DE834641C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Produkten aus Holzfasern usw. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Produkten aus Holzfasern usw.

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DE834641C
DE834641C DES21042A DES0021042A DE834641C DE 834641 C DE834641 C DE 834641C DE S21042 A DES21042 A DE S21042A DE S0021042 A DES0021042 A DE S0021042A DE 834641 C DE834641 C DE 834641C
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pressing
pressure
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fiber
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DES21042A
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English (en)
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Lars Erik Gustav Garnum
Erik Olov Bo Gelhaar
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Svenska Cellulosa AB
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Svenska Cellulosa AB
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Produkten aus Holzfasern usw. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gepreßten, scheibenförmigen Produkten aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen, wie Holzfasern, defibrierten Sägespänen od. dgl.
  • Bei der Herstellung von harten Holzfaserscheiben nach der sogenannten nassen Methode, die mit wenigen :'Ausnahmen in der Boardtechnik üblich ist, wird ein Faserbogen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 7oo/o auf einem Metallgeflecht ruhend in eine Presse eingeführt, in welcher die obere Seite des Bogens gegen ein Glanzblech gepreßt wird. Wenn die Presse geschlossen wird, wird ein großer Teil des Wassers im Faserbogen auf mechanischem Wege entfernt und strömt dem Metallgeflecht entlang gegen die Kanten des Faser-Bogens. Das übrige Wasser geht in der heißen Presse in Dampf über, der auf demselben Wege entweicht. Dann wird die Presse geöffnet, und die Faserscheibe wird herausgenommen. Eine auf diese Weise hergestellte Faserscheibe erhält das bekannte Aussehen mit einer glatten Vorderseite und einer Rückseite, der das Metalldrahtgeflecht ein charakteristisches Muster gegeben hat. Ein Nachteil dieser Methode ist, daß der Trocknungsprozeß an den Kanten der Scheibe und an ihrem mittleren Teil nicht gleichförmig ist, wodurch eine gewisse Ungleichmäßigkeit hinsichtlich der Eigenschaften entsteht.
  • Es hat sich jetzt gezeigt, daß man, indem man während eines Teiles der Preßzeit den Faserbogen einem hohen Dampfdruck aussetzt, die Eigenschaften von Holzfaserscheiben, die im übrigen in der oben beschriebenen bekannten Weise hergestellt sind, in hohem Grade verbessern kann. Durch geeignete Dampfbehandlung kann beispielsweise die Biegefestigkeit um ioo bis 200°/o erhöht werden im Vergleich mit dem Wert, der bei normalem Pressen ohne Dampfbehandlung erhalten wird. Auch die Quelleigenschaften -der Faserscheibe werden günstig beeinflußt, wie später angegeben wird.
  • Wenn man eine Dampfbehandlung der genannten Art vor dem Pressen ausführt und dann auf gewöhnliche Weise preßt, bleibt der angegebene Effekt fast ganz aus. Man kann hieraus den Schluß ziehen, daß die chemische Einwirkung der Dampfbehandlung auf den Faserstoff nicht die verbesserten Eigenschaften verursacht hat, da es in diesem Falle gleichgültig sein sollte, ob die Behandlung gesondert oder während des Pressens selbst ausgeführt wird. Der größte Teil des Effekts kann statt dessen einer Verbesserung der Fließbarkeitseigenschaften des Faserstoffes, und zwar in erster Linie des Lignins, zugeschrieben werden. Unter der Einwirkung von Wasserdampf hohen Druckes und von hohem Preßdruck fließt das Lignin und bewirkt dabei eine verbesserte Bindung zwischen den Fasern. Man kann also sagen, daß der Effekt von mechanischer Natur ist, obwohl auch chemische Vorgänge ohne Zweifel während der Dampfbehandlung stattfinden.
  • Die Dampfbehandlung darf nicht zu kräftig sein; da in diesem Falle ein starker Abbau der Bestandteile des Faserstoffes, in erster Linie der Hemicellulose, bewirkt wird, was die Bildung von größeren Mengen von Zerfall- und Hydrolyseprodukten, wie Zucker, Furfnrot und Ameisensäure, sowie eine starke Dunkelfärbung des Stoffes herbei führt. Es ist indessen möglich, die Dampfbehandlung zu intensivieren, wenn defibrierter Stoff, wie z. B. Asplundsfasern, wo Harz und ein Teil der Hemicellulose entfernt worden sind, zur Anwendung gelangt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gepreßten scheibenförmigen Faserprodukten unter Ausnutzung der erwähnten Möglichkeiten zur Verbesserung der Eigenschaften, ohne daß Kühlung oder ähnliche Abweichungen von der üblichen Preßtechnik vorzukommen brauchen, Das Verfahren besteht darin, daß während eines früheren Teiles des Preßvorganges der bei der Erhitzung gebildete Wasserdampf daran gehindert wird, den Faserbogen zu verlassen, wobei ein Dampfdruck in diesem entsteht, welcher zweckmäßig auf die erwünschte Höhe eingestellt werden kann und bei i bis 25 kg/qcm, vorzugsweise 5 bis 15 kgJqcm gehalten wird. Der Faserstoff wird dann während einer Zeit von i bis 211 Minuten, vorzugsweise 5 bis i11 Minuten, der Einwirkung dieses Wasserdampfes ausgesetzt, während der Preßdruck derart geregelt wird, daß die Fließbarkeitseigenschaften des Faserstoffes in besterWeise ausgenutzt werden. Der Preßdruck wird während der Dampfbehandlung bei i11 bis ioo kg/qcm gehalten. Nachdem die Dampfbehandlung bis zu einem geeigneten Punkt ausgeführt worden ist, wird der Dampfdruck zum Nachlassen gebracht, und die Faserscheibe darf trocknen, worauf der Preßdruck zum Nachlassen gebracht wird, ohne daß Kühlung vorgenommen wird. Die Behandlung des Faserstoffes kann auch mit überhitztem Wasser ausgeführt werden, wenn sie vorgenommen wird, während noch eine größere Menge von Wasser im Bogen vorhanden ist.
  • Bei diesem Verfahren werden auf der einen Seite des Faserbogens ein Glanzblech und auf der anderen Seite eine durchl<kherte Platte oder ein Metallgeflecht verwendet. das derart konstruiert ist, daß es Wasser und Wasserdampf von dem Faserbogen zu einem (oder mehreren) Abströrnkänal passieren läßt, der ,durch ein Ventil absperrbar ist. Die Außenkanten der durchlöcherten Platte bzw. des Metallgeflechtes sind derart ausgeführt, daß sie mit Hilfe des Faserstoffes gegen das Glanzblech in solchem Grad abd'ic'hten, daß ein genügend hoher Dampfdruck im Faserbogen erhalten wird, wenn das Ventil geschlossen ist.
  • Ein Beispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des `Verfahrens wird in der Zeichnung gezeigt, wobei angenommen ist, daß die Presse in geschlossenem Zustand ist. a bezeichnet das Glanzblech, bist der Faserbogen, c ist die durchlöcherte Platte, welche an ihrer unteren Seite eine Reihe von ausgefrästen Kanälen 1i und eine Reihe von ähnlichen Kanälen i hat, die die Kanäle 1i kreuzen; dist eine Heizplatte, die mit dem zentralen Abströmkanal e versehen ist, der mit den Kanälen 1c und i kommuniziert und der mittels des Ventils f geöffnet und geschlossen werden kann. b bezeichnet die mit Hilfe des Faserstoffes gegen das Glanzblech d abdichtende Außenkante der Platte c. Die Platte c dient hier als Förderblech für den Faserbogen, sie kann aber auch in (lein oberen Teil der Presse angebracht werden, der in diesem Fall mit dem Abströmkanal c verseben ist. wobei das Glanzblech a auf der Heizplatte cl angebracht ist und als Förderblech dient.
  • Der Feuchtigkeitsgehalt des Faserstoffes ist im Naßbogen etwa 7011/o des Gesamtgewichts und sinkt, wenn die Presse geschlossen wird, auf etwa 50°/o, wonach das restliche Wasser in Dampfform entweicht. Das in dein Abströmkanal angeordnete Ventil wird geschlossen, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Faserbogens so groß ist, daß er ausreicht, um den erwünschten Dampfdruck zu erhalten. Ein genauer Wert für diesen Feuchtigkeitsgehalt kann nicht angegeben werden, da er davon abhängig ist, wie wirksam die Abdichtung gegen das Glanzblech ist, die ihrerseits von der Form der Kanten der durchlöcherten Platte und vorn Preßdruck während der Dampfbehandlung abhängig ist.
  • Der Preßvorgang mit der angegebenen Vorrichtung kann den folgenden Verlauf haben. Die Presse wird geschlossen, während das Ventil f offen ist, wobei Wasser und Wasserdampf aus dem Faserbogen entweichen. Wenn der volle Preßdruck erreicht ist, wird das N,entil f geschlossen, wobei der Dampfdruck schnell im Bogen steigt. Er wird auf den erwünschten Wert, z. B. i11 kg/qcm, durch das Ventil f geregelt und wird auf dieser Höhe während z. I3.8 Minuten gehalten. Während dieser BehandlWig wird ein Preßdruck von io bis ioo kg/qcm aufrechterhalten. Hierauf wird dasVentil f geöffnet, und der Dampf darf aus der Faserscheibe unter Beibehaltung des Preßdruckes entweichen, worauf die Scheibe aus der Presse herausgenommen werden kann. Preßtemperatur, Preßdruck und Preßzeit sind dieselben wie bei der gewöhnlichen Herstellung von Faserscheiben. Man kann natürlich den Preßvorgang in mehreren anderen Arten als auf den hier angezogenen ausführen, indem man den Pregdruck und die Preßtemperatur, den Dampfdruck im Faserbogen, die Zeiten für die verschiedenen Preßperioderi, den pn-Wert des Stoffes usw. variiert.
  • Das Verfahren kann mit bereits bekannten Verfahren in der Boardtechnik kombiniert werden zur Verbesserung der Stärke- und Quelleigenschaften, z.13. durch Zusetzen von härtbaren Kunststoffen (l)lastics), Chlorlösungen, Alaun, Paraffin usw. Es ist außerdem möglich, solche Stoffe anzuwenden, die erst unter der Einwirkung von Wasserdampf hohen Druckes auf die Eigenschaften des Faserstoffes verbessernd wirken können.
  • Produkte, die gemäß der Erfindung hergestellt sind, besitzen bemerkenswert gute Festigkeits- und Quelleigenschaften. Jfit einem Faserstoff, der beim üblichen Preßvorgang ohne Zusätze eine Biegefestigkeit von 300 kg/qcm gibt, erhält man beim Pressen mit 8 Minuten Dampfbehandlung bei io kg/qcm Druck eine Biegefestigkeit von 70o bis 80o kg/(lcm. Solche guten Festigkeitseigenschaften 1>e1 Faserscheiben hat man früher nur durch Ölhärtung oder durch kräftige Zusätze von härtbaren Kunststoffen (plastics) erzielt. Die Quelleigenschaften erfahren durch die Dampfbehandlung eine ähnliche Verbesserung. Eine auf gewöhnliche Weise gepreßte Faserscheibe, die ohne Zusätze ein maxiinales Quellen der Dicke in 2ogradigem Wasser %,on etwa 70% aufweist, gibt mit der vorstehenden Dampfbehandlung ein maximales Quellen der Dicke von nur 20 bis 25%: Bei geeigneter Dimensionierung und Verlegung des Kanalsystems für das Entfernen des Wassers und des Dampfes erzielt man eine völlig gleichmäßige Behandlung und Trocknung der Faserscheibe sowohl an den Kanten als auch in ihrem mittleren Teil.
  • Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet auch eine Möglichkeit, den Dampf, der im Faserbogen während des PreßvorgarIges gebildet wird, zu sammeln und auszunutzen. Während der Dampfbehandlungsperiode kauri somit Dampf mit einem Druck von annähernd 1,3 kg/qcm erhalten werden.
  • 1's ist ollen bereits beschrieben worden, wie der Faserstoff der Einwirkung eines regelbaren Druckes von überliitztein Wasser und/oder Wasserdampf mit Hilfe von Vorrichtungen ausgesetzt wird, die das Entweichen des Dampfes aus dem Faserbogen verzögern. Gemäß einer Abänderung wird jetzt beabsichtigt, den in Frage stehenden Druck zu bewirken. ohne daß die Einwirkung der genannten Vorrichtungen auf die 1)ampfentweichung während des fortschreitenden Preßvorganges geregelt wird. Dabei werden Vorrichtungen angewendet, welche das Entweichen des Dampfes aus dem Faserbogen derart bestimmen, daß zunächst eine Erhöhung des Dampfdruckes deshalb stattfindet, weil größere Mengen von Wasserdampf gebildet werden, als bei normalem überdruck entweichen können. Während des fortgesetzten Preßvorganges kann, wenn die Dampfmenge abnimmt, der Dampf auf normale Weise entweichen. Eine Regelung der Dampfdruck erhöhung durch Verändern der Einwirkung der Vorrichtungen auf das Entweichen des Dampfes während des fortschreitenden Preßvorganges erfolgt also nicht, wie es bei der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtung der Fall ist, wo die Regelung dadurch erfolgt, daß ein Ventil in dem Abströmkanal geschlossen und geöffnet wird. Jedoch kann auch bei der hier angegebenen Abänderung in bekannter Weise das Entweichen des Dampfes gewissermaßen mit dem Preßdruck geregelt werden.
  • Die Abänderung kann dadurch bewirkt werden, daß man bei der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtung das Ventil f ganz einfach entfernt und den Abströmkanal e in geeigneter Weise dimensioniert, so daß während des ersten Teiles des Preßvorganges eine Dampfdrucksteigerung im Faserbogen ethalten wird, weil der Dampf nicht durch den Kanal e in demselben Grad ausströmen kann, wie er gebildet wird, während die Fläche des Kanals während des letzteren Teiles des Preßvorganges (der Trocknungsperiode) ausreicht, um ohne anomalen Überdruck gebildeten Dampf abzulassen.
  • Eine andere Art, die Abänderung an der in der Zeichnung gezeigten .Vorrichtung zu verwerten, besteht darin, daß man die durchlöcherte Platte c derart ausführt, daß diese selbst den Dampfstrom vom Faserbogen drosselt und das Entstehen eines Überdruckes in diesem ermöglicht. Es ist also hierbei nicht notwendig, die Platte c mit der in der Zeichnung gezeigten abdichtenden Außenkante g zu ver-. sehen, damit der Dampfdruck in dem Faserbogen steigen kann. Auch hier wird infolge des reduzierten Lochdurchmessers das Entweichen des Dampfes in vollem Umfange während des ersten Teiles des Preßvorganges verhindert, wodurch ein Überdruck entsteht, während die Fläche der Löcher während des letzten Teiles des Preßvorganges ausreicht, um den restlichen Dampf ohne nennenswerten überdruck abzulassen. Damit der beabsichtigte Effekt erreicht werden kann, muß die Platte in gewisser Weise hinsichtlich der Größe und der Anbringung der Löcher ausgeführt sein. Die besten Ergebnisse wurden mit Platten erzielt, welche derart durch löchert waren, daß die Löcher i bis 15%, z. B. 2 bis 5% der Oberfläche der Platte betrugen, wobei die Entfernungen zwischen den Löchern zwischen 3 und 15 mm, z. B. .4 bis io mm waren. In der Praxis wurde gefunden, daß die untere Grenze für die Lochfläche etwa 0,2% ist; die obere Grenze wird durch den immer mehr abnehmenden Effekt bestimmt, der erhalten wird, wenn die Lochfläche über 15% hinaus erhöht wird. Noch bei 60% erhält man indessen eine gewisse Verbesserung der Eigenschaften der Faserscheibe. Bezüglich der Entfernung zwischen den Löchern wurde in der Praxis gefunden, daß die obere Grenze etwa 50 mm beträgt und die untere Grenze etwa o,5 mm ist.
  • Für die horizontale Förderung von Dampf und Wasser kann man entweder ein an der Rückseite der durchlöcherten Platte c angeordnetes Kanal-System anwenden, wofür ein Beispiel (siehe die Kanäle h und i) in der gezeichneten Vorrichtung gegeben ist, oder man kann auch ein Metalldrahtgeflecht anwenden, das an der dem Faserbogen abgekehrten Seite der durchlöcherten Platte angebracht ist.
  • Zum Vergleich kann erwähnt werden, daß beim Pressen auf normale Weise mit einem Metalldrahtgeflecht gegen die eine Seite des Faserbogens nur ein unbeträchtlicher Überdruck während einiger Sekunden nach dem Zusammenpressen des feuchten Bogens erhalten wird. Auch mit dem dichtesten Metalldrahtgeflecht, das hergestellt werden kann, ist in dieser Hinsicht der Effekt unbedeutend.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von gepreßten scheibenförmigen Produkten aus lignocellulosehaltigem Rohstoff, wie Holzfasern, defibrierten Sägespänen usw., dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoff mit einem Feuchtigkeitsgehalt vor dem Pressen von mindestens 5o%, vorzugsweise 70%, des Gesamtgewichts während eines Teiles des Pressens der Einwirkung eines Druckes von überhitztem Wasser und/oder Wasserdampf ausgesetzt wird, wobei dieser Druck bei i bis 25 kg/qcm, vorzugsweise 5 bis 15 kg%qcm während einer Zeit von i bis 20 Minuten, vorzugsweise 5 bis io Minuten gehalten wird und während der Behandlung ein Preßdruck von io bis ioo kg/qcm aufrechterhalten wird, worauf das Wasser und,' oder der Dampf, vorzugsweise unter Beibehaltung des Preßdruckes, entfernt werden und das Pressen ohne Kühlung zu Ende geführt wird.
  2. 2. Verfahren*nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des überhitzten Wassers und/oderWasserdampfes mit Hilfe von Vorrichtungen bewirkt wird, welche das Entweichen des Dampfes aus dem Faserbogen verzögern, wobei dieser Druck erzeugt wird, ohne daß die Einwirkung der Vorrichtungen auf das Entweichen des Dampfes ,\-älirend fortschreitenden Pressens geregelt wird.
  3. 3. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, wobei der feuchte Faserstoff einem Pressen zwischen zwei heizbaren Preßplatten ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verzögerung des Entweichens des Dampfes aus dem Faserbogen während des Pressens aus einer gegen die eine Seite des Bogens anliegenden durchlöcherten Platte besteht, in welcher die Löcher höchstens 6o%, wenigstens o,20/0, vorzugsweise i bis 15%, z. B. 2 bis 50/0 der Oberfläche der Platte einnehmen und die größte Entfernung zwischen den Löchern etwa 5o mm, wenigstens o,5 mm, vorzugsweise 3 bis 15 mm, z. B. .4 bis io mm beträgt, wobei die Löcher auf der dem Faserbogen abgekehrten Seite entweder mit einem Siebtuch oder mit Kanälen in der dem Faserbogen abgekehrten Seite der durchlöcherten Platte und/oder in der entsprechenden Preßplatte in Verbindung stehen, wodurch die Förderung des Dampfes nach den Kanten des Bogens ermöglicht wird. ,4. Gepreßte scheibenförmige Produkte, hergestellt nach Anspruch i oder 2.
DES21042A 1949-11-28 1950-11-28 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Produkten aus Holzfasern usw. Expired DE834641C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1179093B (de) * 1962-05-02 1964-10-01 Eugen Siempelkamp Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen der zu pressenden Schichten in heisse Etagenpressen, bei der Herstellung von Faserplatten, Spanplatten od. dgl.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1179093B (de) * 1962-05-02 1964-10-01 Eugen Siempelkamp Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen der zu pressenden Schichten in heisse Etagenpressen, bei der Herstellung von Faserplatten, Spanplatten od. dgl.

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