WO1999032285A1 - Holzspanplatte mit hoher biegefestigkeit und hohem biege-e-modul - Google Patents

Holzspanplatte mit hoher biegefestigkeit und hohem biege-e-modul Download PDF

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Làszlò DÖRY
Gerhard Stifter
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B21/00—Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board
    • B32B21/10—Next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/06—Making particle boards or fibreboards, with preformed covering layers, the particles or fibres being compressed with the layers to a board in one single pressing operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/02—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising animal or vegetable substances, e.g. cork, bamboo, starch

Definitions

  • the invention relates to a chipboard with high flexural strength and high modulus of elasticity, consisting of several layers of glued with condensation resins, pressed under pressure and elevated temperature with different chip size.
  • the quality of these chipboards is determined, among other things, by the bending strength and the elastic modulus of elasticity, which are a measure of the inherent deflection and the load-bearing capacity of the board. These measured values therefore provide technical information about the possible further use of the chipboard, that is, whether it can be used in the construction or furniture sector, for example.
  • the following process parameters are available, namely increasing the gluing factor for the wood chips or increasing the density in the finished chipboard.
  • the increase in the gluing factor leads to an increase in the proportion of condensation resins and thus to a complex process due to high energy and raw material costs; the increase in density is associated with a drastic increase in the weight of the chipboard and thus with unfavorable production and transport conditions.
  • the invention is based on the object, the known problems in increasing the bending strength and the flexural modulus of a particle board can occur to avoid and additionally increase the bending strength and the flexural modulus.
  • a particle board of the type mentioned is therefore proposed, which is characterized in that a fabric, scrim or fleece consisting of natural fibers is provided within or between the individual layers of glued wood chips.
  • the wood chipboard according to the invention also has the advantage that the fabric, scrim or fleece consisting of natural fibers is pre-consolidated by mechanical and / or chemical treatment.
  • a further advantage of the wood chipboard according to the invention is that the woven fabric, scrim or fleece consisting of natural fibers contains bast fibers, in particular hemp, flax or jute fibers and mixtures thereof.
  • the chipboard is further characterized according to the invention in that the chipboard has a three-layer structure consisting of a middle layer and two cover layers and that the fabric, scrim or fleece made of natural fibers is arranged on both sides of the middle layer or on both sides within the cover layers.
  • the chipboard 1 according to the invention is given in the form of a three-layer structure.
  • This consists of the middle layer 2, which has relatively large, glued wood chips and the top layers 3 and 3 ', which, in contrast to the middle layer, have finer, glued wood chips.
  • the preferably pre-consolidated natural fiber fabrics 4 and 4 ' are arranged on both sides of the middle layer 2.
  • FIG. 1 also shows a chipboard 1 'with a three-layer structure according to FIG. 1, the preferably pre-consolidated natural fiber fabrics 4, 4' being present within the cover layers 5, 5 'and 6, 6'.
  • wood chipboards shown in the description of the figures are produced, for example, as follows:
  • the wood used is processed in a chipper and in mills into chips of different sizes, dried and stored separately according to chip size. This is followed by gluing with nitrogen-containing condensation resins, for example urea-formaldehyde resins, which are present in aqueous solution. The proportion of synthetic resin in the solution is adjusted such that the gluing factor is between 6 and 10%. After gluing, the chips for the top or middle layers of the board are stored in two spreading machines, if necessary.
  • nitrogen-containing condensation resins for example urea-formaldehyde resins
  • the natural fiber fabrics 4, 4 ' are pretreated, for example, in such a way that they are impregnated with a synthetic resin solution such as an isocyanate solution and then dried. This results in the partial pre-consolidation of the natural fibers in the tissue, the fibers being glued together.
  • a synthetic resin solution such as an isocyanate solution
  • a layer structure according to FIGS. 1 and 2 is produced using these partially pre-consolidated fabrics 4, 4 '.
  • This layer structure can now be fed to a chipboard press, in which it is pressed at temperatures of around 240 ° C and at pressures of 40 kp / cm2.
  • the condensation reaction of those used as binders now takes place Synthetic resins.
  • the wood chips are bonded in the cover and middle layers, and the fiber fabrics 4 and 4 'are bonded to the respectively adjacent wood chip layers.
  • the application of temperature and pressure to the fiber fabric also causes its further pre-consolidation.
  • the gluing with the adjoining wood chip layers ensures that the pre-consolidation of the natural fiber fabrics is maintained.
  • the chipboard according to the invention now has increased values for bending strength and flexural modulus of elasticity due to the measure of the pre-consolidated natural fiber fabrics and therefore withstands particularly high weight loads.
  • the wood chipboard according to the invention can be easily processed like known wood chipboards, for example by veneering and coating with foils, decorative papers and laminate boards, so that the decorative requirements, for example for furniture construction, are also met.
  • the raw panel can also be used due to its excellent weight-bearing capacity, especially for load-bearing structures.

Abstract

Es wird eine Holzspanplatte (1) mit hoher Biegefestigkeit und hohem Biege-E-Modul bestehend aus einer oder mehreren Schichten (2, 3, 5, 6) von mit Kondensationsharzen imprägnierten, unter Druck und erhöhter Temperatur verpreßten Holzspänen mit gegebenenfalls unterschiedlicher Spangröße angegeben, welche erfindungsgemäß innerhalb oder zwischen den einzelnen Schichten aus beleimten Holzspänen ein aus Naturfasern bestehendes Gewebe, Gelege oder Vlies (4) aufweist.

Description

Holzspanplatte mit hoher Biegefestigkeit und hohem Biege-E-Modul
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Holzspanplatte mit hoher Biegefestigkeit und hohem Biege- E-Modul, bestehend aus mehreren Schichten von mit Kondensationsharzen beleimten, unter Druck und erhöhter Temperatur veφreßten Holzspänen mit unterschiedlicher Spangröße.
Stand der Technik
Die Qualität dieser Holzspanplatten wird unter anderem von der Biegefestigkeit und dem Biege-E-Modul, welche ein Maß für die Eigendurchbiegung und die Belastbarkeit der Platte sind, bestimmt. Diese Meßwerte geben daher die technische Information über die mögliche Weiterverwendung der Spanplatte, das heißt, ob sie beispielsweise im Bau- oder Möbelbereich eingesetzt werden kann.
Zur Erhöhung der Biegefestigkeitswerte und des Biege-E-Moduls steht die Änderung folgender Nerfahrensparameter zur Verfugung, nämlich die Erhöhung des Beleimungsfaktors für die Holzspäne oder die Erhöhung der Dichte in der endgefertigten Holzspanplatte.
Die Erhöhung des Beleimungsfaktors führt zu einer Erhöhung des Anteils an Kondensationsharzen und damit zu einer aufwendigen Verfahrensfuhrung bedingt durch hohe Energie- und Rohstoffkosten; die Erhöhung der Dichte ist mit einer drastischen Gewichtserhöhung der Holzspanplatte und dadurch mit ungünstigen Produktions- und Transportbedingungen verbunden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannten Probleme, welche bei der Erhöhung der Biegefestigkeit und des Biege-E-Moduls einer Holzspanplatte auftreten können, zu vermeiden und zusätzlich die Biegefestigkeit und den Biege-E- Modul weiter zu erhöhen.
Darstellung der Erfindung
Erflndungsgemaß wird daher eine Holzspanplatte der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß innerhalb oder zwischen den einzelnen Schichten aus beleimten Holzspänen ein aus Naturfasern bestehendes Gewebe, Gelege oder Vlies vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Holzspanplatte weist ferner den Vorteil auf, daß das aus Naturfasern bestehende Gewebe, Gelege oder Vlies durch mechanische und/oder chemische Behandlung vorverfestigt ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Holzspanplatte besteht darin, daß das aus Naturfasern bestehende Gewebe, Gelege oder Vlies, Bastfasern, insbesondere Hanf-, Flachs- oder Jutefasern sowie Mischungen daraus, enthält.
Die Holzspanplatte ist erfindungsgemäß ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Spanplatte einen Dreischichtaufbau bestehend aus einer Mittelschicht und zwei Deckschichten aufweist und daß beidseitig an der Mittelschicht oder beidseitig innerhalb der Deckschichten das aus Naturfasern bestehende Gewebe, Gelege oder Vlies angeordnet ist.
Figurenbeschreibung im Zusammenhang mit einem Weg zur Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Darstellungen gemäß Fig.1 und 2 sowie anhand eines Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert.
In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 wird die erfindungsgemäße Holzspanplatte 1 in Form eines Dreischichtaufbaus angegeben. Dieser besteht aus der Mittelschicht 2, welche relativ große, beleimte Holzspäne aufweist und den Deckschichten 3 und 3', die im Gegensatz zur Mittelschicht feinere, beleimte Holzspäne aufweisen. An die Mittelschicht 2 sind beidseitig die vorzugsweise vorverfestigten Naturfasergewebe 4 und 4' angeordnet.
In FigJ wird ebenso eine Holzspanplatte 1' mit Dreischichtaufbau gemäß Fig. 1 angegeben, wobei die vorzugsweise vorverfestigten Naturfasergewebe 4, 4' innerhalb der Deckschichten 5, 5' bzw. 6, 6' vorliegen.
Die gemäß Figurenbeschreibung dargestellten Holzspanplatten werden beispielsweise wie folgt hergestellt:
Zur Herstellung der Deckschichten 3, 3' bzw. 5, 5' sowie 6, 6' und der Mittelschicht 2 bzw. 2' werden die eingesetzten Hölzer in einem Spaner sowie in Mühlen zu Spänen unterschiedlicher Größe verarbeitet, getrocknet und nach Spangröße getrennt gelagert. Anschließend erfolgt die Beleimung mit Stickstoff-hältigen Kondensationsharzen, beispielsweise Harnstoff-Formaldehydharzen, welche in wässeriger Lösung vorliegen. Der Kunstharzanteil in der Lösung wird derart eingestellt, daß der Beleimungsfaktor zwischen 6 und 10% liegt. Nach der Beleimung werden die Späne für die Deck- bzw. für die Mittelschichten der Platte gegebenenfalls in je zwei Streumaschinen zwischengelagert.
Die Naturfasergewebe 4, 4' werden beispielsweise derart vorbehandelt, daß sie mit einer Kunstharzlösung wie einer Isocyanat-Lösung imprägniert und anschließend getrocknet werden. Dadurch erfolgt die teilweise Vorverfestigung der Naturfasern im Gewebe, wobei die Fasern miteinander verklebt werden.
Unter Verwendung dieser teilweise vorverfestigten Gewebe 4, 4' wird ein Schichtaufbau gemäß Fig. 1 und 2 hergestellt. Dieser Schichtaufbau kann nun einer Spanplattenpresse zugeführt werden, in der er bei Temperaturen von etwa 240°C und bei Drücken von 40 kp/cm2 verpreßt wird. Durch die Anwendung von Temperatur und Druck erfolgt nun die Kondensationsreaktion der als Bindemittel eingesetzten Kunstharze. Dadurch wird einerseits die Verklebung der Holzspäne in den Deck- und Mittelschichten als auch die Verklebung der Fasergewebe 4 und 4' mit den jeweils angrenzenden Holzspanschichten bewirkt. Die Anwendung von Temperatur und Druck auf die Fasergewebe bewirkt zusätzlich dessen weitere Vorverfestigung. Ferner wird durch die Verklebung mit den angrenzenden Holzspanschichten gewährleistet, daß die Vorverfestigung der Naturfasergewebe beibehalten wird.
Die erfindungsgemäße Holzspanplatte weist nunmehr durch die Maßnahme der vorverfestigten Naturfasergewebe erhöhte Werte für Biegefestigkeit und Biege-E- Modul auf und hält daher besonders hohen Gewichtsbelastungen stand.
Die entsprechenden Meßwerte werden vergleichsweise in folgender Tabelle für 19 mm dicke Holzspanplatten angeführt:
Biegefestigkeit Biege-E-Modul
[N/mm2] [N/mm2]
1. Holzspanplatte mit
Dreischichtaufbau 13 1600
2. Holzspanplatte gemäß
Fig.1 ohne Vorverfestigung von 4, 4' 14 1800
Holzspanplatte gemäß
Fig.1 mit Vorverfestigung von 4, 4' 26 3600
Aus den Meßwerten in der Tabelle ist zu ersehen, daß auch Naturfasergewebe ohne Vorverfestigung die Erhöhung der Biegefestigkeit und des Biege-E-Moduls aufweisen (siehe 2 ), jedoch die Maßnahme der Vorverfestigung (siehe 3.) einen nahezu 100%-igen Anstieg der Werte im Vergleich zu an sich bekannten Holzspanplatten (siehe 1.) mit sich bringen.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Die erfindungsgemäße Holzspanplatte läßt sich problemlos wie bekannte Holzspanplatten weiterverarbeiten, beispielsweise durch Furnieren und Beschichten mit Folien, Dekorpapieren und Schichtstofϊplatten, sodaß auch die dekorativen Erfordernisse, beispielsweise für den Möbelbau, erfüllt sind.
Es läßt sich jedoch auch die Rohplatte aufgrund ihrer ausgezeichneten Gewichtsbelastbarkeit, insbesondere für tragende Baukonstruktionen, einsetzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Holzspanplatte mit hoher Biegefestigkeit und hohem Biege-E-Modul bestehend aus einer oder mehreren Schichten von mit Kondensationsharzen imprägnierten, unter Druck und erhöhter Temperatur verpreßten Holzspänen mit gegebenenfalls unterschiedlicher Spangröße, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb oder zwischen den einzelnen Schichten aus beleimten Holzspänen ein aus Naturfasern bestehendes Gewebe, Gelege oder Vlies vorgesehen ist.
2. Holzspanplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Naturfasern bestehende Gewebe, Gelege oder Vlies durch mechanische und/ oder chemische Behandlung vorverfestigt ist.
3. Holzspanplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Naturfasern bestehende Gewebe, Gelege oder Vlies, Bastfasern, insbesondere Hanf-, Flachs- oder Jutefasern sowie Mischungen daraus, enthält.
4. Holzspanplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzspanplatte einen Dreischichtaufbau bestehend aus einer
Mittelschicht und zwei Deckschichten aufweist und daß beidseitig an der
Mittelschicht das aus Naturfasern bestehende Gewebe, Gelege oder Vlies angeordnet ist.
5. Holzspanplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzspanplatte einen Dreischichtaufbau bestehend aus einer Mittelschicht und zwei Deckschichten aufweist, wobei das aus Naturfasern bestehende Gewebe, Gelege oder Vlies beidseitig innerhalb der Deckschichten angeordnet ist.
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