Verfahren zur Herstellung von cellulosehaltigen Werkstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von durchgehend luft- und wasserdampfdurchlässigen cellulosehaltigen Werkstoffen, indem man die zu verleimenden cellulosehaltigen Teile mit einem niedermolekularen, wasserlöslichen Imprägnierharz tränkt und anschliessend verleimt und verpresst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man nur die Zellmembranen imprägniert, das in die Zellmembranen eingedrungene Imprägnierharz vorkondensiert und die Verleimung ebenfalls mit einem Imprägnierharz durchführt, wobei man die Zellmembranen an den Berührungsflächen der Teile mit diesem Harz behandelt.
Nach diesem Verfahren können formstabile Werkstoffe, insbesondere Schichtholzwerkstoffe oder Spanplatten, unter normalem oder erhöhtem Pressdruck in allen normierten Qualitäten hergestellt werden, welche keine zusammenhängende Leimschichten (oder Leimfugen , wie sie in Fachkreisen genannt werden)-zwischen den einzelnen Lagen und keine verstopfende Leimeinlagerungen in den Zwischenräumen und mikroskopischen Holzporen aufweisen. Durch dieses Verfahren wird die Qualität des cellulosehaltigen Ausgangsmaterials erhöht und ein homogener Aufbau der Platten dadurch erreicht, dass die natürliche Holzstruktur durch Fremdstoffe im makroskopischen oder mikroskopischen Bereich nicht unterbrochen wird.
Trocken-, wasser- und kochfeste oder witterungsbeständige Verbindungen zwischen den einzelnen Holzbestandteilen können mittels reiner Zellmembranimprägnierung und an den Grenzflächen verstärkten Kohäsions- und spezifischen Adhäsionskräften, zwischen eingelagerten Kunststoff- und Holzmolekülen gesichert werden. Die Beständigkeit des Holzes und der Verbindung kann durch die Art und Intensität des Imprägnierens, die Verstärkung der Bindekräfte an den Grenzflächen der einzelnen Werkstoffelemente und den Pressdruck gesteuert werden.
Holzwerkstoffe, wie Sperrholz, Schichtholz, Sternholz oder Holzspanplatten, werden normalerweise so hergestellt, dass die zweckentsprechend vorbereiteten Furniere oder Späne unter geeigneten Pressbedingungen miteinander verleimt werden. Die Dicke der Leimschicht kann je nach Leimart, Beschaffenheit des Leimes und Leimauftrag unterschiedlich sein.
Eine möglichst dünne, zusammenhängende Leimschicht liefert bekanntlich die höchsten Festigkeitswerte. Die innere Leimschicht zwischen den einzelnen Lagen oder Spänen kann meistens von blossem Auge, je nach der Dicke und Farbe der Fuge, mehr oder weniger deutlich erkannt werden. Diese Leimfuge, wie auch die mechanische Verankerung des erstarrten Leimes in den der Fuge benachbarten Holzporen, d.h. die sogenannte mechanische Adhäsion oder äussere Leimschicht, sind charakteristisch für die Leimverbindungen. Diese Leimschichten wirken in gewisser Hinsicht als Sperrzonen und verhindern die Diffusion von Wasser, Wasserdampf und Luft durch die Platten, ähnlich wie filmbildende Oberflächenbehandlungen.
Wegen der unterschiedlichen Elastizitätsmodule und Ausdehnungskoeffizienten von Holz und Leim und der grossen Schrumpfspannungen während des Abbindevorganges im Leimfilm selbst, treten in den Platten tangentiale Spannungen auf, welche die senkrecht zur Oberfläche wirkenden Adhäsionskräfte vermindern. Die Eigenschaften der durchgehend oder teilweise mit Kunstharz imprägnierten Lagenhölzer, der sogenannten verdichteten Lagenhölzer und der mit Phenolharz verleimten Spanplatten, weichen von denjenigen der unimprägnierten Holzwerkstoffe nur so weit ab, dass der Leim die Holzteile mehr oder weniger über den ganzen Querschnitt durchdringt und z. B. Späne auch umhüllt.
Wegen der Einlagerung des Leimes in die Holzporen und Zwischenräume und mehr noch wegen der Verdichtung einzelner Holzbestandteile kann von einer ursprünglichen Holzstruktur und von einem durchgehenden homogenen Plattenaufbau keine Rede sein.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich nun cellulosehaltige Werkstoffe, insbesondere Holzwerkstoffe, herstellen, welche
1. die guten Holzeigenschaften, wie leichtes Gewicht, gutes Isoliervermögen, durch porösen Aufbau und die schöne, natürliche Holzstruktur behalten,
2. eine über den ganzen Querschnitt nahezu gleiche, wesentlich bessere Beständigkeit gegen Korrosion, Witterungseinflüsse und biologischen Abbau aufweisen als das verwendete Rohmaterial selbst,
3. eine geringe Quellung und erhöhte Festigkeiten besitzen und
4. die Atmung des Holzes und das Diffusionsvermögen für Feuchtigkeit und Luft durch die Leimschichten nicht hindern.
Es ist bekannt, dass die Dauerhaftigkeit und Witterungsbeständigkeit der verschiedenen Holzarten sehr unterschiedlich sein kann. Sogar gleiche Holzarten weisen diesbezüglich in ihren Stämmen verschiedene Zonen auf. Weil diese Erscheinung auf die Bildung und Einlagerung von verschiedenen Kernstoffen in der Holzstruktur zurückzuführen ist, liegt auf der Hand, dass man schon seit langem versucht hat, eine Stabilisierung und Konservierung von Holz durch Imprägnierung zu erzielen.
Die Eigenschaften der Imprägnierungen und Verleimungen gehen aber sehr oft weit auseinander. Sie weisen sogar manchmal grosse Gegensätze auf. Es sind nur wenige Fälle bekannt, bei welchen die Leimbindefestigkeit bereits imprägnierter Hölzer durch das Imprägnieren nicht beeinträchtigt wird. Seltener noch lässt sich ein Imprägniermittel gleichzeitig auch als Bindemittel verwenden. Man erwartet von solchen Stoffen, dass ihre Moleküle untereinander und gegenüber den Holzbestandteilen eine grosse Affinität zeigen, was z. B. bei den stark polaren Phenolharzmolekülen der Fall ist. Bisher wurde allerdings festgestellt, dass man auf ein starkes Imprägnieren mit Phenolharzen oder auf einen Leimauftrag, in gewissen Fällen auf beides, im Interesse einer guten Leimbindefestigkeit nicht verzichten kann.
Ausserdem verlangt man von den Imprägnierharzen einen niedermolekularen, von den Leimharzen aber einen stärker vorkondensierten Zustand.
Die Folgerung, dass die Imprägnierung und Verleimung in einem Arbeitsgang ein stärker vorkondensiertes Phenolharz benötigt, scheint durchaus berechtigt zu sein. Diese Harze sind bekanntlich polydispers, d.h. sie enthalten niedermolekulare wie auch hochmolekulare Fraktionen. Das Imprägnieren mit stärker vorkondensierten Harzen, und mehr noch das Auftragen von Leimharzen bringen unvermeidlich die Ablagerung von gewissen Harzbestandteilen in die Holzporen mit sich. Diese sogenannte mikroskopische Verankerung, oder mit anderen Worten, mechanische Adhäsion ist eine selbstverständliche Begleiterscheinung bei Leimverbindungen von porösen Stoffen. Ihr Beitrag zur Leimbindefestigkeit wird aber in jüngster Zeit immer mehr bestritten. Bekanntlich sind nur einkernige Phenol alkohole imstande, in die submikroskopischen Kapillaren der verholzten Zellwände einzudringen.
Die Grösse der Adsorptionskräfte, welche die Einkern-Phenolalkohole in der Holzstruktur fixieren, sind der Molekülgrösse direkt proportional. Es wurde festgestellt, dass die freien Phenole und die Phenolmonoalkohole sich schon mit destilliertem Wasser aus dem Holz eluieren lassen. Die Dialkohole sind mit Wasser weniger gut und die Trialkohole überhaupt nicht mehr extrahierbar. Eine chemische Bindung zwischen Harzmolekülen und Zellwandbestandteilen, wie auch zwischen den Harzmolekülen selbst, kommt aber erst durch Heisspressen zustande. Dabei sind Temperatur und Pressdruck wichtige Faktoren.
Überraschenderweise haben nun mit verschiedenen Harzfraktionen durchgeführte Verleimungsexperimente gezeigt, dass das Vorhandensein von Di- und Trialkoholen im Leimfilm genügt, um eine Leimverbindung durch Heisspressen herzustellen. Es fällt dabei ohne Zweifel die grössere Rolle den Trialkoholen zu. Bs stellt sich daher die Frage, ob es nicht möglich wäre, in Holzwerkstoffen eine reine Zellmembrantränkung zu erzielen, welche gleichzeitig eine gute Bindefestigkeit sichert. Um dies zu ermöglichen, müssen an den Berührungsflächen der einzelnen Holzelemente die Verbindungskräfte der Trialkohole mit genügender Intensität zur Geltung kommen.
Bei dem oben erwähnten Verleimungsexperiment wurde die verwendete Leimfolie mit Einkern-Phenolalkoholen bis zu einer Harzaufnahme von 60 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht, getränkt. Eine so starke Imprägnierung des gesamten Holzgefüges wäre aber nicht wirtschaftlich, würde die Platten sehr erschweren und die Holzporen zum grössten Teil verstopfen. Die Holzfasersättigung, welche bei etwa 30 bis 40 Gew. % Harzgehalt liegt, wäre zwar bezüglich der Stabilisierung des Holzes ideal, doch wirtschaftlich immer noch unrentabel. Es hat sich nämlich gezeigt, dass je nach Holzart 5 bis
10 Gew. % Festharzgehalt mit der Wirtschaftlichkeit und mit der Verbesserung der Holzeigenschaften am besten vereinbar sind. Von diesem Harzgehalt allein ist aber bei der Tränkung mit Einkern-Phenolalkoholen eine ausreichende Leimbindefestigkeit noch nicht zu erwarten.
Es wäre nichts einfacher als die mit etwa 5 bis 10 Gew. % Festharzgehalt imprägnierten Furniere oder Späne mit Leimfilmen oder Flüssigharzen nach den üblichen Verfahren zu verpressen. Dadurch wären aber in den so hergestellten Holzwerkstoffen geschlossene Leimfugen, Harzeinlagerungen und Verankerungszonen vorhanden, die mit dem neuen Verfahren vermieden werden.
Wenn die Trialkohole als grösste Kondensationsprodukte im Resol bei stärkerem Imprägnieren der Zellwände tatsäch lich ausreichen sollen, um eine gute Leimbindefestigkeit zu erzielen, liegt es auf der Hand, die Zellmembranen an den Berührungsflächen der Holzelemente zusätzlich dadurch stär ker zu imprägnieren, dass man das gleiche Tränkharz in einem zweiten Arbeitsgang auf das Holz aufträgt. Dabei ist hier im
Gegensatz zu der Imprägnierung das Ziel, das Holz stark aber so flach wie möglich zu tränken. Die Viskosität des Harzes hängt von dem verwendeten Auftragsverfahren ab. Beim vorgängigen Imprägniervorgang besteht die Möglichkeit, das Holz im trockenen wie auch im feuchten Zustand zu tränken.
Diese Imprägnierung geschieht am besten durch Tauchverfahren, gegebenenfalls mit Vakuum. Im Vakuum ist der Imprä gniervorgang schneller und vollkommen. Daran schliesst man vorzugsweise eine Diffusionslagerung an. Daraufhin folgt die Trocknung des imprägnierten Holzes. Diese sogenannte Kondensationstrocknung , bei welchem das Imprägnierharz vorkondensiert wird, kann in den üblichen Trocknungsanlagen durchgeführt werden. Die Endfeuchtigkeit der Deckfurniere und Decklagespäne soll bei etwa 2 bis 3% und diejenige der Mittellagefurniere und Mittellagespäne bei etwa 1 bis 2% liegen. Eine allzu starke Trocknung ist zu vermeiden. Das Harz im Holz muss nämlich während des Heisspressens noch fliessen.
Das ist unbedingt notwendig, weil die endgültige Vollimprägnierung und eine chemische Bindung zwischen den beteiligten Harz- und Holzmolekülen erst während des Pressens erfolgt. Die Trocknung bringt keine Schwierigkeiten mit sich, weil die Oberfläche des imprägnierten Holzes nicht klebrig ist und sich höchstens feucht anfühlt.
Die unbedingt notwendige Kondensationstrocknung kann unter Umständen mit der üblichen Holztrocknung zusammenfallen, wenn man die Furniere oder Späne im feuchten Zu stand imprägniert. In diesem Falle also kann eine zweite Trocknung vermieden werden. Es ist allerdings auf eine gute Lüftung während des Trocknens zu achten.
Die zweite, sogenannte Leimimprägnierung kann sofort nach dem Trocknen des Holzes durchgeführt werden.
Wie durch Versuche ermittelt wurde, reicht für die Leimimprägnierung eine leichte Benetzung der Grenzoberflächen mit der z.B. auf etwa 40 bis 60% Festgehalt eingedickten Tränkharzlösung vollkommen aus. Der Auftrag des Harzes geschieht am einfachsten durch Spritzverfahren. Es ist in die sem Falle vorteilhaft, das Harz mit der Beimischung von etwa
3 bis 5 % Resorzin zu verstärken. Bei der Verwendung einer Vierwalzendosiermaschine oder einer Giessmaschine zieht man höherviskose Leime vor. Das Harz soll bei allen Mittel lagefurnieren beidseitig aufgetragen werden. Die Deckfur niere werden normalerweise nur auf den Innenseiten benetzt.
Die Holzspäne müssen an allen Seiten gleichmässig beleimt werden. Das Heisspressen kann dem Leim auftrag ohne Wartezeit oder zu einem späteren Zeitpunkt folgen. Die nach diesem Verfahren präparierten Furniere oder Späne können auch wochenlang gelagert und, ähnlich wie imprägnierte Leimfilme, auch als Halbfertigprodukte verkauft werden.
Die Holzimprägnierung und Leimimprägnierung wird vorzugsweise mit neutral eingestellten Resolen durchgeführt. Bei alkalischen Harzlösungen tritt im allgemeinen eine Säuredissoziation auf, welche die Kohäsions- und Adhäsionskräfte verringert und die Beständigkeit der Fertigprodukte herabsetzt. Die Neutralität (pH etwa 7) der verwendeten Imprägnierharze ist daher mit Vorteil für eine gute Bindefestigkeit, Farbbeständigkeit und Wetterbeständigkeit. Die zweite Voraussetzung ist die sorgfältig durchgeführte Vorkondensation des Imprägnierharzes. Das fixierte Imprägnierharz verhindert das tiefere Eindringen des Leimharzes in das Holzgewebe und bewirkt, dass letzteres sich während des Pressvorganges an den Grenzflächen am Aufbau von starken Kohäsions- und Adhäsionskräften mit genügend Intensität beteiligt. Entscheidend ist bei diesem Verfahren, dass der Weg für das Eindringen von z.B.
Di- und Trialkoholen in die tieferen Holzregionen aus den stärker imprägnierten Oberflächenzonen gesperrt wird. Die Reaktionsintensität der Harzmoleküle in den stark imprägnierten, an der Oberfläche liegenden Holzmembranen kann durch das Beimengen von zweiwertigem Phenol stark unterstützt werden. Die verhältnismässig geringe Menge niedermolekularen Leimharzes, welche während des Leimimprägnierens durch die Holzzellwände aufgenommen wird, und ein optimaler und von der Holzart abhängiger Pressdruck sorgen dafür, dass die Holzporen im Fertigprodukt durch Harzeinlagerungen nicht verstopft werden. Eine kochfeste und witterungsbeständige Leimverbindung ist trotzdem gewährleistet.
Das Bild bei diesem Verfahren kann nicht mit einer sogenannten verhungerten Leimfuge analog gestellt werden.
Diese Fehlleimung, welche bei den handelsüblichen Leimharzen unter Umständen entstehen kann, bedeutet, dass das Bindemittel aus der inneren Leimfuge tief in das Holzgefüge getrieben wird, dort die Poren füllt, ohne eine für die Verleimung ausreichende Zellmembranimprägnierung zu bewirken. Die geringen niedermolekularen Fraktionen eines solchen Leimharzes, welche bekanntlich die Zellmembranen während des Pressvorganges zu imprägnieren vermögen, werden teilweise in den Poren durch die grössere Harzmoleküle adsorbiert. Der kleine Anteil der niedermolekularen Fraktionen, welcher von den Poren aus in die Zellwände gelangt, wird in einer verhungerten Leimfuge auf eine breite Zone verteilt.
Das vorzugsweise im wesentlichen aus nur Einkernphenolalkoholen bestehende als Leimharz dienende Imprägnierharz wird dagegen bei dem neuen Verfahren in einer flachen Zone vollkommen durch die Zellmembranen aufgenommen und in dieser Zone von den Holzbestandteilen und den durch die Vorimprägnierung dort schon eingelagerten Harzmolekülen adsorbiert. Diese Adsorptionskräfte und die sperrende Wirkung des Vorimprägnierens sorgen dann für eine gute Bindefestigkeit während des Pressvorganges.
Zu starke Leimimprägnierung und hoher Pressdruck können auch bei dem neuen Verfahren zu geringfügigen Harzeinlagerungen in die Fasern und Gefässporen führen. Diese Harzeinlagerungen sind aber nur unter dem Mikroskop wahrnehmbar. Sie können zwar die Luft und Wasserdampfdiffusion quer durch die Platte beeinträchtigen, bedeuten aber noch keine Sperrzonen. Man soll bei der Fabrikation diese Erscheinung ebenfalls vermeiden, wie auch solche Fehler, die zur Herabsetzung der Leimbindefestigkeit und Wetterbeständigkeit führen.
Beispiele
1. 1 bis 3 mm dicke Buchenfurniere werden in eine etwa 25 bis 30%ige wässerige Lösung von handelsüblichen Einkern Phenolalkoholen so lange eingetaucht, bis sie etwa 5 % Festharz, bezogen auf das Trockenholzgewicht, aufgenommen haben. Der ganze Vorgang dauert je nach Dicke der Furniere 10 bis 20 Min. ohne Vakuum. Die Furniere werden durch die niederviskose Lösung während dieser verhältnismässig kurzen Zeit praktisch durchgetränkt. Im Vakuum kann die Zeit des Imprägnierens wesentlich verkürzt werden.
Die getränkten Furniere können aufeinander gestapelt werden. Sie werden dann etwa 24 Stunden lang gelagert.
Diese Diffusionslagerung kann ohne Bedenken bis auf einige Tage verlängert werden. Danach werden die Furniere in einem Bandtrockner bei etwa 100" C Temperatur auf etwa 1 bis 2% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet, wobei gleichzeitig das Harz vorkondensiert wird. Die schön glatt gebliebenen Furniere weisen nach dieser sogenannten Kondensationstrocknung infolge der teilweisen Stabilisierung der Zellwände eine gewisse Dimensionszunahme auf. Je stärker die Imprägnierung ist, um so grösser wird natürlich diese bleibende Dimensionsveränderung.
Nach der Trocknung erfolgt die sogenannte Leimimprägnierung . Man benetzt mit demselben, aber auf 50 bis 60% Festgehalt konzentrierten Imprägnierharz leicht die Mittellagefurniere beidseitig und die Decklagefurniere an den Innenseiten. Das Harz kann auch mit 3 bis 5 % Resorzinzugabe verstärkt werden. Es wird normalerweise für das Leimimprägnieren eine Sprühanlage, eine Vierwalzen-Leimauftragmaschine oder eine Giessanlage verwendet. Die Viskosität soll der Auftragsmethode entsprechend gewählt werden. Der Harzauftrag kann bei den Decklagefurnieren ebenfalls beidseitig erfolgen, wodurch nach dem Verpressen eine härtere und widerstandsfähigere Plattenoberfläche erzielt wird.
Die leicht beharzten Furniere können sofort aufeinandergelegt und zwischen Zulageblechen zu Lagenhölzern verpresst werden. Die Presstemperatur liegt bei etwa 135 bis 140 C.
Die Presszeit ist etwa 15 bis 20 Min. Pressdruck: 6 bis 8 kg/cm2.
Die Beschaffenheit der fertigen Plattenoberflächen hängt von der Oberflächenqualität der Zulagebleche ab. Vor dem Pressen sollen die Bleche mit Trennmittel behandelt werden.
Trennmittel, wie z. B. Stearinsäure, kann auch zum Harz in geringen Mengen zugemischt werden, vor allem, wenn die Deckfurniere auch auf den Aussenseiten beharzt werden.
Die fertigen Platten sollten nach dem Pressen nicht geschliffen werden. Sie sind aber geschliffen oder ungeschliffen gleicherweise wetterbeständig und lassen sich nach Wunsch nachträglich streichen oder anderswie behandeln. Eine helle und weitgehend beständige Naturfarbe und die Schönheit der ursprünglichen Holzstruktur ist gewährleistet, wenn man helles und neutrales Harz für das Verfahren verwendet. Die Fertigplatten sind in der Struktur weitgehend homogen und porös und besitzen keine inneren Leimfugen, also keine Dampfsperren. Sie sind für dekorative wie auch für technische Zwecke überall geeignet. Nicht nur die Verleimung, sondern auch das Holz ist wetterbeständig. Ein Kantenschutz ist nicht notwendig, da die Produkte durchgehend witterungsbeständig sind.
Für das Verfahren sind andere Holzarten ebenfalls geeignet.
2. Hackspäne aus im Freien gelagerten Holzarten werden mit einer etwa 30 %igen wässrigen Harzlösung von neutral eingestellten Einkern-Phenolalkoholen so stark besprüht oder gebadet, dass der Festharzgehalt der Späne, bezogen auf ihr Trockengewicht, etwa 5 bis 6 Gew. % beträgt. Die Konzentra tion der Harzlösung kann der ursprünglichen Holzfeuchtigkeit entsprechend variiert werden. Die imprägnierten Späne werden dann wenigstens einige Stunden lang in Silos gelagert (Diffusionslagerung). Darauf folgt die Kondensationstrocknung bei etwa 100 bis 110 C, bei den Decklagespänen auf etwa 2 bis 3 Gew. %, bei den Mittellagespänen auf etwa 1 bis 2 Gew. % Gehalt an flüchtigen Bestandteilen hinunter.
Nach der Trocknung lässt man die Späne abkühlen, bevor man sie mit einer 50 bis 60 zeigen Harzlösung derselben Einkern-Phenolalkohole wiederum unter ständigem Umrühren gleichmässig leicht benetzt. Das Leimharz kann durch das Beimischen von etwa 5 bis 10 Gew. % technischem Resorzin zur Lösung, bezogen auf deren Feststoffgehalt, verstärkt werden.
Nach dieser Leimimprägnierung können die Späne sofort oder auch nach einer bestimmten Liegezeit gestreut und verpresst werden. Presstemperatur 130 bis 135"C; Presszeit: 10 Min.; Grundzeit + Überzeit je nach Plattendicke der bekannten Minutenregel entsprechend. Spangrösse, Plattenaufbau und auch Pressdruck können nach den gewünschten sonstigen Verfahren beliebig gewählt werden. Die Qualität der Fertigprodukte ist hellfarbig, hochfest und wetterbeständig.
Wenn der Grad der Holz- und Leimimprägnierung dem verwendeten Pressdruck richtig angepasst ist, befindet sich in den Platten kein Harz in den Zwischenräumen und Holzporen.
Die Platte wird leicht, porös und kompakt, lässt sich sehr sauber bearbeiten und besitzt eine ausserordentlich gute Standfestigkeit.
3. Innensperrholz.
Für diese Qualität brauchen die einzelnen Lagen nicht durchgehend imprägniert zu werden, wie es bei den wetterbeständigen Aussenhölzern (z.B. in Beispiel 1 und 2) der Fall ist.
Die Furniere werden beidseitig mit einem auf 60 bis 70 Gew.% Feststoffgehalt eingedickten niedermolekularen Phenolharz, welches vorwiegend aus Einkern-Phenolalkoholen besteht und einen möglichst hohen Anteil an Trialkoholen aufweist, an ihren Oberflächen gleichmässig besprüht. Diesem Harz können vorteilhaft 5 bis 20 Gew. % Polyäthylenglykol oder 1 bis 5 Gew. % Paraffinemulsion beigemischt werden, um das Eindringen des Harzes in das Holzinnere zu verhindern.
Die derart an der Oberfläche imprägnierten Furniere werden sofort der sogenannten Kondensationstrocknung bei etwa 110 bis 120"C in einem Durchlauftrockenofen unterzogen, um das Harz vorzukondensieren und dadurch sein weiteres Eindringen in das Holz zu verhindern.
Die Furniere werden sodann mit demselben Phenolharz zur Leimimprägnierung ein zweites Mal besprüht und bei 135 bis 140 C verpresst. Das Phenolharz kann in beiden Stufen oder nur bei der Leimimprägnierung mit etwa 2 bis 5 % Resorein verstärkt werden.
Bei dieser Ausführungsform werden nur die flachen Oberflächenzonen der Furniere imprägniert, während der grössere Querschnitt der Fertigplatte nicht imprägniert ist und daher gegen Witterungseinflüsse nicht geschützt ist. Auf diese Weise entstehen leichte, durchgehend poröse und sehr standfeste Sperrhölzer, welche sich für den Möbelbau und die Innenausstattung bestens eignen. Infolge des kleinen Leimaufwandes, welcher bis auf etwa 30 bis 40 g/m Furnierfläche reduziert werden kann, ist dieses Verfahren besonders wirtschaftlich.
Die Platteneigenschaften, vor allem die Wetterbeständigkeit, kann durch die Stärke der Imprägnierung gesteuert werden. Das Überfurnieren der Platten kann mit unimprägnierten oder imprägnierten Deckfurnieren in einem Arbeitsgang durchgeführt werden. Eine nachträgliche Oberflächenbehandlung ist in allen Fällen möglich.
Anstatt niedermolekularer Phenolharze, können auch andere Kunststoffe, wie Kresol-, Resorcin-, Melamin-, Harnstoff- oder Epoxyharze, verwendet werden, die das Holzgewebe durchdringen und einen dreiaggregatigen Endzustand durch das Heisspressen zu bilden vermögen. Das Harz kann auch mit anderen Stoffen vorimprägniert und stabilisiert werden, wie z.B. mit Polyäthylenglykol, welche die Zellwände durchimprägnieren und das Eindringen des Leimharzes verhindern.
In der Zeichnung zeigen anhand von Mikroschnitten:
Fig. 1 vergleichsweise eine mittels einer Tegofilm -Leimfolie durchgeführte Verleimung an Tannenholz,
Fig. 2 vergleichsweise eine mit Phenol-Flüssigharz durchgeführte Verleimung an Okoumeholz und
Fig. 3 eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren durchgeführte Verleimung an Buchenholz.
Anstelle des Heisspressens können auch andere Härtungsbehandlungen, wie z.B. Hochfrequenztrocknung oder Bestrahlung vorgenommen werden. Bei der Kondensationstrocknung können ebenfalls andere Trocknungsmethoden angewendet werden. Das Leimharz kann auch mit anderen reaktiven Stoffen als Resorcin verstärkt werden.
Ein Werkstoff, dessen Zellmembranen durchgehend mit Imprägnierharz imprägniert wurde, ist wasser-, koch- und witterungsbeständig sowie pilzresistent und eignet sich ausgezeichnet als sogenannter Aussenwerkstoff. Verwendet man zur Imprägnierung weniger Imprägnierharz, so entsteht ein Werkstoff, dessen Zellmembranen wohl in den Randregionen, nicht aber im Inneren durchgehend imprägniert sind und der sich daher als äusserst formstabiler Werkstoff für den Innenbau bestens eignet.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Herstellung von luft- und wasserdampfdurchlässigen cellulosehaltigen Werkstoffen, indem man die zu verleimenden cellulosehaltigen Teile mit einem niedermolekularen, wasserlöslichen Imprägnierharz tränkt und anschliessend verleimt und verpresst, dadurch gekennzeichnet, dass man nur die Zellmembranen imprägniert, das in die Zellmembranen eingedrungene Imprägnierharz vorkondensiert und die Verleimung ebenfalls mit einem Imprägnierharz durchführt, wobei man die Zellmembranen an den Berührungsflächen der Teile mit diesem Harz behandelt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I zur Herstellung eines wasser-, koch- und witterungsbeständigen sowie pilzresistenten cellulosehaltigen Werkstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man die Zellmembrane durchgehend mit 5 bis 10 Gew. % Imprägnierharz durchtränkt.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Imprägnierharz ein einkernphenolalkoholhaltiges Mittel verwendet.
3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verleimung mit denselben Einkern-Phenolalkoholen, die gegebenenfalls mit Resorcin oder anderen Mitteln verstärkt sind, vornimmt.
4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Imprägnier- und bzw. oder Bindemittel neutral eingestellt ist.
5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Teilchen vor und bzw. oder während der Vorkondensation trocknet.
6. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die verleimten Produkte vor dem Verpressen lagert.
PATENTANSPRUCH II
Luft- und wasserdampfdurchlässiger cellulosehaltiger Werkstoff, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patent