt werden.
Jedoch besteht bei diesen Ausricht- und Laminiervorrichtungen für die mit
einem Klebemittel versehenen Holzspäne das Problem, daß einige
Holzspäne
unter den Spänen,
die man durch ihr Eigengewicht herabfallen läßt, nicht genügend ausgerichtet
sind.
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Um
das Problem zu lösen,
offenbart die japanische Kokai-Publikation Sho-59-48324 ein Mittel zum
Ausrichten von Holzspänen,
wobei ein Trägermittel
installiert ist, das Seitenwände
auf beiden Seiten aufweist, die einem Förderband zugewandt sind, das
unterhalb der Zufuhrposition für
die Holzspäne mit
einem optionalen Neigungswinkel installiert ist, wobei der Querschnitt
eines unteren Teils eine konkav-konvexe Form in der Querrichtung
in einem rechten Winkel zur Neigungsrichtung des Trägermittels annimmt,
wobei die konkav-konvexe Form parallel zu der Neigungsrichtung des
Trägermittels
verlängert
ist und das Trägermittel
gerüttelt
wird. Bei dieser Vorrichtung befinden sich die herabfallenden Holzspäne unmittelbar
nach dem Fallenlassen in einem nicht-ausgerichteten Zustand in der
Luft, fallen verteilt in die jeweiligen konkaven Teile der konkav-konvexen
Form und werden durch das Rütteln
des Trägermittels
gerüttelt.
Dadurch beginnt in der Anfangsphase auf die Holzspäne eine
Orientierungskraft in der Neigungsrichtung des Trägermittels,
die die Rüttel-
und Transportrichtung ist, einzuwirken. Wenn in einer solchen Situation
die Holzspäne
in die konkaven Teile der konkav-konvexen Form, das heißt eine gekrümmte Fläche in einer
gewellten Form oder die geneigte Fläche mit einer Dreiecksform
in dem Zustand herabfallen, wo die spitzen Enden der Holzspäne nicht
ausgerichtet sind, so wirken auf die Holzspäne Kräfte in der Längsrichtung
der Holzspäne
und parallel zu den Flächen
der konkaven Teile aufgrund der Vibration des Trägermittels ein, und wenn die
Holzspäne
gerüttelt
werden und gegen die konvexen Teile prallen, so wirkt infolge der
Vibration auf die Holzspäne
längs ein
Drehmoment in einer Richtung in einem spitzen Winkel zu dem Aufprallwinkel,
das heißt
in der Richtung parallel zu den konvexen Teilen, ein. Dementsprechend
werden die Holzspäne,
auf die das Drehmoment einwirkt, gerüttelt, transportiert und somit
längs in
der Neigungsrichtung des Trägermittels
ausgerichtet, während
sie durch benachbarte andere Holzspäne in ihrer Bewegung eingeschränkt werden.
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Die
Holzspäne,
die in die konvexen Teile des Ausrichtmittels herabfallen, werden
durch die in der japanischen Kokai-Publikation Sho-59-48324 offenbarte
Vorrichtung gut ausgerichtet, und nach und nach fallen weitere Holzspäne auf die
ausgerichteten Holzspäne
herab und werden daran laminiert, und die in den konkaven Teilen
laminierten Holzspäne werden
aufgrund der an die Vorrichtung angelegten Vibrationen abwärts entlang
der Neigung auf dem Trägermittel
bewegt. Jedoch berühren
die laminierten Holzspäne
das Trägermittel
der Vorrichtung an den Unterseiten und die Seitenwände der
konkaven Teile der Vorrichtung an den Seitenflächen. Um also die laminierten
Holzspäne
zu bewegen, bedürfen
die Holzspäne
einer Vortriebskraft entgegen dem Reibungswiderstand, den die Unterseiten
und Seitenflächen
mit dem Trägermittel
und den Seitenwänden
erzeugen. Es ist jedoch schwierig, die Vortriebskraft, die für die Vorwärtsbewegung
benötigt
wird, allein durch das momentane Hochwerfen der laminierten Holzspäne zu veranlassen,
und es führt
zu dem Problem, daß die
Laminierungsdicke nicht groß sein kann.
Das heißt
auch wenn versucht wird, die Holzspäne dick zu laminieren, um ein
dickes Holzverbundmaterial aus den Holzspänen herzustellen, ist es schwierig,
und dementsprechend ist es schwierig, ein dickes Holzverbundmaterial
zu erhalten.
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Die
japanische Kohyo-Publikation Hei-4-16046 offenbart
ein Produktionsverfahren für einen
Holzspanplattenkörper,
wobei man ein Gemisch aus dünnen
und langen Holzfragmenten und einem Klebemittel durch mehrere Schlitzplatten
fallen läßt, die
parallel zueinander angeordnet sind, die Holzfragmente nacheinander
auf einer Druckkissenplatte ablagert und dann die Holzfragmente
preßt
und formt, wobei bei dem Produktionsverfahren einige gewünschte Schlitzplatten
so angeordnet sind, daß sie
Abstände
von maximal der Hälfte
der durchschnittlichen Länge
der dünnen
und langen Holzfragmente aufweisen, wobei andererseits andere Schlitzplatten
so angeordnet sind, daß sie
Abstände
von mindestens der durchschnittlichen Länge der dünnen und langen Holzfragmente
aufweisen, wobei man die dünnen
und langen Holzfragmente zwischen benachbarte dünne und lange Holzfragmenten
herabfallen läßt, um einen
Holzspanplattenkörper
herzustellen, der ausgerichtete Teile und nicht-ausgerichtete Teile umfaßt. Bei
diesem Produktionsverfahren werden Schlitzplatten mit unterschiedlichen
Abständen
kombiniert, und die Unterendseiten und die Transportoberseite sind
dergestalt an einem Spalt angeordnet, daß sich die dünnen und
langen Holzfragmente zwischen den Schlitzplatten hindurch bewegen
und Teile bilden, in denen die dünnen
und langen Holzfragmente mit unterschiedlicher Ausrichtung abgelagert
sind. Bezüglich
der dünnen
und langen Holzfragmente, die in dem Spalt in den Unterseiten der
Schlitzplatten ausgerichtet und laminiert werden, entsteht Reibung
zwischen den dünnen
und langen Holzfragmenten untereinander oder zwischen den dünnen und
langen Holzfragmenten und den Schlitzplatten, und die Reibungskraft
wird in dem Maße
größer, wie
die Dicke der laminierten Schicht der dünnen und langen Holzfragmente
zunimmt. Dies bedeutet, daß,
wenn die Dicke der laminierten Schicht einen bestimmten Wert erreicht
und die Druckkissenplatte bewegt wird, es zu einem Bruch des Laminatprodukts kommen
kann. Um dies zu verhindern, werden die Schlitzplatten in der Richtung
der Plattenebene, das heißt
in der horizontalen Richtung, hin und her bewegt, wodurch die Reibungskraft
verringert wird und ein Verklemmen zwischen benachbarten Schlitzplatten
mit den dünnen
und langen Holzfragmenten verhindert wird.
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Bei
dem in der
japanischen Kohyo-Publikation
Hei-4-16046 beschriebenen Produktionsverfahren wird das
Ausrichtmittel horizontal in Schwingung versetzt, um ein Blockieren
zu verhindern. Wenn jedoch die Rüttelrichtung
die horizontale Richtung ist, so werden, obgleich die laminierten
dünnen
und langen Holzfragmente geringfügig
in der horizontalen Richtung gerüttelt
werden, die dünnen
und langen Holzfragmente, die in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Rüttelns der
dünnen
und langen Holzfragmente vorhanden sind, durch das Rütteln nicht ausreichend
in der Bewegungsdistanz bewegt, und wenn die dünnen und langen Holzfragmente
auf eine bestimmte Dicke laminiert sind, so klemmen sie aufgrund
der Reibung mit den Platten fest, und die herzustellende Schichtmatte
zerbricht. Auf diese Weise besteht darum das Problem der Schwierigkeit,
eine große
Laminierungsdicke zu erreichen. Ferner gibt es einen Spalt zwischen
der Unterendseite der Schlitzplatten und der Oberseite des Transportmittels,
und die dünnen
und langen Holzfragmente werden nach der Ausrichtung so laminiert,
daß die
Ausrichtung durch das Rütteln
der Schlitzplatten durcheinander gebracht wird.
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Ferner
offenbart die
japanische Kokai-Publikation
Hei-10-34615 ein Ausrichtmittel für dünne Holzfragmente zum Ausrichten
von dünnen
Holzfragmenten, die zwischen Ausrichtblättern, die in vorgeschriebenen
Abständen
in einer Ausrichtvorrichtung installiert sind, und durch ein Ausrichtungshilfswerkzeug,
das Hilfsblätter
umfaßt,
die in vorgeschriebenen Abständen
unmittelbar unter der Ausrichtvorrichtung angeordnet sind, hindurchgeführt werden.
Diese Ausrichtvorrichtung umfaßt
den Hilfsausrichtblättersatz
an einem Eingangsförderband
in einer unteren Stufe und richtet die dünnen Holzfragmente aus, indem
sie durch die Ausrichtblätter
in einer oberen Stufe geführt
werden, wobei gleichzeitig ein Verklemmen der dünnen Holzfragmente zwischen
den Ausrichtblättern
verhindert wird, indem die benachbarten Ausrichtblätter auf-
und abgehend gerüttelt
werden, wobei die dünnen
Holzfragmente, deren Ausrichtung durch das Rütteln der Hilfsausrichtblätter in
der unteren Stufe durcheinander gebracht wurde, auch noch einmal
ausgerichtet und laminiert werden. Der Grund für das Rütteln ist der gleiche wie bei
der Erfindung, die in der
japanischen
Kohyo-Publikation Hei-4-16046 offenbart ist.
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Bei
der in der
japanischen Kokai-Publikation Hei-10-34615 offenbarten
Vorrichtung werden die dünnen
Holzfragmente ausgerichtet, indem sie durch die Ausrichtblätter in
der oberen Stufe hindurchgeführt
werden, und die dünnen
Holzfragmente werden ausgerichtet, während ihr Verklemmen verhindert wird,
indem die benachbarten Ausrichtblätter in der Aufwärts- und
Abwärtsrichtung
gerüttelt
werden, wobei gleichzeitig die dünnen
Holzfragmente laminiert werden, indem man sie auf das Eingangsförderband fallen
läßt. Obgleich
jedoch die Vorrichtung die Hilfsausrichtblätter umfaßt, die an dem Förderband installiert
sind, um die dünnen
Holzfragmente zu laminieren, indem man sie darauf fallen läßt, werden, da
die Ausrichtung der dünnen
Holzfragmente im Moment des Herabfallens durcheinander gebracht
wird, die Hilfsausrichtblätter
nicht gerüttelt,
und dementsprechend gibt es das Problem, daß, wenn die laminierte Schicht
dicker wird, das laminierte Produkt zerbricht. Außerdem bleiben,
wenn die Ausrichtblätter
in der oberen Stufe in der Aufwärts-
und Abwärtsrichtung
gerüttelt
werden, die relativen Positionen der gerüttelten dünnen Holzfragmente in der horizontalen Richtung
unverändert,
weshalb sie möglicherweise stecken
bleiben.
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Ferner
offenbart
US 4 295 557 eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausrichten von Zellulosefasersträngen.
US 4 295 477 offenbart ein
Kunstholzbrett, das aus länglichen
Holzstreifen hergestellt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Ausricht- und Laminiervorrichtung
für mit
einem Klebemittel versehene Holzspäne, die in der Lage ist, kontinuierlich
ein langes und dickes Holzverbundmaterial zu produzieren, das eine
ausreichende mechanische Festigkeit besitzt, um als tragendes Material
verwendet zu werden, ein Ausricht- und Laminierverfahren für mit einem
Klebemittel versehene Holzspäne
und ein Produktionsverfahren für
ein Holzverbundmaterial bereitzustellen.
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Die
Erfindung stellt eine Ausricht- und Laminiervorrichtung für mit einem
Klebemittel versehene Holzspäne
bereit, bei der es sich um eine Vorrichtung zum Ausrichten und Laminieren
von mit einem Klebemittel versehenen Holzspänen handelt, die umfaßt: ein
Zuführmittel
für mit
einem Klebemittel versehene Holzspäne, ein Ausrichtmittel für die mit
einem Klebemittel versehenen Holzspäne, ein Mittel zum Rütteln des
Ausrichtmittels für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, und ein Transportmittel
für eine Schichtmatte
aus den mit einem Klebemittel versehenen laminierten Holzspänen, wobei
das Ausrichtmittel für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne mehrere Platten umfaßt, die
aufrecht parallel zur Transportrichtung des Transportmittels für die Schichtmatte
installiert sind, und wobei das Ausrichtmittel für die mit einem Klebemittel
versehenen Holzspäne
schräg
aufwärts
aus der horizontalen Richtung in die Transportrichtung des Transportmittels
für die Schichtmatte
durch das Mittel zum Rütteln
des Ausrichtmittels für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne gerüttelt wird. Das Ausrichtmittel
für die mit
einem Klebemittel versehenen Holzspäne wird vorzugsweise in einem
Anstiegswinkel von 15° bis 70° schräg aufwärts aus
der horizontalen Richtung in die Transportrichtung des Transportmittels
für die Schichtmatte
durch das Mittel zum Rütteln
des Ausrichtmittels für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne gerüttelt.
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Die
Erfindung stellt eine Ausricht- und Laminiervorrichtung für mit einem
Klebemittel versehene Holzspäne
bereit, die Folgendes umfaßt:
ein Zuführmittel
für mit
einem Klebemittel versehene Holzspäne, ein Ausrichtmittel für die mit
einem Klebemittel versehenen Holzspäne, ein Mittel zum Rütteln des Ausrichtmittels
für die
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, und ein Transportmittel
für eine Schichtmatte
aus den mit einem Klebemittel versehenen laminierten Holzspänen, wobei
das Ausrichtmittel für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne mehrere Platten umfaßt, die
aufrecht parallel in der Transportrichtung des Transportmittels
für die Schichtmatte
installiert sind, wobei die Oberendseiten von mehreren der Platten
entlang der Transportrichtung schräg verlaufen.
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Es
ist bevorzugt, daß ein
Spalt zwischen den unteren Enden von mehreren der Platten in dem
Ausrichtmittel für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne und dem Transportmittel
für die
Schichtmatte aus den mit einem Klebemittel versehenen laminierten
Holzspänen
allmählich
in der Transportrichtung des Transportmittels breiter wird.
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Die
Erfindung stellt außerdem
ein Ausricht- und Laminierverfahren für mit einem Klebemittel versehene
Holzspäne
bereit, welches das Verwenden der erfindungsgemäßen Ausricht- und Laminiervorrichtung
für die
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne umfaßt.
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Die
Erfindung stellt außerdem
ein Produktionsverfahren für
ein Holzverbundmaterial bereit, das folgende Schritte umfaßt: Gewinnen
von Holzspänen aus
einem Rohmaterial; Klassifizieren der Holzspäne nach Länge und Dicke; Einstellen eines
Wassergehaltes der klassifizierten Holzspäne; Aufbringen eines Klebemittels
auf eine Oberfläche
der Holzspäne mit
dem eingestellten Wassergehalt; Erhalten einer Schichtmatte durch
Ausrichten und Laminieren der mit dem Klebemittel versehenen Holzspäne und Erwärmen der
Schichtmatte und Pressen der Schichtmatte in der Richtung senkrecht
zu der Längsrichtung,
wobei die Ausricht- und Laminiervorrichtung für die mit einem Klebemittel
versehenen Holzspäne nach
Anspruch 1, 2, 3 oder 4 in dem Schritt des Erhaltens einer Schichtmatte
durch Ausrichten und Laminieren der mit dem Klebemittel versehenen
Holzspäne
verwendet wird.
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Es
ist bevorzugt, daß die
Holzspäne
in dem Schritt des Erwärmens
der Schichtmatte und des Pressen der Schichtmatte in der Richtung
senkrecht zu der Längsrichtung
auf eine Querschnittsfläche
von durchschnittlich 70% oder weniger der Querschnittsfläche der
Rohmaterial-Holzspäne
komprimiert werden, und es ist ebenfalls bevorzugt, daß das Erwärmen in
dem Schritt des Erwärmens
der Schichtmatte und des Pressens der Schichtmatte in der Richtung senkrecht
zu der Längsrichtung
in Dampf mit einem Druck von 0,5 bis 2 MPa ausgeführt wird.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Holzverbundmaterial bereit, das unter
Verwendung des Produktionsverfahrens für das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
erhalten werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
Holzspäne;
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2 ist
eine Seitenansicht, die ein Beispiel des Abstandes zwischen den
unteren Enden der Platten und einer Oberseite des Transportmittels zeigt;
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3 ist
ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Rüttel-Anstiegswinkel
der jeweiligen Plattenabstände
und der Höhe
der laminierten Schicht aus Holzspänen zeigt;
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4 ist
eine schematische Ansicht, die ein Beispiel des Produktionsverfahrens
für ein
erfindungsgemäßes Holzverbundmaterial
zeigt;
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5 ist
eine schematische Ansicht, die eine Querschnittsansicht des Holzverbundmaterials
zeigt;
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6 ist
eine schematische Ansicht, welche die Ausrichtung der Holzspäne in dem
Holzverbundmaterial erläutert;
und
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7 ist
eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines herkömmlichen
Ausrichtmittels, das im Vergleichsbeispiel verwendet wird,
wobei
die folgenden Bezugszahlen und -zeichen wie folgt bezeichnen: 1 eine
Ausricht- und Laminiervorrichtung, 2 ein
Zuführmittel, 3 ein
Ausrichtmittel, 31, 32, ... Platten, 41, 42,
... Spalte, 5 ein Rüttelübertragungsmittel, 51 ein
Metallband, 52 eine Rüttelvorrichtung, 53 eine
Feder, 54 ein Aufstellpodest, 6 ein Transportmittel,
P mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, M eine Schichtmatte, K
einen Spalt, 7b Holzspäne, 7c mit
einem Klebemittel versehenen Holzspäne, 8. eine Klassifizierungsvorrichtung, 9 eine
Trocknungsvorrichtung, 10 einen Trommelmischer, und 11 ein
Klebemittel.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Nachfolgend
wird die Erfindung im Detail beschrieben.
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Eine
erfindungsgemäße Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
mit einem Klebemittel versehene Holzspäne (nachfolgend in einigen
Fällen
einfach als eine Ausricht- und Laminiervorrichtung bezeichnet) umfaßt ein Zuführmittel
für mit
einem Klebemittel versehene Holzspäne (nachfolgend in einigen
Fällen einfach
als ein Zuführmittel
bezeichnet), ein Ausrichtmittel für die mit einem Klebemittel
versehenen Holzspäne
(nachfolgend in einigen Fällen
einfach als ein Ausrichtmittel bezeichnet), ein Mittel zum Rütteln des Ausrichtmittels
der mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne (nachfolgend in einigen
Fällen
einfach als ein Rüttelübertragungsmittel
bezeichnet), und ein Transportmittel für eine Schichtmatte aus den
mit einem Klebemittel versehenen Holzspänen (nachfolgend in einigen
Fällen
einfach als ein Transportmittel bezeichnet). Eine schematische Ansicht,
die ein Beispiel der erfindungsgemäßen Ausricht- und Laminiervorrichtung
zeigt, ist in 1 veranschaulicht. Die in 1 veranschaulichte
erfindungsgemäße Ausricht- und
Laminiervorrichtung umfaßt
das Zuführmittel 1, das
Ausrichtmittel 3 und das Transportmittel 6 und außerdem das
Rüttelübertragungsmittel 5,
das mit dem Ausrichtmittel 3 verbunden ist. Nachfolgend
wird die erfindungsgemäße Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
mit einem Klebemittel versehene Holzspäne mit Bezug auf 1 beschrieben.
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Für das Zuführmittel
gibt es keine besonderen Einschränkungen,
solange es die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne mit einer
konstanten Geschwindigkeit zu dem Ausrichtmittel bringen kann. Als
Beispiele seien ein Förderband,
eine Rollentransportstrecke und dergleichen genannt. Bei dem in 1 gezeigten
Beispiel ist das Zuführmittel 2 mit
einem Förderband 21 und
einer Nivellierwalze 22 ausgestattet, die an ihrer Oberfläche mehrere
ringartige konvexe Bänder 23 aufweist,
die parallel zueinander verlaufen.
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Das
Ausrichtmittel umfaßt
mehrere Platten, die aufrecht parallel zur Transportrichtung des
Transportmittels installiert sind. Für die Platten gibt es keine
besonderen Einschränkungen,
und als Beispiel seien solche aus Metall genannt.
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Bei
dem Ausrichtmittel ist es bevorzugt, daß die Spalte zwischen jeweils
benachbarten Platten zwischen mehreren der Platten, die aufrecht
parallel installiert sind, gleich groß sind. Falls die Spalte zwischen
den jeweils benachbarten Plattengleich groß sind, so werden die Ausrichtungsgrade
der mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, die auszurichten sind,
während
sie zwischen den jeweils benachbarten Platten hindurchgeführt werden,
nahezu gleich, und die Qualität
einer herzustellenden Schichtmatte wird kaum ungleichmäßig. Die
Spalte zwischen den jeweiligen benachbarten Platten können zweckmäßig je nach
der Dicke der auszurichtenden Holzspäne eingestellt werden. Wenn
zum Beispiel die Dicke der mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne 1 bis 11
mm beträgt,
so messen die Spalte bevorzugt 20 bis 40 mm, und wenn die Dicke
der mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne 3 bis 5 mm beträgt, so messen
sie bevorzugt 20 bis 30 mm.
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Die
Oberendseiten von mehreren der Platten verlaufen entlang der Transportrichtung
schräg.
Das heißt
die dünnen
und langen mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, die
auf den Platten aufliegen, läßt man einfach
gleiten, indem man die Platten rüttelt,
wie später
noch beschrieben wird, und einige fallen in die Spalte, und andere
gleiten und bewegen sich entlang der Neigung. Dementsprechend verhindern
die Holzspäne
nicht, daß die
später
herabgefallenen mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne problemlos
in die Spalte fallen, so daß die
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne gleichmäßiger und reibungsloser auf
dem Transportmittel ausgerichtet und laminiert werden. Folglich
wird die Neigung so eingestellt, daß verhindert wird, daß die herabfallenden
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne in den gleichen Positionen
auf der Oberendseiten der Platten stehen bleiben, so daß dementsprechend
ein Zusammenprallen mit den mit einem Klebemittel versehenen Holzspänen, die
später
im Anschluß herabfallen,
verhindert wird, und daß verhindert
wird, daß die
später
herabfallenden Holzspäne
beim Herabfallen behindert werden. Das Rütteln der Platten bewirkt,
daß die
Holzspäne,
die auf den Oberendseiten der Platten aufliegen, problemlos gleiten
und die Position ändern.
Dementsprechend ist die Neigungsrichtung bevorzugt eine abwärts gerichtete
Neigung in der Transportrichtung; es genügt aber auch, wenn die Holzspäne die Position ändern, so
daß die
Neigung auch eine aufwärts
gerichtete Neigung in der Transportrichtung sein kann.
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Mehrere
der Platten sind alle miteinander verbunden und vereinigt. Folglich
kann der gesamte Körper
des Ausrichtmittels für
die Holzspäne
gerüttelt werden,
wenn nur ein einziges Rüttelmittel
verbunden wird. Für
ein Verbindungsverfahren gibt es keine besonderen Einschränkungen,
solange das Verfahren nicht das Herabfallen der mit einem Klebemittel versehenen
Holzspäne
in die Spalte der Platten behindert. Als ein Beispiel für ein Verfahren
zum Verbinden der Oberendteile auf der stromaufwärtigen Seite oder der Oberendteile
auf der stromabwärtigen
Seite der Platten sei das Schweißen mit einer Eisenplatte und
dergleichen genannt.
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Bei
dem in 1 gezeigten Beispiel umfaßt das Ausrichtmittel 3 mehrere
Platten 31, 32, ..., die aus einem Metall bestehen
und aufrecht parallel entlang der Transportrichtung einer Holzmatte
durch das Transportmittel 4 in einer Weise installiert
sind, daß die
Spalte 41, 42, ... gebildet werden. Mehrere der Platten 31, 32,
... werden an den Endteilen durch Schweißen eines Metallstreifens 51 verbunden.
Ferner sind die Oberendseiten der Platten 31, 32,
... so geneigt, daß sie
in der Transportrichtung allmählich niedriger
werden. Ein Spalt K wird zwischen den unteren Enden der Platten 31, 32,
... 40 und der Oberseite des Transportmittels 6 gehalten.
Wie in 2 gezeigt, kann der Spalt K allmählich in
der Transportrichtung verbreitert werden. Die Bildung eines solchen
Spaltes K macht es einfach, die Holzspäne zu entfernen, indem das
Transportmittel selbst dann bewegt wird, wenn einige der Holzspäne in dem
Spalt festklemmen.
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Für das Rüttelübertragungsmittel
gibt es keine besonderen Einschränkungen,
und es sind solche bevorzugt, deren Amplitude, Rüttelfrequenz oder Rüttelrichtung
variabel ist und deren Rüttelzustände somit
auswählbar
sind. Das Ausrichtmittel kann aus der horizontalen Richtung in die
aufwärts
geneigte Richtung in bezug auf die Transportrichtung der Schichtmatte
durch das Transportmittel gerüttelt
werden. Dementsprechend springen die Holzspäne selbst dann, wenn sich die
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, die in die Spalte der jeweils
benachbarten Platten des Ausrichtmittels fallen, zwischen den Platten
durch die Reibungskraft verklemmen, da die Platten vorwärts geneigt
gerüttelt
werden, schräg
nach vorn und werden in einer relativ langen Bewegungsrichtung bewegt,
wodurch verhindert wird, daß sich
die Holzspäne
zwischen den Platten verklemmen. Für den Rüttelwinkel gibt es keine besonderen
Einschränkungen,
und in dem Fall, daß die Transportgeschwindigkeit
der Schichtmatte 0,2 bis 3 Meter/Minute beträgt, beträgt der Durchschnittswert der
Winkel zwischen der längeren
Axialrichtung der mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne in der Schichtmatte
und der Transportrichtung der Schichtmatte 10 bis 30° und um die
Schichtmatte mit einer Laminatschichthöhe von 30 bis 100 mm zu erhalten, beträgt der Einfallswinkel
in der Transportrichtung der Holzmatte bevorzugt 15° bis 70°. Wenn sich
die Werte außerhalb
des Bereichs bewegen, wenn die Laminatschichthöhe weiter vergrößert wird,
so können
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne möglicherweise in den Spalten
zwischen den benachbarten Platten festklemmen. Ferner kann die Laminatschichthöhe der Schichtmatte
durch den Rüttelwinkel
eingestellt werden. Die Beziehung des Rüttelwinkels und der Laminatschichtdicke
der Schichtmatte für
jeweiligen Spalte der Platten ist in 3 gezeigt.
In der Zeichnung zeigt O den Fall, wo die Spalte der Platten 12
mm messen; Δ zeigt
den Fall, wo die Spalte der Platten 24 mm messen, und ☐ zeigt
den Fall, wo die Spalte der Platten 36 mm messen. In jedem Fall
dieser Spalte der Platten kann die Laminatschichthöhe der Schichtmatte
durch Einstellen des Rüttelanstiegswinkels
in einem Bereich von 15 bis 70° verstellt
werden.
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Die
Amplitude und die Rüttelfrequenz
können
richtig sein, wenn die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, die
auf den Platten aufliegen, in die Spalte herabfallen und die herabgefallenen
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, die ausgerichtet auf dem
Transportmittel laminiert werden, nicht gleiten oder springen und
ihre Ausrichtung nicht durcheinander gebracht wird und sie ordnungsgemäß entsprechend
der Qualität,
den Eigenschaften und der Größe der zuzuführenden
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne ausgewählt werden können.
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Für die Installationsposition
und die Installationsverfahren des Rüttelübertragungsmittels gibt es keine
besonderen Einschränkungen,
solange die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne nicht
am Herabfallen in die Spalte zwischen den Platten gehindert werden,
und in dem Fall, daß mehrere
Platten des Ausrichtmittels durch eine Metallplatte und dergleichen
miteinander verbunden sind, ist es bevorzugt, das Mittel in der
Metallplatte zu installieren.
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Bei
dem in 1 gezeigten Beispiel umfaßt das Rüttelübertragungsmittel 5 die
Metallplatte 51, die in einer solchen Weise ausgebildet
ist, daß sie
auf zwei Platten auf beiden Seiten des Ausrichtmittels 3 aufliegt,
eine Rüttelvorrichtung 52 und
Federn 53, die den gesamten Körper der Ausricht- und Laminiervorrichtung 1 in
dem Tragteil 54 tragen. In dem in 1 gezeigten
Fall sind die Federn 53 in vier Ecken der Ausricht- und Laminiervorrichtung 1 installiert,
und für
die Anzahl und die Tragepositionen der Federn oder des Trageverfahren
gibt es keine Einschränkungen,
solange die Vorrichtung stabil gerüttelt werden kann, und es kann
jedes zweckdienliche Verfahren entsprechend der Situation auf der
Grundlage des Gewichtes, der Größe und des
Masseschwerpunktes der Vorrichtung entwickelt werden. Ferner kann
die Rüttelvorrichtung 52 in
jeder beliebigen Position des Ausrichtmittels 3 installiert
werden, doch es braucht nicht extra betont zu werden, daß der Schwerpunkt gut
ausbalanciert sein muß,
um keine abnormen Vibrationen und Restschwingungen in dem gesamten Körper des
Ausrichtmittels 3 hervorzurufen. Die Rüttelrichtung verläuft bevorzugt
aufwärts
und schräg nach
oben und nach vorn von der Fläche
des Förderbandes 6 zur
Maschinenrichtung (MR) des Förderbandes 6 oder
bevorzugt in der Querrichtung (QR) des Förderbandes 6. Wenn
jedoch die Zufuhrmenge der mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne klein
ist, selbst wenn das Rütteln
schräg
nach oben und nach hinten veranlaßt wird, fallen die mit einem Klebemittel
versehenen Holzspäne
P, die auf den Platten 31, 32, 33, ...
aufliegen, in die Spalte 41, 42, ... herab, und
deshalb können
sie je nach dem speziellen Fall korrekt geändert werden. Tragfedern zum Tragen
des gesamten Körpers
des gerüttelten
Ausrichtmittels 3, zum Beispiel mehrere Tragfedern 54, sind
in dem Hauptteil des Ausrichtmittels 3 installiert. Ferner
kann der gesamte Körper
des Ausrichtmittels 3 an den Federn aufgehängt werden.
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Für das Transportmittel
gibt es keine besonderen Einschränkungen,
und es können
zum Beispiel ein Förderband,
eine Rollentransportstrecke und dergleichen verwendet werden, und
das Mittel kann ein Montagemittel für die Schichtmatte enthalten,
wie zum Beispiel eine Druckkissenplatte, die auf das Förderband
oder die Rollentransportstrecke gelegt wird. Mit einer Druckkissenplatte
ist eine Metallplatte mit einer vorgeschriebenen Größe aus einem
Edelstahl, Eisen oder Aluminium gemeint.
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Bei
dem in 1 gezeigten Beispiel umfaßt das Transportmittel 6 das
Förderband
und hat eine Transportrichtung parallel zu den Platten 31, 32,
... .
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Als
nächstes
wird das Verfahren zum Ausrichten und Laminieren der mit einem Klebemittel
versehenen Holzspäne
unter Verwendung der erfindungsgemäßen Ausricht- und Laminiervorrichtung mit
Bezug auf die in 1 gezeigte Vorrichtung beschrieben.
Die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne P werden auf das Förderband 21 des
Zuführmittels 2 aufgebracht
und kontinuierlich zu den Spalten 41, 42, ...
des Ausrichtmittels 3 geleitet, während sie durch die Nivellierwalze 22 so
nivelliert werden, daß sie
eine ungefähr
konstante Dicke haben. In dem Ausrichtmittel 3 werden die
Platten 31, 32, ... des Ausrichtmittels 3 durch
das Rüttelübertragungsmittel 5 gerüttelt, und
aufgrund des Rüttelns
fallen die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne P, die auf
den Platten aufliegen, in die Spalte 41, 42, ...
herab und werden in einer Schicht auf dem Transportmittel 6 laminiert,
während
sie durch die Spalte 41, 42 ausgerichtet werden.
Die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne P, die herabfallen, während sie den
ausgerichteten Zustand beibehalten, werden direkt auf der Oberseite
des Transportmittels 6 oder auf den mit einem Klebemittel
versehenen Holzspänen
P, die zuvor auf das Transportmittel 6 aufgebracht wurden,
aufgefangen, und werden so nacheinander in einer Schicht laminiert,
so daß eine
Schichtmatte M mit einer vorgeschriebenen Dicke entsteht, wobei
die Schichtmatte M gleichzeitig durch das Transportmittel 6 in
Richtung einer Preßvorrichtung
transportiert wird, die nicht veranschaulicht ist.
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Die
Verwendung der erfindungsgemäßen Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne ermöglicht die Herstellung einer
Schichtmatte, die Holzspäne
umfaßt,
die durch und durch exzellent ausgerichtet und in einer Schicht
laminiert sind, und folglich läßt sich ein
Holzverbundmaterial mit einer extrem hohen mechanischen Festigkeit
erhalten. Der Ausrichtungsgrad wird mit Bezug auf 6 beschrieben.
Wie in 6 gezeigt, umfaßt das Holzverbundmaterial 12 dünne und
lange Holzspäne 12b,
die in einer solchen Weise laminiert sind, daß sie in ihrer Längsrichtung ausgerichtet
und durch das Klebemittel verklebt sind. In diesem Fall ist es bevorzugt,
daß der
absolute Wert des Winkels α zwischen
der Faserrichtung der jeweiligen Holzspäne 12b und der Längsrichtung
des Holzverbundmaterials 12 innerhalb von durchschnittlich
30° liegt.
Wenn der absolute Wert 30° übersteigt, so
kann es eventuell unmöglich
werden, eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit zu erhalten,
um das Holzverbundmaterial als ein Baumaterial zu verwenden.
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Für ein Verfahren
zum Messen des Ausrichtungswinkels gibt es keine besonderen Einschränkungen,
und es können
zum Beispiel die folgenden Verfahren zum Messen verwendet werden.
Zuerst werden Bilder von Holzspänen
des Holzverbundmaterials mit einer Digitalkamera fotografiert und
in einen Computer eingespeist. Die Bilddaten werden verarbeitet,
um die Formen anhand von Farbwerten und Helligkeitswerten unter
Verwendung einer Bildverarbeitungssoftware wie zum Beispiel "Paint Shop" (Hersteller: JASK
Software, Version 6) zu extrahieren. Als nächstes werden die Bilder mittels
Photo Shop (Handelsname, hergestellt von Adobe Systems, Inc., Version
5) ausgeschnitten, und der Ausrichtungswinkel und die Größen werden
mit Hilfe eines Bestimmungsprogramms gemessen (Ellipse Model-Software,
durch das eigene Unternehmen des Anmelders entwickelt). Die gleichen
Schritte werden mehrere Male wiederholt, um die statistische Ausrichtungswinkelverteilung
und Größenverteilung
zu messen.
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Die
Verwendung der erfindungsgemäßen Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne ermöglicht die Herstellung einer
dicken Schichtmatte durch Ausrichten und Laminieren der mit einem
Klebemittel versehenen Holzspäne
sowie den kontinuierlichen Erhalt eines langen und dicken Holzverbundmaterials,
da die Vorrichtung keine Bodenplatte wie herkömmliche Ausrichtmittel umfaßt. Ferner
wird das Ausrichtmittel gerüttelt,
und die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne können problemlos herabfallen,
ohne zwischen benachbarten Platten, die das Ausrichtmittel bilden,
festzuklemmen (zum Beispiel das Brückenphänomen).
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Die
Erfindung stellt ferner ein Ausricht- und Laminierverfahren für die mit
einem Klebemittel versehenen Holzspäne unter Verwendung der erfindungsgemäßen Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne bereit.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Produktionsverfahren für das Holzverbundmaterial
bereit, das folgende Schritte umfaßt: Gewinnen von Holzspänen aus
einem Rohmaterial; Klassifizieren der Holzspäne nach Länge und Dicke; Einstellen des
Wassergehaltes der klassifizierten Holzspäne; Aufbringen eines Klebemittels
auf die Oberfläche
der Holzspäne
mit einem eingestellten Wassergehalt; Erhalten einer Schichtmatte
durch Ausrichten und Laminieren der mit einem Klebemittel versehenen
Holzspäne
und Erwärmen
der Schichtmatte und Pressen der Matte in der Richtung senkrecht
zur Längsrichtung
in dem Schritt des Erhaltens einer Schichtmatte durch Ausrichten
und Laminieren der mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, wobei
die erfindungsgemäße Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne zum Einsatz kommt.
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Bei
dem Produktionsverfahren für
das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
wird zuerst der Schritt des Gewinnens von Holzspänen aus einem Rohmaterial ausgeführt. Für eine Zerkleinerungsvorrichtung
gibt es keine besonderen Einschränkungen, und
es können
im Stand der Technik bekannte Zerkleinerungsvorrichtungen verwendet
werden. Für
ein Verfahren zum Gewinnen von Holzspänen aus dem Rohmaterial gibt
es keine besonderen Einschränkungen,
und es können
im Stand der Technik bekannte Verfahren verwendet werden, wie zum
Beispiel ein Verfahren zum Schneiden von verarbeitetem Furnierrohmaterial
zu einer gespaltenen Häckselstäbchenform
mittels einer Rotationsschneidvorrichtung und zum Verarbeiten des
Rohmaterials zu Stäbchen;
ein Verfahren zum Abschälen
eines Holzblocks mittels eines Rotationsmessers einer Schälmaschine
zum Erhalten von Faserbündeln
und ein Verfahren zum Zerkleinern von Holz durch Drehen einer Walze
mit Messern an der Oberfläche
einer uniaxialen Zerkleinerungsvorrichtung. Ferner kann auch eine
Spanproduktionsvorrichtung mit Schneid- und Schälelementen, die allgemein für Spanplatten
verwendet wird, eingesetzt werden. Unter diesen ist, da die durch
die Zerkleinerungsvorrichtung erzeugten Holzspäne im Allgemeinen eine Spindelform
aufweisen und auf einfache Weise eine hohe Festigkeit erhalten,
die Vorrichtung bevorzugt. Zu den Zerkleinerungsvorrichtungen in
dieser Beschreibung gehören
außerdem
Maschinen, die allgemein als Pulverisatoren bezeichnet werden. Im
Fall des erfindungsgemäßen Holzverbundmaterials
können
die Holzspäne
direkt aus dem Rohmaterial gewonnen werden, oder es können jene,
die bereits zu Holzspänen
verarbeitet wurden, gekauft werden.
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Bei
dem Produktionsverfahren für
das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
wird dann der Schritt des Klassifizierens der Holzspäne nach
Länge und
Dicke ausgeführt.
Die Verwendung von Holzspänen,
die durch einen solchen Klassifizierungsschritt in Länge und
Dicke als gleichförmig
klassifiziert werden, unterdrückt
die Ungleichmäßigkeit
der Eigenschaften des zu erhaltenden Holzverbundmaterials. Für das Klassifizierungsverfahren
gibt es keine besonderen Einschränkungen,
und als ein Beispiel sei ein Klassifizierungsverfahren genannt,
bei dem eine Wellenwalzenklassifizierungsvorrichtung verwendet wird.
Die Länge
der klassifizierten Holzspäne
kann mittels der Bildmessung bestätigt werden.
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In
diesem Fall ist es bevorzugt, die Klassifizierung so auszuführen, daß die Länge und
die Dicke der Holzspäne
in Bereichen von 20 bis 150 mm bzw. 1 bis 11 mm eingestellt werden.
Wenn die Länge
kürzer
als 20 mm ist, so kann es in einigen Fällen sein, daß keine
mechanische Festigkeit erreicht wird, die hoch genug ist, um die
Holzspäne
als Baumaterial zu verwenden, und wenn sie 150 mm übersteigt,
so nimmt die Anzahl der Überschneidungspunkte
eines einzelnen Holzspans in der laminierten Schicht zum Zeitpunkt
der Laminierung der Holzspäne
zu, was dazu führt,
das eine ausreichende Kompression unmöglich ist. Die Länge der
Holzspäne
in dieser Beschreibung meint die Länge der Holzspäne in der Längsrichtung.
Wenn die Dicke dünner
als 1 mm ist, so werden die Materialbestandteile so klein, daß eine große Menge
Klebemittel benötigt
wird, und es kann in einigen Fällen
sein, daß keine
mechanische Festigkeit erreicht wird, die hoch genug ist, um die
Holzspäne
als Baumaterial zu verwenden, und wenn sie 11 mm übersteigt,
so wird die Anzahl der laminierten Schichten der Holzspäne in der
Dickenrichtung verkleinert, so daß eine Belastungsübertragung
nicht in ausreichendem Maße
ausgeführt
werden kann, und die Belastung wird allgemein leicht auf die Kontaktpunkte
der Holzspäne
konvergiert, was in einigen Fällen
zu Schwierigkeiten beim Erhalten einer mechanischen Festigkeit führt, die
hoch genug ist, um die Holzspäne
als Baumaterial zu verwenden. Die Dicke der Holzspäne in dieser Beschreibung
meint die kürzere
Größe zwischen
den Größen jedes
Holzspans in zwei Axialrichtungen im rechten Winkel zueinander und
außerdem
zur Längsrichtung
der Holzspäne.
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Holzspäne mit einer
Länge von
150 mm oder kürzer
und einer Dicke von 11 mm oder dünner
gewinnt man auf einfache Weise aus Holzabfällen, die in den vergangenen
Jahren ein Problem waren. Das heißt zu Holzabfällen gehören Holzbearbeitungsenden,
die in Verarbeitungsanlagen und beim Wohnungsbau anfallen; Abfallpaletten,
die nach dem Materialtransport entsorgt werden, und zerlegte Abfallmaterialien,
die im Moment der Baudemontage anfallen, und da sie in der Regel
mit Fremdmaterialien wie zum Beispiel Metallen vermengt sind, muß zum Zeitpunkt
der Herstellung der Holzspäne
durch Zerkleinern der Abfälle
eine Zerkleinerungsvorrichtung mit hoher Leistung verwendet werden,
um nicht die Messer für
den Schälprozeß zu beschädigen. Im
Fall des Zerkleinerns von trockenen Holzabfällen durch eine solche Zerkleinerungsvorrichtung
wird die Länge
der zu erhaltenden Holzspäne
unvermeidlich nur etwa 2 bis 10 cm kurz. Dementsprechend besitzt
das Produktionsverfahren für
das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial,
mit dem sich ein Holzverbundmaterial mit ausgezeichneter mechanischer
Festigkeit aus den Holzspänen
mit der Länge
und Dicke herstellen läßt, klare
Vorteile im Hinblick auf die Nutzung einer solchen Ressource.
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Bei
dem Produktionsverfahren für
das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
wird als nächstes
der Schritt des Einstellens des Wassergehaltes in den klassifizierten
Holzspänen
ausgeführt.
Das Einstellen des Wassergehaltes kann die Ungleichmäßigkeit
der Eigenschaften des herzustellenden erfindungsgemäßen Holzverbundmaterials
unterdrücken. In
diesem Fall ist es bevorzugt, den Wassergehalt der Holzspäne auf 10%
oder weniger einzustellen. Als das Verfahren zum Einstellen des
Wassergehaltes kommt zum Beispiel ein Verfahren in Frage, bei dem die
Holzspäne
für einen
vorgeschriebenen Zeitraum in einem temperaturgesteuerten Ofen verweilen.
In diesem Zusammenhang kann der Wassergehalt auf ungefähr 5% eingestellt
werden, wenn die Holzspäne bei
50°C über 24 Stunden
in einem Ofen verweilen.
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Bei
dem Produktionsverfahren für
das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
wird ein Schritt des Aufbringens eines Klebemittels auf die Oberfläche der
Holzspäne
mit einem eingestellten Wassergehalt ausgeführt. Für ein Verfahren zum Aufbringen des
Klebemittels gibt es keine besonderen Einschränkungen, und falls das Klebemittel
eine Flüssigkeit
ist, so kommt ein Verfahren zum Aufsprühen des Klebemittels auf die
Holzspäne
und ein Verfahren zum Verrühren
und Vermischen der Holzspäne
und des Klebemittels in Betracht. Und falls das Klebemittel ein
Pulver ist, so kommt beispielsweise ein Verfahren des gleichmäßigen Vermischens
der Holzspäne und
des Klebemittels in Betracht.
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4 ist
eine schematische Ansicht, die ein praktisches Verfahren des erfindungsgemäßen Holzverbundmaterials
zeigt, das folgende Schritte umfaßt: Gewinnen von Holzspänen aus
einem Rohmaterial; Klassifizieren der Holzspäne nach Länge und Dicke; Einstellen des
Wassergehaltes der klassifizierten Holzspäne; Aufbringen eines Klebemittels
auf die Oberfläche
der Holzspäne
mit dem eingestellten Wassergehalt. Bei dem Produktionsverfahren
für das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial,
wie in 4(a) gezeigt, werden zuerst
die Holzspäne 7a, die
durch Zerkleinern eines Rohmaterials wie zum Beispiel Holzabfälle durch
eine Zerkleinerungsvorrichtung gewonnen werden, durch eine Wellenwalzenklassifizierungsvorrichtung 8 klassifiziert,
um Holzspäne 7b mit
gleichförmiger
Länge und
Dicke zu erhalten. Als nächstes,
wie in 4(b) gezeigt, werden die Holzspäne 7b in
einen Trockner 9 verbracht, um sie auf einen Wassergehalt
von 10% oder weniger zu trocknen, und dann, wie in 4(c) gezeigt, werden
die Holzspäne
in einen Trommelmischer 10 verbracht, und ein Klebemittel 11 wird
auf die Holzspäne 7b in
dem Trommelmischer 10 gesprüht, damit die Holzspäne 7b das
Klebemittel 11 in dem Trommelmischer 10 aufnehmen,
um so die mit dem Klebemittel versehenen Holzspäne 7c zu erhalten.
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Die
auf diese Weise erhaltenen mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne werden,
wie beschrieben, unter Verwendung der erfindungsgemäßen Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne ausgerichtet und laminiert,
um eine Schichtmatte zu erhalten.
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Bei
dem Produktionsverfahren für
das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
wird der Schritt des Erwärmens
der erhaltenen Schichtmatte und des Pressens der Schichtmatte in
Richtung senkrecht zur Längsrichtung
ausgeführt.
Für ein
Erwärmungsverfahren
gibt es keine besonderen Einschränkungen, und
zum Beispiel kommt ein Verfahren zum Übertragen von Wärme in des
Innere durch Wärmeleitung von
der Oberfläche
der Schichtmatte aus mittels einer Heizplatte und ein Verfahren
zum direkten Erwärmen
des Inneren mittels Dampfstrahl oder Hochfrequenzerwärmung in
Frage. Die Erwärmungstemperatur
beträgt
bevorzugt 100 bis 250°C.
Im Fall des Erwärmens
mit Dampf ist es bevorzugt, den Dampf mit einem Druck von 0,5 bis
2 MPa. Wenn er niedriger als 0,5 MPa ist, so wird die Schichtmatte
nicht erweicht und kann daher in einigen Fällen nicht komprimiert werden,
und wenn er 2 MPa übersteigt,
so muß die Anlage
vergrößert werden,
was unpraktisch ist.
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Für ein Prellverfahren
gibt es keine besonderen Einschränkungen,
und als Beispiel sei ein Verfahren zum Verwenden einer im Stand
der Technik bekannten Vertikalpresse und einer kontinuierlichen Presse
zum Bilden von Holzmaterialien in der senkrechten Arbeitsweise genannt.
Für die
Preßbedingungen
gibt es keine besonderen Einschränkungen; es
ist jedoch bevorzugt, die Schichtmatte mit 1 bis 10 MPa Druck zu
pressen. Wenn er niedriger als 1 MPa ist, so kann die Kompression
nicht hinreichend ausgeführt
werden, und wenn er 10 MPa übersteigt,
so wird die Preßanlage
teuer und somit unpraktisch.
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Beim
Pressen ist es bevorzugt, die Querschnittsfläche der Holzspäne auf durchschnittlich 70%
oder weniger der Querschnittsfläche
des Holzspanrohmaterials zu komprimieren. Ferner ist es beim Pressen
bevorzugt, die Holzspäne
in einer Weise zu komprimieren, daß das spezifisches Gewicht des
herzustellenden Holzverbundmaterials 0,6 oder höher ist. Ferner ist es auch
bevorzugt, die Holzspäne
in einer Weise zu komprimieren, daß die Porosität des herzustellenden
Holzverbundmaterials 10% oder weniger beträgt. Bei dem Produktionsverfahren
für das
erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
werden Ausrichtung und Laminierung der Holzspäne unter Verwendung der Ausricht-
und Laminiervorrichtung für
die mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne ausgeführt, um eine solch hohe Kompression
zu ermöglichen.
Das herzustellende Holzverbundmaterial erhält eine extrem hohe mechanische
Festigkeit durch eine solche hohe Kompression.
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Im
Fall einer solch hohen Kompression ist mit Bezug auf das erhaltene
Holzverbundmaterial festzustellen, daß die Holzspäne flach
in der Kompressionsrichtung liegen, wenn das Holzverbundmaterial
in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Holzverbundmaterials
betrachtet wird. 5 zeigt die Querschnittsansicht
senkrecht zur Längsrichtung
des erhaltenen Holzverbundmaterials. 5(a) zeigt
den Zustand der Schichtmatte, die vor dem Pressen in eine U-förmige Führung gelegt
wird, und 5(b) zeigt das geformte
Holzverbundmaterial nach dem Pressen. Die Schichtmatte, die einfach durch
Ausrichten und Ablagern von Holzspänen in der Längsrichtung
erhalten wird, weist Hohlräume zwischen
den Holzspänen
und eine geringe Festigkeit auf. Jedoch weist das Holzverbundmaterial,
das durch Laminieren von Holzspänen
erhaltenen wird, die in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung durch
hohe Kompression flach gedrückt
werden, kleine physische Hohlräume
zwischen den Holzspänen auf
und erhält
somit eine hohe Festigkeit.
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Die
Schritte des Erwärmens
und Pressens können
gleichzeitig ausgeführt
werden, oder das Erwärmen
kann nach dem Pressen ausgeführt
werden, oder das Pressen kann nach dem Erwärmen ausgeführt werden. Die Schritte des
Erwärmens
und Pressens werden ausgeführt,
bis das Klebemittel ausgehärtet
ist.
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Bei
dem Produktionsverfahren für
das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
ist es bevorzugt, ein Tempern, Schälen oder Schleifen auszuführen, um
die Größengenauigkeit
und die Oberflächenbeschaffenheit
des herzustellenden Holzverbundmaterials zu verbessern.
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Gemäß dem Produktionsverfahren
für das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
werden dank der Verwendung der erfindungsgemäßen Ausricht- und Laminiervorrichtung
für die
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne die Holzspäne gut ausgerichtet,
und eine dicke Schichtmatte kann kontinuierlich hergestellt werden,
und es kann ein Holzverbundmaterial mit einer mechanischen Festigkeit, die
hoch genug ist, um es als Baumaterial zu verwenden, durch eine hohe
Kompression der Schichtmatte hergestellt werden.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Holzverbundmaterial bereit, das durch
das erfindungsgemäße Produktionsverfahren
für das
Holzverbundmaterial erhalten wird.
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Bezüglich der
Baumarten für
das Rohmaterial der Holzspäne,
die in das Produktionsverfahren für das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
einfließen,
gibt es keine besonderen Einschränkungen, und
es kommen zum Beispiel Nadelbäume,
wie zum Beispiel die japanische Zeder, die japanische Zypresse,
Fichte, Tanne und Radiatakiefer, und Laubbäume, wie zum Beispiel Weißbirke,
Apitong, Kamerere, Albizia falcata und Espe in Betracht, und neben Pflanzenmaterialien,
die in Wäldern
anfallen, können auch
Pflanzenmaterialien verwendet werden, die an anderen Orten als in
Wäldern
anfallen, wie zum Beispiel Bambus und Kaoliang.
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Für die Form,
die als die Rohmaterialien der Holzspäne zu verwenden ist, gibt es
keine besonderen Einschränkungen,
und es können
beispielsweise Stammabschnitte, Rohmaterialien von geschlagenem
Holz aus Durchforstung, Randholz, das in Verarbeitungsanlagen und
beim Wohnungsbau anfällt,
Abfallpaletten, die nach dem Materialtransport entsorgt werden,
und zerlegte Abfallmaterialien, die bei der Demontage von Bauten
anfallen, verwendet werden.
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Für das Klebemittel,
das dem Produktionsverfahren für
das erfindungsgemäße Holzverbundmaterial
zuzuführen
ist, gibt es keine besonderen Einschränkungen, und es können Klebstoffe
für die Holzindustrie
verwendet werden, die in Sperrholz- und Spanplatten eingesetzt werden,
wie zum Beispiel Phenolharze, Harnstoffharze und Isocyanate. Diese
Klebemittel können
allein verwendet werden, oder zwei oder mehr von ihnen können in
Kombination verwendet werden.
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BESTE ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Beispielen beschrieben. Es ist jedoch
nicht beabsichtigt, daß die
Erfindung auf diese Beispiele beschränkt wird.
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(Beispiel 1)
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Späne für eine Platte,
die bei einem Abfallholzverarbeitungswerk gekauft wurden, wurden durch
eine Wellenwalzenklassifizierungsvorrichtung, und zwar ein Wellenwalzensieb
(hergestellt von der TAIHEI MACHINERY CORPORATION), klassifiziert, um
Holzspäne
mit einer Dicke von 1 mm bis 11 mm und einer Länge von 20 mm bis 150 mm in
einem Länge/Dicke-Verhältnis von
10 oder höher
und mit einem spezifischen Gewicht von 0,3 bis 0,6 zu erhalten.
Das spezifische Gewicht der Holzspäne wurde durch Stichproben
untersucht, und die Länge
wurde durch Bildmessung bestätigt.
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Die
erhaltenen Holzspäne
verweilten 24 Stunden in einem Erwärmungsofen bei 50°C, um den Wassergehalt
auf 5,2% einzustellen.
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Die
Holzspäne
mit dem eingestellten Wassergehalt und einem Isocyanat-Klebstoff
als Klebemittel wurden in einen Trommelmischer gegeben, um mit einem
Klebemittel versehene Holzspäne
zu erhalten, wobei die Holzspäne
mit 5 Gewichts-% des Isocyanat-Klebstoffs überzogen waren.
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Die
erhaltenen mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne wurden
in den Endteil auf der stromaufwärtigen
Seite einer Ausricht- und Laminiervorrichtung durch freien Fall
mit einer Geschwindigkeit von 4 kg/Minute aus dem Zuführmittel 2,
das auf der stromaufwärtigen
Seite der in 1 gezeigten Ausricht- und Laminiervorrichtung 1 installiert
ist, zugeführt
und wurden ausgerichtet und laminiert, um eine Schichtmatte mit
einer Höhe
von 120 mm zu erhalten.
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Bei
der Ausricht- und Laminiervorrichtung 1 wurden Edelstahlplatten
mit einer Länge
von 500 mm, einer Höhe
von 500 mm und einer Dicke von 1,2 mm aufrecht in Abständen von
25 mm parallel installiert, und die unteren Enden der Platten wurden
in einem Abstand von 30 mm zu der gebogenen Förderbandoberfläche gehalten,
und die unteren Enden von lediglich den Platten auf beiden Seiten
wurden in einem Abstand von nur 2 mm zu der Förderbandoberfläche gehalten.
Die oberen Enden der Platten wurden so gestaltet, daß sie schräge Flächen mit
einem Winkel von 10° in
der Maschinenrichtung des Förderbandes
aus der horizontalen Richtung aufwiesen. Ein Metallband wurde wie
ein Gürtel
um den gesamten Körper
der Ausricht- und Laminiervorrichtung 1 herum gelegt, und
die jeweiligen Platten 31, 32, 33, ... wurden
mit dem Metallband 51 an den Endteilen in der MR-Richtung
des Förderbands 6 verschweißt, um den
gesamten Körper
miteinander zu vereinen. Eine Rüttelvorrichtung 52 (ein
Rüttelmotor
RV-24D, hergestellt von der Shinko Electrical Co., Ltd.) wurde an
einer Seite auf der QR-Seite des Förderbandes 6 in einer
Weise befestigt, daß die
Rüttelrichtung
in einem Winkel von 25° aus
der Horizontalen nach oben und nach vorn geneigt war. Tragfedern 53 wurden
an vier Ecken des Metallbandes 151 installiert, um den gesamten
Körper
der Ausricht- und Laminiervorrichtung 1 auf dem Aufstellpodest 54 zu
tragen. Die Rüttelbedingungen
wurden auf eine Amplitude von 2 mm, eine Rüttelfrequenz von 1.710 Mal/Minute
und eine Transportgeschwindigkeit des Förderbandes von 1 m/Minute eingestellt.
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Die
erhaltene Schichtmatte wurde in eine Wärmeleitpresse (300 t-Presse,
hergestellt von der Kawasaki Hydromechanics Corp.) geführt und
mit einer Erwärmungstemperatur
von 180°C
und einer Preßkraft
von 30 kg/cm2 über eine Preßdauer von
10 Minuten gepreßt,
um eine Endhöhe
von 30 mm zu erreichen, während
die Preßplatte
an ihrem Platz gehalten wird, um ein Holzverbundmaterial zu erhalten.
-
Alle
sechs Flächen
des erhaltenen Holzverbundmaterials wurden beschnitten, um eine
Platte des Holzverbundmaterials zu erhalten.
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Die
erhaltene Platte wurde Messungen unterzogen, um das spezifische
Gewicht, die Biegefestigkeit, und den Biegemodul gemäß JIS Z
2101 zu ermitteln, und es wurde festgestellt, daß das spezifische Gewicht 0,78
betrug, daß die
Biegefestigkeit 45 MPa betrug und daß der Biegemodul 11 GPa betrug. Der
Querschnitt der entstandenen Probe wurde mit einem Kopierer kopiert,
und das Gewicht (a) von Papier des Querschnittsteils wurde gemessen,
und die Hohlräume
zwischen den Holzspänen
wurden ausgeschnitten, und das Gewicht (B) wurde gemessen, um die
Porosität
gemäß dem folgenden
Ausdruck zu berechnen, wobei eine Porosität von 5% ermittelt wurde: Porosität
(%) = B/A × 100
-
(Vergleichsbeispiel 1)
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Mit
einem Klebemittel versehene Holzspäne wurden durch eine herkömmliche
Ausricht- und Laminiervorrichtung mit einer Bodenplatte, wie in 7 gezeigt,
ausgerichtet und laminiert.
-
In 7 wurden
das Holzspanzuführmittel, das
Rüttelübertragungsmittel
und die Schichtmatte weggelassen. Die Ausricht- und Laminiervorrichtung hatte
den gleichen Aufbau wie das Ausrichtmittel 3 der Ausricht-
und Laminiervorrichtung, die in Beispiel 1 verwendet wurde, und
die Bodenplatte B wurde in den unteren Enden der jeweiligen Platten
installiert. Dementsprechend wurden bei der Ausricht- und Laminiervorrichtung
die Holzspäne,
die auf die stromaufwärtige
Seite der Vorrichtung fielen, auf der Bodenplatte B, die eine geneigte
Fläche
aufwies, laminiert, und aufgrund des Rüttelns der Vorrichtung wurden
die Holzspäne
abwärts
entlang der geneigten Fläche
bewegt.
-
Die
mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne, die die gleichen waren
wie in Beispiel 1, wurden mit der gleichen Geschwindigkeit zugeführt, wobei
die Neigung der Bodenplatte auf 10° eingestellt war, und die Rüttelbedingungen
wurden auf eine Amplitude von 0,8 mm und auf eine Rüttelfrequenz
von 3,600 Mal/Minute eingestellt. Allerdings verklemmten sich die
Holzspäne
in der Ausricht- und Laminiervorrichtung, so daß die Schichtmatte nicht hergestellt werden
konnte.
-
(Vergleichsbeispiel 2)
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Eine
Schichtmatte wurde in der gleichen Weise wie in Vergleichsbeispiel
1 hergestellt, außer daß die Amplitude
auf 1,2 mm und die Rüttelfrequenz auf
3.500 Mal/Minute geändert
wurde. Um aber ein Verklemmen der Holzspäne zu verhindern, mußte die Beschickungsmenge
der mit einem Klebemittel versehenen Holzspäne 1 kg/Minute betragen, und
die Bewegungsgeschwindigkeit der Holzspäne wurde in der Ausricht- und Laminiervorrichtung
erhöht,
und bei einigen Abschnitten wurde die Dicke verringert, und darum
betrug die Dicke der erhaltenen Schichtmatte höchstens etwa 60 mm. Ferner
wurden in dem Moment, wo die Holzspäne auf das Förderband 6 gelegt wurden,
die Holzspäne
nacheinander auf die zuvor abgelegten Holzspäne gelegt, und es wurde festgestellt,
das die Ausrichtung von der horizontalen Richtung zur senkrechten
Richtung abwich.
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Ein
Holzverbundmaterial wurde durch Erwärmen und Pressen der Schichtmatte
hergestellt, während
die Enddicke des Materials auf 15 mm in der gleichen Weise wie in
Beispiel 1 eingestellt wurde, und die Flächen wurden alle so beschnitten,
daß eine Platte
des Holzverbundmaterials erhalten wurde.
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Das
spezifische Gewicht, die Porosität,
die Biegefestigkeit und der Biegemodul wurden für die erhaltene Platte in der
gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen, und es wurde festgestellt,
daß das
spezifische Gewicht 0,78 betrug; daß die Porosität 5% betrug,
daß die
Biegefestigkeit 25 MPa betrug und daß der Biegemodul 4 GPa betrug.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die
Erfindung kann eine Ausricht- und Laminiervorrichtung für mit einem
Klebemittel versehene Holzspäne,
die kontinuierlich ein langes und dickes Holzverbundmaterial herzustellen,
dessen mechanische Festigkeit hoch genug ist, um es als Baumaterial
verwenden zu können,
ein Ausricht- und Laminierverfahren für mit einem Klebemittel versehene
Holzspäne
und ein Produktionsverfahren für
ein Holzverbundmaterial bereitstellen.