DEH0014166MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 17. Oktober 1952 Bekanntgemacht am 29. September 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

Der Gegenstand der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß für die verschiedensten Gebrauchszwecke, wie Wand- und Deckenverkleidungen, Türfüllungen u. dgl., die mittleren und schwereren Spanplatten mit hohen Wichten und großen Bruchfestigkeiten und dem damit verbundenen größeren Aufwand an Holzstoff weniger zweckmäßig und geeignet sind als leichte und poröse Platten.

Leichte, poröse Platten besitzen demgegenüber ein erheblich höheres Wärmeisoliervermögen, einen viel höheren Grad der Schallschluckung und ein sehr hohes Stehvermögen.

Dichte Platten sind besonders empfindlich gegen Feuchtigkeitseinwirkungen, die sich in einem Verbiegen und Verwinden der Platten äußern, während sich bei porösen Platten die durch Feuchtigkeit verursachten Quell'wirkungen in den Hohlräumen totlaufen und deshalb keine Formveränderungen der Platte zur Folge haben. Poröse Platten solcher Art gestatten sogar einen nur einseitigen Furnierüber.zug ohneDeformierungsfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Herstellung von leichten und porösen Spanplatten mit Wichten von etwa 0,20 bis 0,40. Nach den bisherigen Verfahren werden Spanplatten so hergestellt, daß die Späne mittels geeigneter Bindemittel und geheizter Pressen zu Platten geformt werden.

Da für diese Zwecke meist geringwertigeres Spangut verwendet wird, werden die Platten aus den verschiedensten Gründen mit einer Deckschicht

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aus hochwertigem Spangut, auch Folien, Furnieren od. dgl. versehen. Die Herstellung dieser mehrschichtigen Platten erfolgt meist in einem Arbeitsgang, d. h., es wird auf eine untere hochwertige 5 Oberflächenschicht das geringwertigere Mittellagenmaterial und darauf wieder das hochwertigere Material für die Oberschicht gelegt und das Ganze zwischen Preßplatten zusammengedrückt und unter Erwärmung zur Auspolymerisation gebracht, Es

ίο hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, wenn die Holzteilchenmasse der Oberflächen- oder Deckschicht eine größere Menge an Bindemitteln enthält als die aus gröberen Holzteilen bestehende Innenschicht.

D'iese Plattenfertigung ^: erfolgt unter, solchen Drücken, daß ein festes' Gefüge -..und auch, eine glatte Oberfläche erzielt- wird. Die in dieser Weise hergestellten Platten besitzen aber gewollt oder ungewollt eine relativ hohe Dichtigkeit und infolge-.

dessen auch eine hohe Wichte. Letztere liegt meist beachtlich höher als das spezifische Gewicht des Holzes bzw. des Materials, aus dem die verwendeten Späne bestehen.

Nach diesen bekannten Verfahren ist aber die Herstellung einer spezifisch leichten und hochporösen Platte, insbesondere mit festen, glatten Oberflächen nicht möglich, weil der für die Oberfläche notwendige höhere Druck die Mittelschicht stärker zusammenpreßt, so daß die für das geringe spezifische Gewicht notwendige Voluminosität nicht aufrechterhalten werden kann.

Auch eine mit geringerem Druck hergestellte leichte poröse Platte mit voller Aushärtung der Bindemittel hält dem bei einer etwa im zweiten Arbeitsgang aufzubringenden festen glatten Oberfläche notwendigen Druck nicht aus, ohne in ihrem Gefüge beeinträchtigt zu werden, denn die auspolymerisierten bzw. ausgehärteten Kunstharzbindemittel eines porösen Gefüges sind nicht mehr elastisch genug, um einem stärkeren Druck ohne gänzliche oder teilweise Lösung bzw. Abreißen oder Brechen der Bindestellen zu widerstehen.

Preßt man aber andererseits die Oberflächenschicht bei geringem Druck entsprechend der Elastizität bzw. Druckfestigkeit der fertig auspolymerisierten porösen Mittelschicht auf, kann die Maßhaltigkeit der fertigen Platte nicht gewährleistet werden.

Erfindungsgemä'ß wird zur Herstellung von leichten, porösen Spanplatten, deren Wichte etwa höchstens 8o°/o des spezifischen Gewichtes des verwendeten Spanholzes beträgt, so verfahren, daß während des Preßvorganges vor der endgültigen. Aushärtung, ■ Auspolymerisation oder Auskondensierung der porösen Mittelschicht diese trotz ihres geringen Raumgewichtes eine so große Druckfestigkeit bzw. Elastizität erhält,, daß sie ohne Änderung ihrer Struktur dem für die Herstellung der dichten und festen Oberflächenschicht erforderliehen Druck standhält.

Die poröse Mittelschicht kann dabei auch Grundschicht sein, wenn die untere Oberflächenschicht fehlt, so daß die Spanplatte in diesem Fall aus zwei Schichten besteht, nämlich der porösen Mittelschicht, jetzt Grundschicht, und der dichten Oberflächenschicht.

Hierzu werden federnde und hochelastische Späne verwendet von hohem Schüttvolumen, die bereits beim Zusammendrücken einen relativ hohen Preßdruck erfordern.

Es wurde z. B. festgestellt, daß aus Hokspänen bzw. Holzfäden bis zu 0,4 mm Stärke, die durch Abhobeln von Holz in der Wuchsrichtung erzeugt werden, sich bei einem Verhältnis der Dicke zur Länge dieser Späne je nach Holzart von 1 : 250 bis ι : 500 ein für die Zwecke der Herstellung einer Leichtbauplatte im Sinne der Erfindung günstigstes ' Spänegemisch in der Art eines wolligen Polsters mit relativ hoher _t Elastizität hergestellt werden kann.

Zwar werden Späne vorgenannter Abmessung bisher schon für schwerere Platten verarbeitet, jedoch erfolgt dies aus anderen Gründen. Während bei schweren Platten eine möglichst großflächige Verleimung mit hoher Dichte beabsichtigt ist, sollen die Späne bei den leichten Platten nach der '. Erfindung eine gerüstartige Struktur mit geringer Dichte, jedoch relativ hoher Druck- und Bruchfestigkeit bilden und das Polster aus Spänen yorbeschriebener Art durch ihre Spann- bzw. Federkraft einen möglichst hohen Gegendruck während der Verpressung erzeugen.

Die erforderliche Spann- bzw. Federkraft der einzelnen Späne wird nach der Erfindung noch dadurch erhöht, daß die Bindemittel, z. B. Harnstoff- oder Phenolharze, bei ihrem Aufbringen eine niedrigere Temperatur besitzen als die zu benetzenden oder zu besprühenden Späne.

Die höhere Temperatur der Späne läßt die feuchten Bindemittel schneller trocknen, bewirkt eine höhere Viskosität des Bindemittels und verhindert in hohem Maße sein Eindringen in den Span. Das Bindemittel verbleibt vielmehr an der Oberfläche und beeinträchtigt die federnde Kraft des Spanes weder bei der Anpolymerisation noch nach seiner Auspolymerisation oder Aushärtung durch Versprödung, sondern erhöht -sie sogar. Die Späne bleiben trockner und sind naturgemäß spannkräftiger als feuchtere Späne.

Nach der Erfindung wird also der Trockenheitsgrad sowie die Temperatur der Späne so gehalten, daß sie nicht durch Trockenheit spröde werden, sondern ihre höchste Spannkraft behalten, daß andererseits aber auch die Lösungs- bz'w. Dispersionsmittel der Bindemittel genügend schnell verdunsten können.

Während somit nach der Erfindung die poröse Schicht darauf eingestellt wird, unter möglichster Aufrechterhaltung ihres Volumens bei der Pressung einen möglichst hohen Gegendruck zu erzeugen, kommt es bei der Herstellung einer festen Oberflächenschicht darauf an, den zu ihrer Verdichtung benötigten Druck gering zu halten. DasSpäne- und Bindemittelgemisch für die Oberflächenschicht wird deshalb aus dünneren Spänen hergestellt und feuchter gehalten. Die größere Feuchtigkeit der

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Oberflächenschicht könnte zwar deren Auspolymerisationszeit im Verhältnis zu der der trockneren Mittelschicht verlängern. Da aber die Heizplatten beim Preßvorgang auf die Oberflächenschicht direkt und daher schneller einwirken, tritt diese Verlängerung der Auspolymerisations- bzw. Aushärtungszeit nicht in Erscheinung.

Zur optimalen Erhaltung der Elastizität der Mittelsehicht, des gleichmäßigen Verbandes der ίο porösen Mittellagen und der einwandfreien Verbindung von Oberflächen- und Mittelschicht ist eine genaue Abstimmung der Härtungs- bzw. Polymerisationsgrade sowie der Aushärtungs- bzw. Auspolymerisationszeitpunkte sowohl für Mittel- wie auch Oberflächenschlichten erforderlich.

Diese Abstimmung wird nach der Erfindung durch entsprechende Zugaben von sauer oder basisch, also polymerisationsbeschleunigend oder polymerisationsverzögernd wirkenden Mitteln zu dem Oberflächen- und Mittelschichtengemisch geregelt.

Neben dieser Abstimmung des Härtungs- bzw. Polymerisations- oder Kondensationsablaufes in einer oder mehreren Schichten wird nach der Eras findung dieser Ablauf außerdem noch mit dem Grad der Zusammenpressung abgestimmt, indem die Pressung je nach Erfordernis nicht kontinuierlich bis zum Endabstand der Preßplatten bzw. der Fertigdimension der Spanplatten erfolgt, sondern in Stufen mit Pausen. Es werden deshalb je nach Erfordernis während des Preßvorganges eine oder mehrere 'Pausen eingelegt, in denen der Polymerisations- bzw. Härtevorgang fortschreitet und praktisch sozusagen überdimensionierte anpolymerisierte bzw. angehärtete Platten gebildet werden, deren weitere Zusammendrückung jeweils höhere Drücke erfordert, bis bei der letzten Pressung die gewünschte Stärke erhalten wird.

B e i s ρ i e 1 ι

Für den Ablauf des Aushärtungs- und Preßvorganges zur Herstellung einer 20 mm starken Spanplatte mit einer dichteren Oberflächenschicht nach der Erfindung wird beim Arbeiten in einem Arbeitsgang folgendermaßen verfahren:

Die Mittelschicht mit in bestimmter Zeit bei bestimmter Temperatur normal auspolymerisierenden Bindemitteln sowie die Oberflächenschicht mit gleichen Bindemitteln, jedoch mit relativ höherem Feuchtigkeitsgehalt, sowie zusätzlich die Polymerisation verzögernden Mitteln werden zwischen heißen Preßplatten auf z. B. 25 mm zusammengedrückt. Die Oberflächenschicht wird hierbei infolge stärkeren Gegendruckes der Mittelschicht. bereits erheblich verdichtet. Der Preßvorgang wird dann abgestoppt. Die Oberflächenschicht härtet infolge des Zusatzes verzögernder Mittel noch nicht. Die Mittelschicht dagegen härtet an und erhöht damit bei weiterem Zusammendrücken der Presse z. B.

auf 23 mm den Gegendruck. Der Preßvorgang wird hierauf wieder abgestoppt. Die Verdichtung der Oberflächenschicht sowie der Härtungsvorgang in der Mittelschicht wiederholen sich wie bei der ersten Pressung auf 25 mm, jedoch in verstärktem Maße. Die Platte wird hierauf auf 20 mm Stärke zusammengepreßt. Jetzt erfolgt die endgültige Aushärtung bzw. Auspolymerisierung, und zwar gleichzeitig bei der Mittel- und der Oberflächenschicht, da die Verzögerungsmittel inzwischen verdampft sind.

Beispiel 2

Beim Arbeiten in zwei Arbeitsgängen, um eine besonders verdichtete und glatte Oberfläche zu erzielen, verfährt man wie folgt: .

Die Mittelschicht wird mit zusätzlichen Mitteln, die die" Auspolymerisation bzw. Aushärtung für einen längeren Zeitintervall verzögern, unter Wärmeanwendung zu einer nur anpolymerisierten bzw. angehärteten bereits festen, jedoch überdimensionierten porösen Platte von 22 mm Stärke verpreßt, so daß dieser »Vorpreßling« bei erneutem Zusammendrücken bereits hohen Druck benötigt.

In einem zweiten Arbeitsgang wird hierauf eine relativ feuchte Oberflächenschicht, die polymerisationsbeschleunigende Mittel z. B. saurer Reaktion erhält, auf den Vorpreßling gebracht und das Ganze unter Anwendung von Wärme auf 20 mm Endstärke verpreßt. Die Oberflächenschicht wird dabei stark verdichtet, die ihr entweichenden Dämpfe durchdringen den porösen Vorpreßling, erweichen die angehärteten Bindemittel, verhindern ihr Abreißen an den Verbundstellen zwischen den Spänen, bewirken eine innige Verklebung mit der Oberflächenschicht und beschleunigen vermöge ihres sauren Charakters die Aushärtung bzw. Auspolymerisation oder Kondensation, so daß diese hei beiden Schichten im gleichen Zeitpunkt erfolgen kann.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung lassen sich die für die einzelnen Schichten notwendigen, zeitlich verschieden fortschreitenden Härtungs-bzw. Polymerisationsprozesse auch durch die Verwendung von Bindemitteln erreichen, die bei verschiedenen Temperaturen hinsichtlich ihrer Auspolymerisation bzw. Aushärtung verschieden reagieren. Es kann z. B. die eine Schicht mit einem Kunstharzbindemittel versehen sein, das bei 120⁰ C aushärtet bzw. polymerisiert oder kondensiert, während die andere Schicht mit einem Bindemittel versehen ist, das bei 170⁰ C aushärtet bzw. auspolymerisiert oder kondensiert.

Das gleiche Ergebnis wird ferner auch mit für die einzelnen Schichten oder an einzelnen Stellen des Plattenkörpers verschiedenen Bindemitteln erreicht, die teils durch saure und teils durch alkalische Einflüsse auskondensieren, aushärten oder auspolymerisieren.

Schließlich können für die Verzögerung bzw. Beschleunigung der Auspolymerisation bzw. Aushärtung auch Chemikalien als Zusätze genommen werden, die bei verschiedenen Temperaturen verschiedene Reaktionen auslösen, die beispielsweise bei niedrigeren Temperaturen alkalisch wirken, während sie bei höheren Temperaturen durch Abspaltung von Säuren eine saure Wirkung auslösen.

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Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich zweckmäßig auch bei der Fertigung schwererer Spanplatten verwenden, um diese Platten entweder insgesamt oder in den einzelnen Schichten oder an einzelnen Stellen leichter und poröser und damit z. B. gegen die Folgen von Feuchtigkeitseinwirkungen unempfindlicher zu machen.

Das Verfahren ermöglicht insbesondere auch die Herstellung schallschluckender Spanplatten mit

ίο gewünschten Schluckgraden, weil bei seiner Anwendung sowohl einschichtige poröse Platten als auch entsprechend dichte oder poröse Oberflächen erzielt werden und diese bei Verwendung geeigneter Späneformen jede gewünschte Wirkung erzielen lassen.

Es ermöglicht aber auch je nach Zugabe polymerisationsbeschleunigender oder -verzögernder Mittel mit oder ohne Unterbrechung des Preßvorganges die Herstellung örtlich verschiedener Dicliten des Plattenkörpers. Eine solche Gestaltung kann zur Erzielung bestimmter Festigkeit, bestimmter akustischer Eigenschaften, bestimmten Wärtneisoliervermögens u·. dgl. erforderlich und zweckmäßig sein. Es ermöglicht schließlich sogar die Zwischenschaltung von Schichten aus anderen Stoffen, z. B. die Verwendung von Spänen oder Fasern aus anorganischem Material, wie Steinwolle, Asbest u. dgl., zur Erzielung feuerhemmender Wirkungen und Eigenschaften in den Spanplatten.

Die Anwendung des Verfahrens beschränkt sich auch nicht auf die Fertigung von Platten aus »Spänen«, es können vielmehr auch Fasern und Halme pflanzlicher oder anorganischer Herkunft Verwendung finden. Zum Beispiel bringt es gegenüber den bisherigen Methoden eine beachtliche Verkürzung der Preß-, Auspolymerisations- bzw. Aushärtungszeiten.

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. A^erfahren zur Herstellung leichter Spanplatten aus Gemischen aus Spänen hohen Schüttvolumens und härtbaren Kunstharzbindemitteln mit ein- oder beiderseitiger Oberflächenschicht mittels Druck und Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzbindemittel im Ablauf ihres Aushärtungsprozesses durch ihre entsprechende Auswahl und mittels aushärtungsbeschleunigender oder -verzögernder Zusätze so beeinflußt und untereinander in Verbindung ■mit stufenweisem oder kontinuierlichem Preßvorgang gegenseitig so abgestimmt werden, daß verschiedene Schichten in einem oder mehreren Preßvorgängen sich verschieden stark verdichten, indem verschiedene Gemische zu einer porösen Mittelschicht und einer festen, dichten, glatten Oberflächenschicht gemeinsam ohne Beeinträchtigung der porösen Struktur bzw. der Festigkeit des Gefüges zu einer Platte mit geringem Gesamtraumgewicht verpreßt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Späne beim Besprühen oder Benetzen mit Bindemitteln eine höhere Temperatur als die Bindemittel aufweisen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtungszeiten in den Gemischen durch Zusatz sauer oder alkalisch wirkender Mittel oder auch solcher, die bei verschiedenen Temperaturen verschiedene saure oder alkalische Reaktionen auslösen, zweckentsprechend geregelt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Bindemittel, die bei verschiedenen Temperaturen aushärten, verwendet werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch den Zusatz von Reaktionsbeschleunigern oder -verzögerern.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßvorgang in einer oder mehreren Stufen mit Pausen durchgeführt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß überdimensionierte poröse Schichten ausgehärtet bzw. anpolymerisiert werden.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpolymerisation bzw. Aushärtung und Auskondensation aller Schichten gleichzeitig erfolgt.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung örtlich verschiedener Dichten des Plattenkörpers der Zusatz polymerisationsbeschleunigender oder -verzögernder Mittel örtlich verschieden erfolgt.

   '
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß neben bzw. an Stelle von Holz andere geeignete Stoffe, wie Steinwolle, Fasergut, Pflanzenhalme u. dgl., verwendet \verden.

    Angezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschrift Nr. 880 482;
    schweizerische Patentschrift Nr. 248 559.

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