DEP0032415DA

DEP0032415DA - Body pressed from wood fibers, method and apparatus for its manufacture

Info

Publication number: DEP0032415DA
Authority: DE
Inventors: Erwin Behr
Original assignee: Firma Erwin Behr, Wendlingen
Publication date: 1950-09-07

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.The invention relates to a method for producing a new material from wood fibers, the properties of which are superior in many respects to those of natural wood, plywood, laminated wood and similar wood products.

Ferner sind Gegenstand der Erfindung die aus dem neuen Werkstoff hergestellten Körper, die Vorrichtungen und die Arbeitsverfahren zur Herstellung derselben.The invention also relates to the bodies produced from the new material, the devices and the working methods for producing the same.

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.There are already known wood fiber products, but they are mainly pressed from irregular short-fiber wood chips and fibers that are used in woodworking, e.g. B. when planing or sawing. In order to achieve an even production, the manufacturers usually shred the larger pieces of wood into short-fiber chips, thereby destroying the high skill values that the grown wood possesses along the grain.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Holzfaserkörper besteht darin, dass zur Zerstörung der hohen Festigkeitswerte auch grosse mechanische Kräfte nötig sind.Another disadvantage of the known wood fiber bodies is that large mechanical forces are also required to destroy the high strength values.

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.However, in order to produce usable panels or wooden bodies from the short-fiber wood chips, the chips are mixed with water in many manufacturing processes, which has to be dried out again afterwards. Furthermore, In order to achieve a good connection of the small, short-fiber wood waste, a high pressure is usually used, which in turn means that a fairly large volume of chips has to be used. In addition, the addition of binder must be quite large in order to achieve sufficient strength. In the case of medium compression, the strength, especially in the direction of the plane of the plate, is therefore only low in the known plates, despite the relatively high addition of image agent. B. furniture, not sufficient in strength.

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.In order to achieve higher strength values, the manufacturers use larger press pressures, which inevitably result in an annoying increase in the spec. Weight and an increase in the cost of production due to larger quantities of chips, more expensive press and other equipment. Such panels are usually more expensive to produce than natural wood or plywood, which is why the economically urgent use of wood waste and small pieces of wood for the production of high-quality panels and wooden bodies is often omitted and the chips and smaller pieces of wood are burned.

Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäss vermieden.All these disadvantages are avoided according to the invention.

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 bestimmteIt is well known that wood that has grown or shrinkage practically does not swell or shrink in the longitudinal direction of its fiber, but even when pressed, swelling and shrinking occur across the fiber. The strength of the grown wood is indeed very high in the direction of the grain, but extremely low across the grain, so practically limited to one dimension, which makes it difficult to use or. is bound to certain conditions. In the case of plywood, there is a higher strength in two directions, in the third direction blocking panels are also not blocked, so that here too the use is determined

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.Limits are drawn. In contrast, the wood fiber bodies according to the invention have a considerably high strength in all three dimensions and have the advantage that they are cheaper than plywood and the known wood fiber boards and easy to manufacture by using less wood and wood waste.

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.According to the invention this is achieved in that the bodies consist of predominantly long elongated wood fibers running at different angles in all directions, the length of which is at least 20 times the width and which are pressed with the addition of a binder, preferably synthetic. As a rule, however, the length will be an even greater multiple of the width of the dimensions. What is essential is the use of wood parts obtained from waste or frayed, the longitudinal natural fiber structure of which is preserved as largely as possible, these long-fiber parts being distributed in the basic mass of the body in such a way that long fibers run in every direction, so that practically in every direction a high strength is given.

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.As a result of their very narrow width of a few millimeters at most, these fibers hardly swell or shrink. The wood fiber bodies are therefore blocked in all three dimensions and withstand changing moisture influences.

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.These long-fiber parts can either by themselves or with the addition of short-fiber and leaf-shaped parts, or together with evenly finely divided chips, through which the gaps are filled, mixed with a suitable binder and then pressed into bodies of any shape. It is neither necessary nor desirable for the fibers to be completely soaked in the binder; rather, a relatively small addition of the latter is sufficient, both For example, about 20% of a liquid mixture of a synthetic, water-soluble glue can be added, which - based on the finished body - results in a synthetic resin additive of about 7.5%.

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.As a result of the small amount of binding agent added, the weight of the bodies produced in this way is relatively low, and production, especially when using waste chips or chipped waste wood, turns out to be relatively very simple, while at the same time low-quality wood, which was previously only used for heating purposes, turns into high-quality Processes products that are in many cases better than plywood.

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.Depending on the intended use, continuous layers of any length and thin strips of wood can be inserted into the mass; Furthermore, suitable cladding, for example made of veneer, can be applied either during the pressing or after the deformation, which are connected to the wood fiber body by a binding agent, for example in the form of a synthetic resin glue film. A continuous rod or a strip made of grown wood can also be inserted on uncovered longitudinal edges of such wood fiber boards.

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.The production of these wood fiber bodies is very simple and can be largely adapted with the aid of simple devices to the raw material present, the place where it is produced and its use, since no large systems are required for this.

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.The narrow wood fibers obtained from waste or previously chipped are mixed in suitable devices in a dry or moist state in such a way that they come to lie in the most varied of directions and are intimately matted with one another.

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.The mass, consisting of fibers that are felted together and the binding agent, is then brought into the desired shape under changing pressure in known pressing devices.

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.Some embodiments of wood fiber bodies according to the invention and of devices for producing the fiber mixture are shown in the drawing in a purely schematic form and are briefly described below.

Fig. 1 zeigt eine fast ausschliesslich aus langen Holzfasern bestehende Platte,Fig. 1 shows a plate consisting almost exclusively of long wood fibers,

Fig. 2 eine aus langen Holzfasern und anderen Holzabfällen gemischte Platte,2 shows a board mixed from long wood fibers and other wood waste,

Fig. 3 einen Formkörper mit eingelegten Holzstreifen,3 shows a molded body with inserted strips of wood,

Fig. 4 eine Platte mit Kantenleiste,4 shows a plate with an edge strip,

Fig. 5 eine Mischvorrichtung,5 shows a mixing device,

Fig. 6 ein anderes Beispiel eienr Mischvorrichtung.Fig. 6 shows another example of a mixing device.

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.In Figures 1 and 2, for the sake of simplicity, a plate-shaped body is shown; of course, other shaped bodies can also be produced in the same way.

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.With 1 the individual long-fiber wood particles are referred to, which are at least 20 times as long in the fiber direction as transversely to this. As mentioned, these fibers are mixed with a binder and felted with one another in such a way that they lie across each other in all directions, in such a way that the strength in the longitudinal direction of the fibers is effective in all three dimensions. 2 is an outer veneer that is used to clad the panel.

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.The plate according to FIG. 2 is basically produced in the same way, but has, in addition to the long fibers 1, a larger number of short-fiber or leaf-shaped pieces of wood 3. Instead, finely divided chips can be distributed over the entire fiber mass.

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.In the wood fiber body according to FIG. 3, long, narrow and thin strips 5 of wood are inserted into the mass consisting of long-fiber wood particles 1 and fine wood chips 4.

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.Fig. 4 shows a cross-section through a plate, which also consists of long-fiber particles 1 and fine chips 4 with a veneer layer 2, but in which at the edge that remains uncovered during use, a rod 6 of grown and corresponding processed wood is inserted.

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.The mixing and pre-pressing device according to FIG. 5 essentially consists of a shaft-like housing 7, which tapers from top to bottom, with a feed hopper 18 and a number of rotating rollers located inside the shaft, of which the upper roller 8 rotates in the opposite direction to the downward movement of the mass, while the following rollers 9a to 9c rotate in the direction of the downward movement. The rollers are provided with pins or ribs 10 along their surface. The long fibers 1 filled in from above, optionally mixed with other additives, are first grasped by the top roller and partly pressed through the channel formed between its surface and the housing wall. They then come one after the other into the area of action of the following rollers, through which they are intimately mixed together and gradually conveyed downward and compressed in the narrowing space until they finally enter the channel 11 as a band. The matted mass can then be removed from this and brought into the molding press for final deformation.

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.In the mixing device according to FIG. 6, the shaft-shaped mixing space is formed by two conveyor belts 12, 13 rotating at a controllable speed, the upper revolving drums 14, 15 of which are more distant from one another than the lower drums 16, 17. Both conveyor belts move with the one that forms the shaft wall Strand from top to bottom. The wood fibers 1 are fed through the funnel 18 and first of all captured by a pin roller 19, which vibrates in the direction of the axis, and vigorously mixed together, whereby they are gradually carried down the shaft and are further intimately mixed and compressed here until they are here get into a horizontal channel 11, from which they are transferred to the molding press.

Die Verfilzung kann dadurch verbessert werden, dass die seitlichen Begrenzungen des Schachtes nach unten verstellbar zusammenlaufen und mehr oder weniger vibrieren.The tangling can be improved by the fact that the lateral boundaries of the shaft converge so that they can be adjusted downwards and vibrate more or less.

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.Instead of the pin roller 19, a stamp moving up and down can optionally also be used, which presses the fibers downwards and thereby mixes them together by rotation.

Claims

1. Body pressed from wood fibers, characterized in that it consists of predominantly long, stretched wood fibers (1) running at different angles in all directions, the length of which is at least about 20 times the width and which, with the addition of a binder, is preferably synthetic Are kind of crimped.

2. Wooden body according to claim 1, characterized in that the long-fiber parts (1) are mixed with short-fiber or lamellar wood particles (3).

3. Wooden body according to claim 1, characterized in that the basic mass consisting of long fibers (1) uniformly finely divided chips (4) are added.

4. Wooden body according to claims 1 to 3, characterized in that thin, continuous layers of wood strips of any length and width (5) are inserted in the interior of the fiber body.

5. Wooden body according to claims 1 to 4, characterized in that along uncovered edges of the wooden body, for example in panels used in furniture manufacture, continuous strips or rods (6) made of wood are inserted.

6. A process for the production of wood fiber bodies according to claims 1 to 5, characterized in that the fibers (1) obtained from wood waste or from wood parts chipped for this purpose are mechanically mixed in the dry or wet state, soaked with binder and intimately matted with one another are then pressed together under alternating pressure.

7. The method according to claim 6, characterized in that the

Wooden body is planed or sanded after pressing and then veneered.

8. The method according to claim 6, characterized in that the wooden body with glued-on cladding, for. B. a veneer (2) is finished pressed.

9. Device for the production of wooden bodies according to the method of claims 6 and 8, characterized in that it consists of a funnel-shaped narrowing shaft in which the abandoned from above, provided with binder fibers (1) by a conveyor device with simultaneous felting after conveyed downwards and thereby compressed like a band.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that rotating rollers (8, 9) which are provided with protruding pins or ribs (10) are used as the mixing and conveying device.

11. The device according to claim 9 and 10, characterized in that the upper roller (8) rotate in a direction opposite to the downward movement, the following rollers (9a to 9c) in the direction of the downward movement.

12. The device according to claim 9, characterized in that the mixing device consists of a rotating pin roller (19) and the conveying device consists of rotating conveyor belts (12, 13) forming the walls of the shaft.

13. Device according to claims 9 to 12, characterized in that the mass introduced into the mixing device is matted and compressed by vibrating the sides of the shaft.