DEP0032415DA - Aus Holzfasern gepreßter Körper, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines neuen Werkstoffes aus Holzfasern, dessen Eigenschaft in vielen Beziehungen denen des gewachsenen Holzes, des Sperrholzes, Schichtholzes und ähnlicher Holzprodukte überlegen sind.

Ferner sind Gegenstand der Erfindung die aus dem neuen Werkstoff hergestellten Körper, die Vorrichtungen und die Arbeitsverfahren zur Herstellung derselben.

Es sind bereits Holzfaserprodukte bekannte, die jedoch vorwiegend aus unregelmässigen kurzfaserigen Holzspänen und Fasern gepresst werden, die bei der Holzbearbeitung, z. B. beim Hobeln oder Sägen, anfallen. Um eine gleichmässige Produktion zu erzielen, zerkleinern die Hersteller meistens auch die grösseren Holzstücke zu kurzfaserigen Spänen und zerstören damit die hohen Fertigkeitswerte, die das gewachsene Holz längs der Faser besitzt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Holzfaserkörper besteht darin, dass zur Zerstörung der hohen Festigkeitswerte auch grosse mechanische Kräfte nötig sind.

Um jedoch aus den kurzfaserigen Holzspänen wieder brauchbare Platten oder Holzkörper herzustellen, werden bei vielen Herstellungsverfahren die Späne mit Wasser gemischt, welches nachträglich wieder herausgetrocknet werden muss. Ferner wird, um eine gute Verbindung der kleinen kurzfaserigen Holzabfälle erzielen, meistens ein hoher Pressdruck angewendet, der wiederum bedingt, dass ein ziemlich grosses Volumen an Spänen verwendet werden muss. Ausserdem muss der Bindemittelzusatz ziemlich gross sein, um eine genügende Festigkeit zu erzielen. Bei mittlerer Verpressung ist die Festigkeit vor allem in der Richtung der Plattenebene trotz verhältnismässig hohen Bildemittelzusatzes bei den bekannten Platten daher nur gering, so dass dieselben für die meisten Gebrauchsgegenstände, z. B. Möbel, in der Festigkeit nicht genügen.

Um höhere Festigkeitswerte zu erzielen, werden von den Herstellern grössere Pressdrucke angewendet, die zwangsläufig eine lästige Steigerung des spez. Gewichtes und eine Verteuerung der Produktion durch grössere Spänemengen, teurere Presse und andere Apparaturen mit sich bringen. Derartige Platten werden meistens in der Herstellung teurer als gewachsendes Holz oder Sperrplatten, weshalb die volkswirtschaftlich dringendst nötige Verwendung von Holzabfällen und geringen Hölzern zur Herstellung hochwertiger Platten und Holzkörper oftmals unterbleibt und die Späne und geringeren Hölzer der Verfeuerung anheim fallen.

Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäss vermieden.

Bekanntlich quillt oder schwindet gewachsenes Holz zwar in der Längsrichtung seiner Faser praktisch überhaupt nicht, dagegen tritt selbst in gepresstem Zustand ein Quellen und Schwinden quer zur Faser auf. Auch die Festigkeit des gewachsenen Holzes ist zwar in der Faserrichtung sehr gross, quer zur Faser aber ausserordentlich gering, praktisch also auf eine Dimension beschränkt, wodurch die Verwendung erschwert bezw. an bestimmte Voraussetzungen gebunden ist. Bei Sperrholz ergibt sich zwar eine höhere Festigkeit in zwei Richtungen, in der dritten Richtung sind Sperrplatten gleichfalls nicht gesperrt, so dass auch hier der Verwendung bestimmte

Grenzen gezogen sind. Demgegenüber besitzen die Holzfaserkörper nach der Erfindung eine in allen drei Dimensionen beachtlich hohe Festigkeit und haben den Vorteil, dass sie billiger als Sperrholz und die bekannten Holzfaserplatten und durch Verwendung von geringen Hölzern und Holzabfällen leicht herzustellen sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Körper aus überwiegend langen gestreckten und unter verschiedenen Winkeln nach allen Richtungen verlaufenden Holzfasern bestehen, deren Länge mindestens das 20-fache der Breite beträgt und die unter Zusatz eines Bindemittels, vorzugsweise synthetischer Art verpresst sind. In der Regel wird die Länge aber ein noch wesentlich höheres Vielfaches der Breite der Abmessungen betragen. Wesentlich ist als die Verwendung von aus Abfällen gewonnenen oder zerfaserten Holzteilen, deren längsgerichtete natürliche Faserstruktur möglichst weitgehend erhalten ist, wobei diese langfaserigen Teile so in der Grundmasse der Körper verteilt sind, daß in jeder Richtung lange Fasern verlaufen, so daß praktisch auch in jeder Richtung eine hohe Festigkeit gegeben ist.

Infolge ihrer sehr geringen Breitenausdehnung von höchstens einigen Millimetern quellen und schwinden diese Fasern praktisch kaum. Die Holzfaserkörper sind daher in allen drei Dimensionen gesperrt und halten wechselnden Feuchtigkeitseinflüssen stand.

Diese langfaserigen Teile können entweder für sich allein oder unter Zusatz kurzfaseriger und blättchenförmiger Teile, oder auch zusammen mit gleichmäßig fein zerteilten Spänen, durch welche die Lücken ausgefüllt werden, mit einem geeigneten Bindemittel gemischt und dann zu Körpern beliebiger Form gepresst werden. Dabei ist es weder erforderlich noch erwünscht, daß die Fasern von dem Bindemittel völlig durchtränkt werden; es genügt vielmehr ein verhältnismäßig geringer Zusatz an letzterem, bei- spielsweise können etwa 20% einer flüssigen Mischung eines synthetischen, wasserlöslichen Leimes beigegeben werden, woraus sich -auf den fertigen Körper bezogen- ein Kunstharzzusatz von etwa 7,5% ergibt.

Infolge des geringen Bindemittelzusatzes ist das Gewicht der so hergestellten Körper verhältnismässig gering, auch gestaltet sich die Herstellung, besonders bei Verwendung von Abfallspänen oder zerspantem Abfallholz, verhältnismässig sehr einfach, wobei sich zugleich geringwertiges Holz, das bisher vielfach nur zu Heizzwecken verwendet wurde, zu hochwertigen Erzeugnissen verarbeiten lässt, die in vielen Fällen besser sind als Sperrholz.

Je nach dem Verwendungszweck können in die Masse auch durchlaufende Schichten aus beliebig langen und dünnen Holzstreifen eingelegt werden; ferner können entweder während der Pressung oder nach der Verformung geeignete Verkleidungen, beispielsweise aus Furnieren, aufgebracht werden, die durch ein Bindemittel, etwa in Gestalt eines Kunstharzleimfilms,mit dem Holzfaserkörper verbunden werden. An ungedeckten Längskanten derartiger Holzfaserplatten kann auch ein durchgehender Stab oder eine Leiste aus gewachsenem Holz eingelegt werden.

Die Herstellung dieser Holzfaserkörper gestaltet sich sehr einfach und kann mit Hilfe einfacher Vorrichtungen dem jeweils vorhandenen Rohstoff, dem Ort seines Anfalls und seiner Verwendung weitgehend angepasst werden, da hierzu keine grossen Anlagen erforderlich sind.

Die aus Abfällen gewonnenen oder vorher zerspänten schmalen Holzfasern werden in trockenem oder feuchtem Zustande in geeigneten Vorrichtungen derart gemischt, dass sie in den verschiedensten Richtungen zu liegen kommen und innig miteinander verfilzt werden.

Die aus miteinander verfilzten Fasern und dem Bindemittel bestehende Masse wird dann unter wechselndem Druck in an sich bekannten Pressvorrichtungen in die gewünschte Form gebracht.

Einige Ausführungsbeispiele von Holzfaserkörpern nach der Erfindung und von Vorrichtungen zur Herstellung des Fasergemisches sind in der Zeichnung in rein schematischer Form dargestellt und nachstehend noch kurz beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine fast ausschliesslich aus langen Holzfasern bestehende Platte,

Fig. 2 eine aus langen Holzfasern und anderen Holzabfällen gemischte Platte,

Fig. 3 einen Formkörper mit eingelegten Holzstreifen,

Fig. 4 eine Platte mit Kantenleiste,

Fig. 5 eine Mischvorrichtung,

Fig. 6 ein anderes Beispiel eienr Mischvorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist der Einfachheit halber ein plattenförmiger Körper gezeigt; selbstverständlich können auch anders geformte Körper sinngemäss in gleicher Weise hergestellt sein.

Mit 1 sind die einzelnen langfaserigen Holzteilchen bezeichnet, die in der Faserrichtung mindestens 20 mal so lang sind als quer zu dieser. Diese Fasern sind, wie erwähnt, mit einem Bindemittel gemischt und so miteinander verfilzt, dass sie in allen Richtungen quer durcheinander liegen, derart, dass die Festigkeit in Faserlängsrichtung in allen drei Dimensionen wirksam ist. 2 ist ein Aussenfurnier, das zur Verkleidung der Platte dient.

Die Platte nach Fig. 2 ist grundsätzlich in gleicher Weise hergestellt, weist aber neben den langen Fasern 1 noch eine grössere Anzahl kurzfaseriger oder blattförmiger Holzstücke 3 auf. An deren Stelle können auch fein zerteilte Späne über die ganze Fasermasse verteilt werden.

Bei dem Holzfaserkörper nach Fig. 3 sind in die aus langfaserigen Holzteilchen 1 und feinen Holzspänen 4 bestehende Masse lange, schmale und dünne Streifen 5 aus Holz eingelegt.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Platte, die ebenfalls aus langfaserigen Teilchen 1 und feinen Spänen 4 mit Furnierauflage 2 besteht, bei welcher aber an der bei der Verwendung ungedeckt bleibenden Kante ein Stab 6 aus gewachsenem und entsprechend bearbeitetem Holz eingelegt ist.

Die Misch- und Vorpressvorrichtung nach Fig. 5 besteht im wesentlichen aus einem sich von oben nach unten verjüngenden, schachtartigen Gehäuse 7 mit Zuführtrichter 18 und einer Anzahl innerhalb des Schachtes liegender umlaufender Walzen, von welchen die obere Walze 8 entgegengesetzt der Abwärtsbewegung der Masse umläuft, während die folgenden Walzen 9a bis 9c im Sinne der Abwärtsbewegung umlaufen. Die Walzen sind längs ihrer Oberfläche mit Stiften oder Rippen 10 versehen. Die von oben eingefüllten, gegebenenfalls mit anderen Zusätzen gemischten, langen Fasern 1 werden zunächst von der obersten Walze erfasst und zum Teil durch den zwischen deren Oberfläche und der Gehäusewand gebildeten Kanal hindurchgedrückt. Sie gelangen dann nacheinander in den Wirkungsbereich der folgenden Walzen, durch welche sie innig durcheinandergemischt und in dem sich verengenden Raum allmählich nach unten befördert und zusammengepresst werden, bis sie schliesslich als Band in den Kanal 11 eintreten. Aus diesem kann dann die verfilzte Masse entnommen und zur endgültigen Verformung in die Formpresse verbracht werden.

Bei der Mischvorrichtung nach Fig. 6 wird der schachtförmige Mischraum durch zwei mit regelbarer Geschwindigkeit umlaufende Förderbänder 12, 13 gebildet, deren obere Umlauftrommeln 14, 15 grösseren Abstand voneinander haben als die unteren Trommeln 16, 17. Beide Förderbänder bewegen sich mit dem die Schachtwand bildenden Strang von oben nach unten. Die Holzfasern 1 werden durch den Trichter 18 zugeführt und zunächst von einer Stiftwalze 19, welche in der Richtung der Achse vibriert, erfasst und kräftig durcheinandergemengt, wodurch sie in dem Schacht allmählich nach unten mitgenommen und hier weiter innig gemischt und zusammengedrückt werden, bis sie hier in einen waagrechten Kanal 11 gelangen, aus dem sie in die Formpresse überführt werden.

Die Verfilzung kann dadurch verbessert werden, dass die seitlichen Begrenzungen des Schachtes nach unten verstellbar zusammenlaufen und mehr oder weniger vibrieren.

Anstelle der Stiftwalze 19 kann gegebenenfalls auch ein sich auf- und abbewegender Stempel treten, welcher die Fasern nach unten drückt und dieselben dabei durch Drehung durcheinandermischt.

Claims (13)

1. Aus Holzfasern gepresster Körper, dadurch gekennzeichnet, dass er aus überwiegend langen, gestreckten und unter verschiedenen Winkeln nach allen Richtungen verlaufenden Holzfasern (1) besteht, deren Länge mindestens etwa das 20-fache der Breite beträgt und die unter Zusatz eines Bindemittels vorzugsweise synthetischer Art verpresst sind.

2. Holzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die langfaserigen Teile (1) mit kurzfaserigen oder blättchenförmigen Holzteilchen (3) gemischt sind.

3. Holzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus langen Fasern (1) bestehenden Grundmasse gleichmäßig fein zerteilte Späne (4) zugesetzt sind.

4. Holzkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Faserkörpers dünne, durchlaufende Schichten aus beliebig langen und breiten Holzstreifen (5) eingelegt sind.

5. Holzkörper nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß längs ungedeckter Kanten der Holzkörper, beispielsweise bei in der Möbelherstellung verwendeten Platten, durchgehende Leisten oder Stäbe (6) aus Holz eingelegt sind.

6. Verfahren zur Herstellung von Holzfaserkörpern nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Holzabfällen oder aus zu diesem Zweck zerspänten Holzteilen gewonnenen Fasern (1) in trockenem oder feuchtem Zustande mechanisch vermischt, mit Bindemittel getränkt und innig miteinander verfilzt, daran anschließend unter wechselndem Druck miteinander verpresst werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der

Holzkörper nach der Pressung gehobelt oder geschliffen und daran anschließend fertig furniert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadruch gekennzeichnet, daß der Holzkörper mit aufgeleimter Verkleidung, z. B. einem Furnier (2) fertig gepresst wird.

9. Vorrichtung zur Herstellung von Holzkörpern nach den Verfahren der Ansprüche 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem sich trichterförmig verengenden Schachte besteht, in welchem die von oben aufgegebenen, mit Bindemittel versehenen Fasern (1) durch eine Fördervorrichtung unter gleichzeitiger Verfilzung nach abwärts befördert und dabei bandartig zusammengedrückt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Misch- und Fördervorrichtung umlaufende Walzen (8, 9) dienen, die mit vorstehenden Stiften oder Rippen (10) versehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Walze (8) in einem der Abwärtsbewegung entgegengerichteten Sinne, die folgenden Walzen (9a bis 9c) im Sinne der Abwärtsbewegung umlaufen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung aus einer umlaufenden Stiftwalze (19) und die Fördervorrichtung aus die Wände des Schachtes bildenden umlaufenden Förderbändern (12, 13) bestehen.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Mischvorrichtung eingebrachte Masse durch Vibrieren der Seiten des Schachtes verfilzt und zusammengedrückt wird.