DE3782574T2

DE3782574T2 - Verfahren zur herstellung eines geformten holzproduktes.

Info

Publication number: DE3782574T2
Application number: DE8787111279T
Authority: DE
Inventors: Sadao Ikeda; Yoshio Taguchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-08-06
Filing date: 1987-08-04
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2007-08-05
Also published as: EP0255943A3; JPS6341102A; DE3782574D1; JPH0679811B2; AU595054B2; EP0255943A2; EP0255943B1; CA1276068C; US4960548A; AU7635687A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Holzprodukts durch Heißformpressen einer Holzformmasse, die aus Holzfasern mit einem Binder, der aus Kunstharz usw. besteht und diesen zugegeben ist, zusammengesetzt und einer Form zugeführt worden ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Da derartige geformte Holzprodukte leichter als Sperrhölzer sind, eine hohe Wärmebeständigkeit, Wasserbeständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit haben sowie für ihre Dicke stark sind, haben sie ausgedehnte Anwendung als sog. Hartfaserplatte in solchen Fällen gefunden, die Innenmaterialien zur Verwendung in Gebäuden, Möbelgegenstände, Innenmaterialien zur Verwendung in Automobi len und Gehäuse für Fernseh- sowie Stereogeräte einschließen.
Bisher sind solche geformte Holzprodukte im allgemeinen nach dem folgenden Verfahren hergestellt worden. Holzschnitzel werden mit Dampf aufgeschlossen und zerkleinert. Ein Binder, wie ein Phenolharz, Hanffasern, ein wasserabweisendes Mittel, wie z.B. Terpentinharz und Paraffin, usw. werden mit den auf diese Weise erhaltenen Holzfasern gemischt. Diese Holzfasern werden zu einem Pack von geeigneter Dicke ausgebildet und dann schwach zu einer sog. Formmatte (10 bis 40 mm in der Dicke) mit beispielsweise einer Walzenpresse heißformgepreßt, und die Matte wird in geeigneter Weise zugeschnitten, um einer gestaltenden Form zugeführt zu werden, in welcher die Matte zu einer vorbestimmten Gestalt heißformgepreßt wird.
Das oben beschriebene Herstellungsverfahren ist jedoch insofern nachteilig, als es den Schritt des Formens des Formmaterials zu einer Matte (was im folgenden als "Mattenfertigung" bezeichnet wird) erfordert, wodurch das Verfahren kompliziert wird, so daß es schwierig ist, die Produktivität wie erwartet zu steigern, und daß, weil der Schritt des Zuschneidens der Matte in eine geeignete Größe für eine gestaltende Form notwendig ist, die Ausbeute um diesen Grad vermindert wird, so daß die Herstellungskosten insgesamt ansteigen.
Wenn ein großer Plattenkörper mit einem tiefgezogenen Teil aus einer einzelnen Matte gebildet wird, so werden darüber hinaus die Kantenteile dünnwandig, weil es für das Mattenmaterial (Holzfasern) schwierig ist, in den tiefgezogenen Teil zu fließen, was häufig in der Erzeugung eines großen Hohlraumes oder eines Risses resultiert. Als eine Gegenmaßnahme kann die Menge an verwendeten Hanffasern vergrößert werden. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, eine zusätzliche Menge an Kunstharz zuzugeben, was zu einem Anstieg in den Rohmaterialkosten führt und damit die Kosten des Produkts ansteigen läßt.
Um die oben genannten verschiedenen Probleme, die durch die Verwendung einer Matte zum Formen verursacht werden, zu lösen, haben die Urheber der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Holzprodukts durch Heißformpressen einer Holzformmasse, die in eine gestaltende Form, nachdem sie zu einer vorbestimmten Gestalt vereinigt wurde, eingebracht oder welche unmittelbar einer gestaltenden Form in Gestalt von Fasern zugeführt worden ist, vorgeschlagen (Japanische Patent-OS Nr. 90203/1987 bzw. Japanische Patent-OS Nr. 259372/1985). Diese Verfahren haben die oben beschriebenen, aus der Verwendung einer Matte zum Formen rührenden Probleme nahezu gelöst, sie tragen jedoch eine Gefahr der Erzeugung einer Abweichung in der Gestalt des Außenumfangs in sich, wenn eine Holzformmasse in eine gestaltende Form eingebracht wird, so daß ein Formprodukt derart geformt werden muß, daß es in Abhängigkeit von einer gewünschten Qualität eine etwas größere Ausgestaltung als die verlangte Ausgestaltung hat, und daß die äußere Gestalt schließlich geschnitten werden muß, wodurch in nachteiliger Weise die Anzahl der Fertigungsschritte erhöht und folglich der Ertrag vermindert wird. Da sich ferner gemäß den oben beschriebenen Verfahren die relative Schüttgutdichte eines Formmaterials in Übereinstimmung mit der Anderung im Wassergehalt in den Materialschnitzeln, den Zerkleinerungszuständen der Schnitzel, den Verteilungszuständen eines Binders usw. ändert, schließen diese Verfahren auch eine Gefahr zur Erzeugung einer Oberflächenblase aufgrund einer Zunahme in erzeugtem Gas oder eines Mangels an Luftdurchlässigkeit oder ein Risiko der Erzeugung eines Mangels in der Festigkeit aufgrund der Verminderung in der Dichte ein, was in der Unbeständigkeit der Qualität des Formprodukts resultiert.

Abriß der Erfindung

Es ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Probleme im Stand der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Holzprodukts zu schaffen, das in hohem Maß den Ertrag und die Produktivität steigert, indem ein Schritt einer Mattenfertigung beseitigt wird, und das ermöglicht, die äußere Gestalt eines geformten Produkts ohne die Notwendigkeit für einen besonderen Formgebungsschritt fertigzustellen, und das einen Fehler während eines Heißformpressens eliminiert sowie die Qualität stabilisiert, indem das Gewicht eines Formmaterials gleichförmig gemacht wird.
Um dieses Ziel zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Holzprodukts, das die Schritte des Aufbereitens einer Holzformmasse durch Zugabe eines aus einem Kunstharz bestehenden Bindemittels zu Holzfasern, des Regulierens des Gewichts des Formmaterials in einem faserigen Zustand oder in einem zu einer vorbestimmten Ausgestaltung vereinigten Zustand, des direkten Zuführens des Formmaterials zu einer gestaltenden Form, des Ausgestaltens des Außenumfangs des Formmaterials durch Bewegen der gestaltenden Form zum Zentrum hin und des Heißformpressens des Formmaterials umfaßt.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Holzfasern werden durch Zerkleinern von Holzschnitzeln usw. erhalten, und die Art der verwendeten Hölzer sowie das Verfahren zum Zerkleinern der Holzschnitzel sind nicht eingeschränkt. Beispielsweise können als das Holz Japanische Rote Kiefer (Pinus Densiflora), Japanische Zeder (Cryptomeria Japonica), lauan (Genera Parshorea), Japanische Buche (Fagus Crenatal) verwendet werden, und ein herkömmliches Verfahren zum Aufschließen von Holzschnitzeln mit Dampf sowie anschließendem mechanischen Zerkleinern der aufgeschlossenen Holzschnitzel kann als ein Verfahren zum Zerkleinern der Schnitzel zur Anwendung kommen.
Der den Holzfasern zugegebene Binder kann von irgendeiner Art sein, solange er die Eigenschaft hat, das natürliche Bindevermögen der Holzfasern selbst zu ergänzen. Beispielsweise sind ein thermoplastisches Harz, wie ein Cumaronharz, und ein härtbares Harz, wie ein Phenolharz und ein Harnstoffharz, verwendbar. Zusätzlich zu dem Binder können den Holzfasern auch andere Additive, wie ein wasserabstoßendes Agens zur Steigerung der Wasserbeständigkeit, und ein Formtrennmittel, zugegeben werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, das Gewicht der Holzformmasse nach einem Entfernen des binderreichen Anteils festzusetzen. Um den binderreichen Anteil von der Holzformmasse zu beseitigen, kann beispielsweise ein Verfahren der Bereitstellung eines vertikalen Klassierbehälters, des Fallenlassens der Formmasse vom oberen Teil des Behälters aus und des Abziehens des leichten Anteils der Formmasse in einem aufsteigenden Luftstrom im Verlauf des Fallenlassens, während der schwere und binderreiche Anteil weiter zum unteren Teil des Behälters fallengelassen wird, angewendet werden.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung schließt eine Methode zum Heißformpressen einer Holzformmasse, die einer gestaltenden Form in einem faserigen Zustand zugeführt wird, wie oben beschrieben wurde, ein. In diesem Fall werden beispielsweise die obere und die untere Formhälfte, die eine gestaltende Form bilden, im voraus miteinander mit einem vorbestimmten Raum zwischen diesen vereinigt und die Formmasse in die gestaltende Form in einem Luftstrom eingebracht. Andererseits wird in dem Fall der Zufuhr eines Formmaterials zu einer gestaltenden Form in Gestalt einer Masse beispielsweise ein Formmaterial in einen mit einem Metallnetz, einer gelochten Metallplatte od. dgl. versehenen Laminierbehälter eingesaugt, um auf dem Metallnetz od.dgl. angehäuft zu werden, und das abgelegte Formmaterial wird anschließend über die gestaltende Form transportiert, wobei es angesaugt und durch eine Halteeinrichtung festgehalten wird, und anschließend wird die Saugwirkung aufgehoben, um die Formmasse in die gestaltende Form fallenzulassen.
Um das Gewicht einer Formmasse einzuregeln, wird im Fall der Zufuhr der Formmasse in einem faserigen Zustand eine Wägevorrichtung im Zufuhrweg vorgesehen, die Formmasse kontinuierlich auf die Wägevorrichtung aufgebracht und die Zufuhrmenge unter Bezugnahme auf die Anzeige der Wägevorrichtung eingeregelt. Im Fall der Zufuhr des Formmaterials in Gestalt einer Masse von vorbestimmter Ausgestaltung wird die obere Fläche der Materialmasse einmal fertigbearbeitet, so daß sie eben ist, wird das Gewicht des Materials zusammen mit dem Behälter gewogen, um die zu entfernende Dicke zu berechnen, so daß das vorgegebene Gewicht erlangt wird, und wird die obere Fläche der Materialmasse um diese Dicke abgeschert.
Da gemäß einem Verfahren zur Herstellung eines geformten Holzprodukts, das die oben beschriebene Ausgestaltung hat, eine Holzformmasse unmittelbar einer gestaltenden Form zugeführt wird, kommt der Schritt der Mattenfertigung in Fortfall, so daß der Ertrag gesteigert und der Herstellungsprozeß vereinfacht wird. Weil ferner die gestaltende Form zum Zentrum hin bewegt wird, um den Außenumfang der Formmasse nach der Zufuhr der Holzformmasse auszugestalten wird der anschließende Schritt eines Zuschneidens der äußeren Gestalt vermieden, wodurch der Ertrag weiter erhöht und der Herstellungsprozeß weiter vereinfacht wird.
Weil darüber hinaus die Formmasse nach Regulieren des Gewichts des Materials zugeführt wird, ist es möglich, ein geformtes Produkt zu erzeugen, das von Fehlern, wie einer Oberflächenblase, frei ist und eine beständige Festigkeit aufweist.
Die obigen und weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen dieser in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 und 2 zeigen ein Beispiel eines Herstellungsprozesses für ein geformtes Holzprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung, worin
Fig. 1 ein Flußplan zur Aufbereitung eines Formmaterials und
Fig. 2 ein Flußplan zum Formen des in Fig. 1 gezeigten Formmaterials ist;
Fig. 3 bis 11 zeigen den Aufbau und ein Beispiel der Verwendung einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines geformten Holzprodukts gemäß der vorliegenden Erfindung, worin
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Zerkleinerungsvorrichtung,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Mischeinrichtung sind,
Fig. 5 schematisch eine Klassiervorrichtung zeigt,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer Massebildungsvorrichtung ist,
Fig. 7 schematisch eine Schervorrichtung zeigt,
Fig. 8 und 9 Schnittdarstellungen einer Halteeinrichtung sowie
Fig. 10 und 11 Schnittdarstellungen einer gestaltenden Form sind, und
Fig. 12 eine Schnittdarstellung eines weiteren Beispiels einer Vorrichtung (Füllvorrichtung) zur Herstellung eines geformten Holzprodukts ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für ein geformtes Holzprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Vorratsbehälter zur Speicherung von Holzschnitzeln W1. Die vom Vorratsbehälter 1 abgezogenen Holzschnitzel W1 werden durch eine Waschvorrichtung 2 gewaschen und dann einer Zerkleinerungsvorrichtung 3 zugeführt, die die Holzschnitzel W1 durch Dampf aufschließt und die aufgeschlossenen Holzschnitzel W1 zu einem faserigen Zustand zerkleinert. Hierbei wird der Zerkleinerungsvorrichtung 3 von einer Pumpe 4 ein wasserabweisendes Mittel zugeführt. Die zerkleinerten Holzfasern W2 werden getrocknet, während sie durch ein Heißluftrohr 5b einer Trocknungsvorrichtung 5 gefördert und mittels von einem Trockner 5a zugeführter Heißluft zu einem Zyklon 5c transportiert werden. Die getrockneten Holzfasern W2 werden durch einen Beschickungstrichter 6a hindurch zum Hauptteil 6b einer Mischeinrichtung 6 geführt, in welcher die Holzfasern W2 mit einem Bindemittel, einem wasserabweisenden Mittel usw. gemischt werden, worauf sie zum nächsten Verfahrensschritt überführt werden.
Das Fasergemisch (die Holzformmasse) M, die von der Mischeinrichtung 6 kommt, wird zu einer Materialmasse W von vorbestimmter Ausgestaltung geformt, indem sie vom Oberteil einer Massebildungsvorrichtung 10, wie in Fig. 2 gezeigt ist, angesammelt werden. Die Materialmasse W wird anschließend zu einer Formvorrichtung 30 mittels einer Halteeinrichtung 20 transportiert und in eine untere Formhälfte 31 der Formvorrichtung 30 eingegeben. Die in die untere Formhälfte 31 eingebrachte Materialmasse W wird erhitzt und dann durch eine abgesenkte obere Formhälfte 32 der Formvorrichtung 30 komprimiert, um ein geformtes Produkt P von vorbestimmter Ausgestaltung zu erzeugen.
Jeder Schritt des oben geschilderten Verfahrens wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf weitere Zeichnungen erläutert.
Die Zerkleinerungsvorrichtung 3 ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, mit einem Fülltrichter 3a zur vorübergehenden Speicherung der von der Schnitzel-Waschvorrichtung 2 (Fig. 1) zugeführten Holzschnitzel W1, mit einem ersten Schneckenförderer 3b, der unter dem Fülltrichter 3a zur Zufuhr einer konstanten Menge an Holzschnitzeln W1 vorgesehen ist, mit einem Kocher 3c zum Aufschließen der von dem ersten Schneckenförderer 3b herangeführten Holzschnitzel W1 mit Dampf, mit einem zweiten Schneckenförderer 3d, der unter dem Kocher 3c zum Transport einer konstanten Menge von Holzschnitzeln W1 vorgesehen ist, und mit einer Schleißscheibe 3e zur mechanischen Zerkleinerung der vom zweiten Schneckenförderer 3d herangeführten Holzschnitzel W1 ausgestattet.
Vom Oberteil des Kochers 3c wird Dampf S zugeführt, und die in den Kocher 3c eingebrachten Holzschnitzel W1 werden gedämpft, während sie durch einen Rührstab 3f umgerührt und leicht zerkleinerbar gemacht werden. Die auf diese Weise aufgeschlossenen Holzschnitzel W1 werden durch den zweiten Schneckenförderer 3d zur Schleißscheibe 3e transportiert, und, nachdem sie mechanisch durch die Schleißscheibe 3e zerkleinert wurden, dann zur Trocknungsvorrichtung 5 (Fig. 1) durch eine Druckleitung 3g gefördert.
Das Hauptteil 6b der Mischvorrichtung 6 besitzt in einem zylindrischen Gehäuse 6c drehbar angeordnete Rührflügel 6d. Am einen Ende des Gehäuses 6c sind ein Einlaß 6g zum Empfang der Holzfasern W2 vom Beschickungstrichter 6a (Fig. 1) und Sprühdüsen 6e zur Zufuhr eines Bindemittels, wie eines Phenolharzes, oder eines wasserabweisenden Mittels, wie Paraffin, vorgesehen, während ein Auslaß 6f für ein Austragen des Gemischs M (Fig. 2) am anderen Ende des Gehäuses 6c vorhanden ist.
Auf diese Weise werden die vom Einlaß 6g zum einen Ende des Gehäuses 6c eingeführten Holzfasern W2 mit dem Bindemittel, dem wasserabweisenden Mittel usw., die von den Sprühdüsen 6e ausgestrahlt werden, vereinigt, gründlich durch die Rührflügel 6d, welche durch eine (nicht dargestellte) Antriebseinrichtung gedreht werden, gemischt und anschließend zur Seite des Auslasses 6f hin bewegt, um ausgetragen und zum anschließenden Formschritt transportiert zu werden.
Das von der Mischeinrichtung 6 ausgeförderte Gemisch M wird in eine in Fig. 5 gezeigte Klassiervorrichtung 40 eingebracht. Die Bezugszahl 41 in Fig. 5 bezeichnet einen vertikalen Klassierbehälter, der auf einem Stützgerüst 42 befestigt ist, wobei seine obere Stirnseite offen und das obere Ende einstückig mit einem aufwärts geneigten Austragkanal 41a versehen ist. Im Inneren des Klassierbehälters 41 sind mehrere Klassierplatten 43 vertikal in abwechselnd unterschiedlichen Richtungen hin- und herbewegbar vorgesehen. Das freie Ende einer jeden der Klassierplatten 43 wird von einer Exzenterscheibe 44 abgestützt, die drehbar in dem Klassierbehälter 41 angeordnet ist, so daß ein geeigneter Neigungswinkel der Klassierplatte 43 durch die Drehung der Exzenterscheibe 44 gebildet wird. Das heißt mit anderen Worten, daß die Klassierplatte 43 somit den schrägen Zustand aufrechterhält, indem sie von der Exzenterscheibe 44 gelagert wird, so daß ein Klassierteil 45 mit einer vorbestimmten Öffnung zwischen der Klassierplatte 43 und der gegenüberliegenden Innenwand des Klassierbehälters 41 gebildet wird.
Mit dem oberen Ende des Klassierbehälters 42 ist ein Auflokkerungskasten 46 so vereinigt, daß mit diesem eine Verbindung besteht. Der Auflockerungskasten 46 ist an seiner oberen Stirnseite einstückig mit einer Öffnung 47 zur Aufnahme des von der Mischeinrichtung 6 (Fig. 1 und 4) zugeführten Gemischs M sowie in seinem Inneren mit einem Paar von Auflockerungswalzen 48, die ineinandergreifen, versehen. Die Auflockerungswalzen 48 lösen die Verhakung der Fasern des Gemischs M untereinander. Das von der Öffnung 47 eingegebene und durch die Auflockerungswalzen 48 entwirrte Gemisch M wird in den Klassierbehälter 41 fallengelassen.
Ein das vom Klassierbehälter 41 herabfallende Gemisch M empfangender Förderer 49 ist unterhalb des Klassierbehälters 41 angeordnet. Der Förderer 49 wird unter dem Klassierbehälter 41 von einem Lagerungsteil 51, das Stützrollen 50 besitzt, abgestützt, so daß er das herabfallende Gemisch M stabil aufnimmt. Oberhalb des Förderers 49 ist ein Höhenfühler 52 (z.B. eine Photozelle) angeordnet. Der Höhenfühler 52 mißt quantitativ das vom Klassierbehälter 41 abfallende Gemisch M.
Mit dem Austragkanal 41a des Klassierbehälters 41 ist eine Saugeinheit 53 mit einem eingebauten Saugzug durch eine Saugleitung 54 verbunden, so daß der Klassierbehälter 41 evakuiert wird. Ein Aufnahmebehälter 55 zur Aufnahme des Gemischs M ist am Förderer 49 angebracht.
In der den oben beschriebenen Aufbau aufweisenden Klassiervorrichtung 40 wird das von der Mischeinrichtung 6 im vorhergehenden Schritt herantransportierte und von der Öffnung 47 des Auflockerungskastens 46 eingeführte Gemisch M durch die Auflockerungswalzen 48 entwirrt und anschließend in den Klassierbehälter 41 fallengelassen. Während dieser Zeit wird durch das Arbeiten des Saugzuges der Saugeinheit 53 ein aufsteigender Luftstrom erzeugt, und ein leichtes, eine geeignete Menge an Bindemittel enthaltendes Gemisch wird in dem aufsteigenden Luftstrom aufwärts geblasen und von der Saugeinheit 53 durch den Austragkanal 41a sowie die Saugleitung 54 hindurch gesaugt, während das abfallende Gemisch M durch die Klassierteile 45, die von den Klassierplatten 43 bestimmt werden, hindurchgeht. Da andererseits der binderreiche Anteil im Gemisch M schwer ist, bewegt er sich allmählich zum unteren Teil des Klassierbehälters 41, bis er von der Öffnung am unteren Ende aus auf den Förderer 49 fällt und durch den Förderer 49 zum Aufnahmebehälter 55 transportiert wird. Das in die Saugeinheit 53 eingeführte Gemisch wird zu einer Massebildungsvorrichtung 10 (Fig. 2) überführt.
Auf diese Weise wird von dem Gemisch M der binderreiche Anteil entfernt, und es werden lediglich Holzfasern, die das Bindemittel nahezu gleichförmig enthalten, zum nächsten Schritt weitertransportiert. Es ist möglich, zu dieser Zeit das Klassierniveau wie gewünscht durch die Öffnungsfläche des Klassierteils 45 (den Neigungswinkel der Klassierplatte 43) oder die Saugkraft der Saugeinheit 53 einzuregeln. In diesem Fall wird die Einstellmenge mit Bezug auf die Menge des durch den Höhenfühler 52 erlangten bindemittelreichen Anteils bestimmt.
Die Massebildungsvorrichtung 10, die die Materialmasse W von dem Gemisch M erhalten soll, hat einen Aufbau, wie er beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist. Im wesentlichen besteht die Massebildungsvorrichtung 10 aus einem Zerstäuberbehälter 11, der aus dachartigen Eisenplatten od. dgl. gebildet ist, und einem Laminierbehälter 12, der mit der unteren Seite des Zerstäuberbehälters 11 verbunden ist, um in diesem das Gemisch M anzuhäufen. An der oberen Öffnung des Zerstäuberbehälters 11 sind ein Zerstäuber 13, um das Gemisch M zu verteilen, und Luftstrahlkästen 14 mit Luftstrahldüsen an deren Innenseite, um die Sprührichtung des Gemischs M zu regulieren, angeordnet. Von einem Umschaltventil 16 geschaltete Luft wird durch eine Luftzufuhrleitung 15 jedem der Luftstrahlkästen 14 zugeführt. Eine Unterdruckleitung 17, um das Innere des Laminierbehälters 12 zu evakuieren, ist mit der Bodenseite des Laminierbehälters 12 verbunden, und ein Formgebungsbauteil, wie ein Metallnetz und eine gelochte Metallplatte, zur Ausbildung der Ausgestaltung der Bodenfläche der Materialmasse ist oberhalb der Unterdruckleitung 17 gespannt. Führungsplatten 12a, um den Zerstäuberbehälter 11 in den Laminierbehälter 12 einzupassen, sind einstückig mit dem Laminierbehälter 12 ausgebildet. Der untere Teil des Laminierbehälters 12 einschließlich der Unterdruckleitung 17 kann von dessen oberem Teil getrennt werden.
Bei dieser Konstruktion wird das Umschaltventil 16 zuerst geöffnet, um Luft von der Luftzufuhrleitung 15 dem Luftstrahlkasten 14 zuzuführen, so daß die vom Zerstäuberbehälter 11 zum Laminierbehälter 12 gerichtete Luftströmung gebildet wird. Dann wird von dem Zerstäuber 13 das Gemisch M zur Luftströmung hin freigegeben. Das Gemisch M schwebt in der Luft, fällt abwärts und sammelt sich dann auf dem Formgebungsbauteil 18 im Laminierbehälter 12 an. Zu dieser Zeit wird die von den rechten und linken Luftstrahlkästen 14 ausgestoßene Luft durch das Umschaltventil 16 umgeschaltet, um die Richtung, in welcher das Gemisch M abfällt, zu verändern, so daß das Gemisch M an der gesamten Fläche des Formgebungsbauteils 18 zerstreut und in einer dicken Schicht an einem benötigten Teil abgelegt wird. Gleichzeitig wird von der Bodenseite des Laminierbehälters 12 durch die Unterdruckleitung 17 die Luft abgesaugt, um das Ansammeln des Gemischs M zu beschleunigen.
Das Ansammeln des Gemischs M schreitet auf diese Weise fort, und schließlich wird die Materialmasse W von vorbestimmter Ausgestaltung erhalten. An diesem Punkt wird die Zufuhr des Gemischs M vom Zerstäuber 13 beendet wie auch gleichzeitig die Luftzufuhr von der Luftzufuhrleitung 15 unterbrochen wird, wodurch der Schritt des Anhäufens der Holzfasern abgeschlossen ist. Die somit erhaltene Materialmasse W hat eine sehr geringe Dichte, weil sie lediglich angehäuft ist, und sie ist so eingestellt, daß sie eine größere Dicke als eine gewünschte Dicke hat.
Nach der Beendigung des Anhäufens wird der Laminierbehälter 12 sowohl vom Zerstäuberbehälter 11 als auch vom unteren Teil des Laminierbehälters 12 getrennt, um zu dem Scherschritt, der in Fig. 7 gezeigt ist, bewegt zu werden. In der Scherstufe ist eine Wägevorrichtung 60 in einem stationären Zustand vorgesehen, und eine ortsfeste Schervorrichtung 61 sowie eine bewegbare Schervorrichtung 62, die vertikal verlagerbar ist, sind beidseits der Wägevorrichtung 60 angeordnet. Die Schervorrichtungen 61 und 62 sind jeweils mit drehenden Messern 61a sowie 62a und mit jeweiligen Hauben 61b sowie 62b, um den oberen Teil der drehenden Messer 61a und 62a jeweils abzudecken, ausgestattet. Ein Saugzug 64 ist über eine Saugleitung 63 mit jeder der Hauben 61b und 62b verbunden.
Während der Laminierbehälter 12 horizontal bewegt wird, wird zuerst die obere Fläche der Materialmasse W um einen vorbestimmten Betrag (vorbestimmte Höhe) durch die stationäre Schervorrichtung 61 geschert und fertigbearbeitet, so daß sie eben ist, und das Gewicht der verbleibenden Materialmasse Wa wird anschließend durch die Wägevorrichtung 60 gemessen. Die Menge (Höhe) der abzuscherenden Materialmasse, um das vorgegebene Gewicht zu erlangen, wird nach der folgenden Formel auf der Grundlage des gemessenen Wertes berechnet:
ΔH = H1 - H2 = H1/H2 (A1 - A2)
Hierin ist:
ΔH : die Höhe der durch die bewegbare Schervorrichtung 62 abzuscherenden Materialmasse Wb
H1 : die Höhe der Materialmasse Wa
H2 : die Höhe der Materialmasse Wb
A2 : das Gewicht der Materialmasse Wa
A1 : das vorgegebene Gewicht
Der Laminierbehälter 12 wird erneut bewegt, um die Materialmasse Wa einem nächsten Schervorgang durch die bewegbare Schervorrichtung 62 zu unterwerfen, so daß eine Materialmasse Wb von vorbestimmter Dicke erhalten wird.
Auf diese Weise ist es möglich, konstant eine Holzformmasse von vorbestimmtem Gewicht allein durch horizontales Bewegen des Laminierbehälters 12 auch dann zu erhalten, wenn die relative Schüttgutdichte des Gemischs M aufgrund einer Anderung im Wassergehalt der Holzschnitzel W1 oder der Zerkleinerungsbedingungen der Zerkleinerungsvorrichtung 3 einer Anderung unterliegt.
Die auf die oben beschriebene Weise erhaltene Materialmasse Wb wird dann vom Laminierbehälter 12 zu einer Halteeinrichtung 20, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, verbracht. Die Halteeinrichtung 20 besteht aus einem Hauptkörper 21, der eine Gestalt hat, welche es dem Laminierbehälter 12 ermöglicht, darin aufgenommen zu werden, einem gespannten Anlageelement 22, wie z.B. einem Metallnetz, und einem mit der oberen Seite des Hauptkörpers 21 verbundenen Unterdruckkanal 23. Wenn auf die Innenseite des Hauptkörpers durch eine (nicht dargestellte) Saugvorrichtung über den Unterdruck kanal 23 eine Saugwirkung ausgeübt wird, so bewegt sich die Materialmasse W, da sie leicht ist, aufwärts und wird durch das Anlageelement 22 in enger Berührung mit diesem gehalten. Nachdem die Halteeinrichtung 20 durch eine (nicht dargestellte) Transportvorrichtung angehoben, zur Formvorrichtung 30 verlagert und positioniert ist, während der Unterdruckzustand aufrechterhalten wird, wird die Saugwirkung aufgehoben, um die Materialmasse Wb in die untere Formhälfte 31 (Fig. 2) einzubringen.
Die Fig. 10 und 11 zeigen den Aufbau und ein Beispiel der Verwendung der Formvorrichtung, um das Formpressen der in der oben beschriebenen Weise eingebrachten Materialmasse Wb auszuführen. Gemäß Fig. 10 und 11 ist die untere Formhälfte 31 auf einer Heizplatte 33 und die obere Formhälfte 32 an der unteren Fläche einer Heizplatte 34 befestigt. Der Außenumfang der unteren Formhälfte 31 wird von einem Halterahmen 35 umschlossen, und an der unteren Formhälfte 31 ist ein Raum zur Aufnahme der Materialmasse Wb ausgebildet. Der Halterahmen 35 ist in Übereinstimmung mit den vier Seiten, die die untere Formhälfte 31 umgeben, in vier Elemente geteilt, wobei jedes Element an der unteren Formhälfte so vorgesehen ist, daß es bewegbar ist und durch einen an der unteren Formhälfte 31 angebrachten Zylinder 36 relativ vorwärtsbewegt und zurückgezogen werden kann. An der oberen Formhälfte 32 sind Gasabzugkanäle 37 in einer Vielzahl vorhanden. Die Gasabzugkanäle 37 sind durch eine Rohrleitung 39 mit einer (nicht dargestellten) Evakuiereinrichtung verbunden. In der Rohrleitung 39 befindet sich ein Absperrventil 39a.
In der Formvorrichtung 30 mit dem oben beschriebenen Aufbau werden vor dem Formpressen die untere Formhälfte 31 und die obere Formhälfte 32 jeweils durch die Heizplatten 33 bzw. 34 erhitzt, und jedes Element des Halterahmens 35 wird durch das Arbeiten der Arbeitszylinder 36 jeweils zurückgezogen, um die Materialmasse Wb in die untere, vom Halterahmen 35 (Fig. 10) umgebene Formhälfte einzubringen.
Wenn die Materialmasse Wb zugeführt ist, wird zuerst der Halterahmen 35 relativ vorverlagert (zur Mitte hin bewegt), was durch das Arbeiten der Zylinder 36 geschieht, um dadurch den Außenumfang der Materialmasse Wb auszugestalten. Anschließend wird ein (nicht dargestellter) oberer Pressenstempel abgesenkt, um die Materialmasse Wb zwischen der oberen Formhälfte 32 und der unteren Formhälfte 31 zu komprimieren. Während dieser Zeit wird das Absperrventil 39 geöffnet, um die Formvorrichtung 30 durch die Gasabzugkanäle 37 zu entgasen. Die Kompression erhöht allmählich das lneinandergreifen der Holzfasern, und folglich wird die Dichte der Holzfasern erhöht. Zusammen damit wird der Formdruck angehoben, und letztlich wird ein gleichförmig geformtes Holzprodukt P erhalten, das ein hartes und vorbestimmtes tiefgezogenes Teil P1 besitzt. Insbesondere ist der Außenumfang des geformten Produkts P mit einer vorbestimmten Gestaltung sowie einer hohen Dichte fertigbearbeitet, weil der Halterahmen 35 zu Anfang in Übereinstimmung mit der endgültigen äußeren Gestalt des geformten Produkts P bewegt worden ist. Auf diese Weise wird ein geformtes Produkt von ausgezeichneter Genauigkeit und Festigkeit erhalten.
Weil der binderreiche Anteil von der Materialmasse Wb vor den Klassierschritt entfernt wird und das Gewicht in der Scherstufe justiert wird, wird darüber hinaus ein geformtes Produkt P erhalten, das eine beständige Qualität ohne einen Fehler, wie eine Oberflächenblase, hat.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird eine Materialmasse W von niedriger Dichte als eine Holzformmasse verwendet, jedoch macht es die vorliegende Erfindung möglich, das Fasergemisch M selbst, das eine Substanz der Materialmasse W ist, der gestaltenden Form für ein Formpressen zuzuführen.
Die Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung zur direkten Zufuhr des Gemischs M zu der gestaltenden Form. In Fig. 12 bezeichnet die Bezugszahl 70 eine Füllvorrichtung. Die Füllvorrichtung 70 besteht im wesentlichen aus einem Speisebehälter 71 und einem länglichen Druckbehälter 72. Der Speisebehälter 71 und der Druckbehälter 72 sind untereinander mittels einer Durchlaßöffnung 73 verbunden, die durch eine von einem Stellzylinder 74 betätigte Absperrplatte 75 geöffnet und geschlossen wird. Der Speisebehälter 71 ist an seinem oberen Ende mit einer Füllöffnung 76 zum Empfang des Gemischs M und oberhalb der Durchlaßöffnung 73 mit einem Paar von eingebauten Bürstenwalzen 77 ausgestattet. Das eine Ende des Druckbehälters 72 ist an ein (nicht dargestelltes) Gebläse und das andere Ende ist an eine Formvorrichtung 30' für ein Formpressen, die der Formvorrichtung 30, welche in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist, ähnlich ist, angeschlossen. Der Druckbehälter besitzt eine an einer Stelle unterhalb der Durchlaßöffnung 73 eingebaute Wägeplatte 78, die mit einer (nicht dargestellten) Meßdose verbunden ist.
Die mit der Füllvorrichtung 70 verbundene Formvorrichtung 30' hat grundsätzlich denselben Aufbau wie die in den Fig. 10 und 11 gezeigte Formvorrichtung und ist ferner mit einem Fenster an dem Halterahmen 35 versehen. Das Gemisch wird vom Druckbehälter 72 der Füllvorrichtung 70 der zur Hälfte geschlossenen gestaltenden Form durch das Fenster unmittelbar zugeführt.
Bei der Formvorrichtung 30' mit dem oben beschriebenen Aufbau wird das von der Füllöffnung 76 dem Speisebehälter 71 zugeführte Gemisch von der Durchlaßöffnung 73 fallengelassen, wobei der verfitzte Zustand der Fasern durch die Bürstenwalzen 77 gelockert wird, und es sammelt sich auf der Wägeplatte 78 an. Gleichzeitig wird vom Gebläse Luft in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung eingeblasen und das Gemisch M, das sich auf der Wägeplatte 78 angehäuft hat, im Luftstrom der Formvorrichtung 30' zugeführt.
Das in die Form eingebrachte Gemisch M wird zuerst der Formgebung des Außenumfangs unterworfen, indem der Halterahmen 35 in derselben Weise, wie mit Bezug auf die Fig. 10 und 11 erläutert wurde, relativ vorbewegt wird, und die obere Formhälfte 32 wird für eine Kompression abgesenkt, um ein geformtes Holzprodukt P von hoher Qualität auf dieselbe Art wie bei der vorherigen Ausführungsform zu erhalten.
Selbstverständlich sind die Vorrichtung und die Einrichtungen, die zur Herstellung von geformten Holzprodukten verwendet werden, lediglich Beispiele und können durch eine Vorrichtung und Einrichtungen mit anderen Konstruktionen ersetzt werden.
Wenngleich hier beschrieben worden ist, was derzeit als die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung angesehen wird, so sollte klar sein, daß daran verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, und es wird davon ausgegangen, daß die beigefügtten Patentansprüche alle solche Abwandlungen, wie sie in den Grundgedanken und den Rahmen der Erfindung fallen, abdecken.

Claims

1. Ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Holzprodukts, das die Schritte umfaßt des:

- Aufbereitens einer Holzformmasse durch Zugabe eines im wesentlichen aus einem Kunstharz bestehenden Bindemittels zu Holzfasern;

- Regulierens des Gewichts der erwähnten Formmasse in einem faserigen Zustand oder in einem zu einer vorbestimmten Ausgestaltung vereinigten Zustand;

- Zuführens der erwähnten Formmasse unmittelbar zu einer gestaltenden Form;

- Ausgestaltens des Außenumfangs der erwähnten Formmasse in Übereinstimmung mit der endgültigen äußeren Gestalt des genannten geformten Produkts durch Bewegen der gestaltenden Form zum Zentrum hin; und

- Heißformpressens der erwähnten Formmasse.

2. Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Gewicht der erwähnten Formmasse nach dem Entfernen des binderreichen Anteils von der besagten Holzformmasse reguliert wird.

3. Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Gewicht der erwähnten Formmasse im Verlauf der Zufuhr der erwähnten Formmasse zu der genannten gestaltenden Form reguliert wird.

4. Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Gewicht der erwähnten Formmasse auf der Grundlage des Ergebnisses einer Messung mittels einer Wägevorrichtung reguliert wird.

5. Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Gewicht der erwähnten Formmasse durch ebenes Abscheren der oberen Fläche einer angehäuften Masse der erwähnten Formmasse reguliert wird.

6. Ein Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 und 5, bei welchem das Gewicht der erwähnten Formmasse durch eine Methode einreguliert wird, die die Schritte des ebenen Abscherens der oberen Fläche einer Anhäufung der erwähnte Formmasse, Wiegens der verbleibenden Materialmasse, Berechnens der Menge an abzuscherender verbleibender Materialmasse auf der Grundlage des Meßergebnisses, um ein vorbestimmtes Gewicht zu erhalten, und erneuten Abscherens der genannten verbleibenden Masse um die berechnete Menge umfaßt.

7. Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Außenumfang der erwähnten Formmasse durch Vorschieben eines rund um eine untere Formhälfte herum angeordneten Halterahmens ausgestaltet wird.

8. Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 2, bei welchem der binderreiche Anteil unter Verwendung des Unterschiedes im Gewicht entfernt wird.

9. Ein Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 und 8, bei welchem der binderreiche Anteil abwärts abgeschieden wird, indem die erwähnte Formmasse vom Oberteil einer Klassiervorrichtung fallengelassen und ein binderschwacher Anteil in einem aufsteigenden Luftstrom ausgetragen wird.