DE973150C - Herstellung von Spanholzplatten oder -formkoerpern - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 10. DEZEMBER 1959

H 13278 Ib / 38I

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, um aus Holzspänen und Bindemitteln Holzwerkstoffe in Form von planparallelen Platten oder anderen Formkörpern aufzubauen. Die Holzspäne werden dabei im allgemeinen, nach Einstellen eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes, mit Bindemitteln, gewöhnlich Kunstharz, versetzt, zu Formungen geformt und im allgemeinen in beheizten Pressen verdichtet unter gleichzeitiger Härtung des Bindemittels.

Hinsichtlich des verwendeten Holzes sind zwei grundsätzliche Verfahrensgruppen zu unterscheiden. Die erste verwendet spanförmige Holzabfälle, wie sie bei der spanabhebenden Formgebung von Holzwerkstücken entstehen, oder auch größere, stückige Holzabfälle, die in Mühlen oder Hackmaschinen zu einem körnigen Gut geeigneter Teilchengröße zertrümmert werden.

Die zweite Gruppe arbeitet dagegen mit eigens zum Zweck der Spanwerkstofrherstellung aus stückigem Holz erzeugten Spänen. Für diese Spanerzeugung sind verschiedene Maschinen bekanntgeworden, die es ermöglichen, den Spänen im Hinblick auf die zu erzeugenden Werkstoffe bestimmte Eigenschaften hinsichtlich ijjirer Abmessungen, des Faserverlaufes und der. Festigkeiten zu geben. Allen bisher bekanntgewordenen Werkstoffen und A^erfahren der zweiten Gruppe ist ausnahmslos ein Merkmal gemeinsam, daß nämlich die den Werkstoff aufbauenden Späne einen Faserverlauf in ihrer

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Längsrichtung oder wenigstens angenähert in dieser aufweisen. Stets handelt es sich um langgestreckte blatt-, band-, stäbchen- oder nadeiförmige Späne, die so aus dem stückigen Ausgangsmaterial herausgeschnitten sind, daß der gewünschte längsgerichtete Faserverlauf erzielt wird.

Die in allen aus solchen künstlich erzeugten Spänen aufgebauten Werkstoffen feststellbare ίο Längsfaserung der Späne und die ausdrückliche Betonung und Förderung dieser Eigenschaft in allen einschlägigen Veröffentlichungen — es werden Bezeichnungen wie Holzstäbchen, längsgef aserte Späne und ähnliche stets hervorgehoben — beruht auf der Anschauung, daß der herzustellende Werkstoff im Prinzip ein Stabfachwerk oder ein Gitterverband aus Längsträgern darstelle, wobei die Zugfestigkeit des einzelnen Trägers zwischen den Knotenpunkten für die Belastbarkeit des gesamten Fachwerkes maßgebend ist.

Eingehende Versuche, die der Erfindung zugrunde liegen, haben gezeigt, daß diese Anschauung unzutreffend ist, und zwar um so mehr, je mehr die verwendeten Holzspäne von der Stäbchenform abweichen und sich der Blatt- oder Folienform annähern. Während die Zertrümmerung stückiger Holzabfälle in Mühlen im allgemeinen vermöge der Spaltbarkeit des Holzes zu prismatischen Partikeln führt, geht das Bestreben bei der Erzeugung künstlicher Holzspäne mehr und mehr auf die Gewinnung dünner blatt- oder scheibenförmiger Späne. Festigkeitsuntersuchungen an aus solchen Spänen aufgebauten Werkstoffen haben gezeigt, daß der erstrebten Längsfaserung nicht der vermutete Einfluß auf die Festigkeitsausbildung des Werkstoffes zukommt. Gegenüber den üblichen, langen, band-, stäbchen- und nadeiförmigen Spänen wurden kurze, flache und dünne Blättchen oder Schuppen verwendet von beispielsweise 0,2 mm Stärke und in Längen bis herunter zu 20 mm in Faserrichtung gemessen, jedoch von 20 bis 60 mm quer zur Faserrichtung gemessen. Es wurde gefunden, daß erst unterhalb des Bereichs von 20 mm Länge in Faserrichtung die aus den Spänen aufgebauten Holzwerkstoffe einen geringfügigen Festigkeitsabfall gegenüber den bisher in der Praxis bekannten, aus viel stärker längsgestreckten Spänen erzeugten Werkstoffen aufweisen. Diese Erkenntnis stimmt mit dem heute allgemein bekannten Stand der Technik überein, daß nämlich Holzwerkstoffe vorteilhaft noch mit einem Verhältnis von etwa 1:100 von Spandicke zu Spanlänge hergestellt werden können, unter der Voraussetzung, daß möglichst glatte, flache Späne verwendet werden.

Die Erklärung für diese, aller bisherigen theoretischen Annahme und Forderung nach längsgefaserten Spänen wiedersprechende Tatsache liegt darin, daß beim Übergang vom prismatischen Holzstäbchen zur glatten, flächigen Folie die Auffassung des Verbandes als Stabfachwerk nicht mehr zutrifft, sondern daß an dessen Stelle ein echter Schichtwerkstoff tritt, bei dem nicht einzelne Knotenpunkte von längsgestreckten Trägern, sondern die gesamten Flächen miteinander verleimt sind. An dieser Erkenntnis ändert die Tatsache nichts, daß im allgemeinen die Verleimung der Flächen nicht durch einen geschlossenen Leimfilm, sondern durch möglichst regelmäßig über die gesamte Spanfläche punktförmig verteilte Leimtröpfchen erfolgt. Im Prinzip sind aus solchen folienartigen Spänen hergestellte Spanwerkstoffe zu den Sperrhölzern zu zählen, wobei lediglich an Stelle der großflächigen Furnierblätter kleinflächige Blättchen verwendet werden.

Die Erfindung ergibt sich nun aus der durch weitere Versuche gewonnenen Erkenntnis, daß, wenn für das Verhältnis von Spandicke zu Spanlänge der bekannte Wert von nicht weniger als ι : 100 bis etwa 1 : 150 gewählt wird, die Spanbreite dann ohne besondere Bedeutung für die Festigkeitsausbildung des Holzwerkstoffes ist, sofern sie nicht so groß gewählt wird, daß sich Verarbeitungsschwierigkeiten oder Strukturunregelmäßigkeiten beim Aufbau der Formlinge ergeben. Praktisch wurde gefunden, daß die Abmessungen der Späne senkrecht zu der bisher als Spanlänge bezeichneten, mit der Holzfaserrichtung im wesentlichen zusammenfallenden Richtung sogar wesentlich größer sein kann als in Faserlängsrichtung, womit dann also die bisher als Länge bezeichnete Richtung zur Breite wird und ein senkrecht zu seiner Längsrichtung gefaserter Span resultiert. Es wurde gefunden, daß Holzspanwerkstoffe mit quer zu ihrer Längsrichtung gefaserten Spänen, selbst wenn die Länge ein Mehrfaches der Breite beträgt, in ihren Festigkeitseigenschaften nicht hinter denjenigen zurückstehen, bei denen längsgefaserte Späne Verwendung finden, d. h. also gegenüber allen bisher üblichen Spanwerkstoffen.

Diese neuartigen Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Erfindung. Die bisher stets angestrebte Erzeugung längsgefaserter Späne ist technisch schwierig durchführbar. Die Idealforderung nach Gewinnung eines in allen drei Raumdimensionen beliebig dimensionierbaren Spanes in einem einzigen Arbeitsgang einer Maschine ist bis jetzt nirgends in technisch brauchbarer Form verwirklicht worden. Stets muß bei den heutigen Zerspanungsmaschinen eine der drei Spanabmessungen, no Länge, Breite, Dicke in einer der Idealforderung nicht entsprechenden Größe oder Form in Kauf genommen werden. Die Praxis hat daher im allgemeinen darauf verzichtet, Maschinen zu schaffen, bei denen alle drei Dimensionen gesteuert herstellbar sind und sich mit Maschinen begnügt, bei denen Dicke und Länge der längsgefaserten Späne von der Zerspanungsmaschine gesteuert erzeugt werden, während die Dimensionierung der Breite in einem zusätzlichen Arbeitsgang erfolgt. Der iao Weg, Dicke und Breite eines künstlich erzeugten Spanes in einer Maschine zu steuern, wird von den Holzwollemaschinen eingeschlagen. Auf solchen Maschinen erzeugte Späne müssen für die Herstellung von Spanplatten, bei denen ein schüttfähiges Spangut erforderlich ist, nachträglich etwa

durch eine Häckselmaschine gekürzt werden. Da die zur Verfügung stehenden Hölzer in der überwiegenden Mehrheit entsprechend dem Wuchs des Holzes langgestreckte Teile sind, d. h. im Verhältnis zur Länge nur geringe Breite besitzen, setzen sich in der Praxis bis jetzt fast ausschließlich Maschinen durch, bei denen schneidende Werkzeuge senkrecht oder annähernd senkrecht zur Faserrichtung durch das Holz bewegt werden, wobei die Schneide parallel oder auch unter einem gewissen Winkel zur Faser angreift. Dabei wird die Länge des zu erzeugenden längsgefaserten Spanes durch die Messerlänge selbst oder durch Ritzmesser oder ähnliche Schneidorgane bestimmt, deren Abstand gleich der gewünschten Spanlänge ist. Bei solcher Spanerzeugung erhält man Späne, die gegebenenfalls über die volle Breite des Holzes in einem quergefaserten Streifen anfallen. Teilweise tritt vermöge der Spaltbarkeit des Holzes längs zur Faser schon bei der Zerspanung oder bei nachträglichem Transport und Weiterverarbeiten ein Zerfallen der Späne ein, jedoch hat man bisher meist in einem zweiten Arbeitsgang die gewonnenen Späne durch einen Mahlprozeß in die gewünschte, langgestreckte, längsgefaserte Form zu zerlegen versucht. Der gewünschte Zweck wird von den bisher verwendeten Mühlen nur in unvollkommener Weise erreicht, da den Mahl- oder Schlagorganen die Späne nur unzulänglich gerichtet zugeführt werden können, sondern praktisch in allen möglichen räumlichen Stellungen zu den Schlagorganen gelangen, so daß nur die bevorzugte Spaltfähigkeit längs zur Faser bewirkt, daß immerhin ein erheblicher Teil der Späne in gewünschter Weise in schmalere Längsstreifen aufgeteilt wird; gleichzeitig aber wird auch ein erheblicher Spananteil in unerwünschter Richtung quer zur Faser zerschlagen und gekürzt, und es entsteht daher bei all diesen Mahlprozessen viel Feingut, welches für die Werkstoffherstellung unerwünscht ist. Trotzdem hat man sich bisher nicht entschließen können, auf diesen zusätzlichen Arbeitsgang der Spanzerlegung zu verzichten, stets ausgehend von der bisherigen strengen Forderung nach längsgefaserten Spänen. Die Erfindung besteht darin, auf Grund der vorstehend geschilderten Erkenntnisse den Werkstoff nicht aus längsgefaserten, sondern aus quer zu ihrer Längsrichtung gefaserten Spänen aufzubauen. Die Gewinnung solcher Späne ist an sich bekannt und wird, wie beschrieben, von einer Anzahl bekannter Zerspanungsmaschinen bereits ausgeführt. Erfindungsgemäß wird der Arbeitsgang der zusätzlichen Aufspaltung der Späne, der neben dem dafür notwendigen Investitions-, Energie- und Bedienungsaufwand vor allem den großen Nachteil der Bildung eines erheblichen Feinanteiles hat, weggelassen, wodurch ein billigerer und besserer Werkstoff erzielt wird als bei der bisherigen umständlichen Erzeugung längsgefaserter Späne.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Herstellung von selbsttragenden bzw. eigenfesten Spanplatten oder Spanformkörpern, ge- kennzeichnet durch die unmittelbare und über den gesamten Querschnitt des Erzeugnisses ausschließliche Verwendung von mit Bindemitteln versetzten, vorher in bekannter Weise auf Zerspanungsmaschinen quer zur Faserrichtung über die Breite des Ausgangsho>lzes abgenommenen und durch Vorritzer in einer Mindestlänge in Faserrichtung von etwa 20 mm abgelängten flachen, streifen- bzw. rechteckförmigen Holzspänen mit ihre Länge bis etwa zum Dreifachen übertreffender Breite.

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