Hirnholzkörper mit Balsahölzern und Verfahren zu deren Herstellung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Hirnholzplatte nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

[0002] Balsaholz ist eine sehr leichte und einfach zu bearbeitende Holzart. Nebst der Verwendung zum Flossbau und als Korkersatz wird Balsaholz bei Modellbauern für Flugzeug und Schiffsmodelle verwendet. Grösste Bedeutung hat Balsaholz jedoch als Kernwerkstoff von Verbundwerkstoffen in Sandwichbauweise, beispielsweise im Boots-, Schiff- und Yachtbau, in der Luftfahrt, wie im Segel- und Kleinflugzeugbau, in der Raumfahrt und als Kern oder Kernmaterial von Rotorblättern von z.B. Windkraftanlagen. Die guten Dämmeigenschaften des Balsaholzes werden auch zur Isolation gegen Wärme und Kälte, beispielsweise von Brennstofftanks, genutzt. Im technischen Anwendungsbereich macht man sich das geringe Volumengewicht und die im Verhältnis zur geringen Rohwichte aussergewöhnlich hohe Druckfestigkeit parallel zur Faserverlauf zunutze.

[0003] DE-U1-20 2007 007 516 beschreibt eine mitteldichte Holzfaserplatte bestehend aus Balsaholzfasern und Leim, wobei die Balsaholzfasern aus Hackschnitzel gewonnen werden. Beispielhaft wird eine Platte mit parallel zur Plattenoberfläche ausgerichteten Balsaholzfasern gezeigt.

[0004] US-A-4,689,257 beschreibt ein Sperrholz-Laminat, welches auch eine Hirnholzschicht als innerstes Kernmaterial aufweisen kann, wobei die Hirnholzschicht beidseitig von Glaserfaser- oder Sperrholzschichten überlagert wird.

[0005] US-A-4,204,900 beschreibt die Herstellung dünner Balsaholzblätter für den Modelbau, wobei zwei Balsafurnierschichten gegenseitig verleimt werden. Die Faserrichtung der Balsaholzblätter verläuft in der Blattebene.

[0006] US 4,301,202 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung grosser rechteckiger Paneele aus runden Balsaholzstämmen. Dabei werden die Stämme radial in Segmente aufgeteilt, wobei diese Kreisabschnitte alle denselben spitzen Winkel aufweisen. Jedes Segment wird mechanisch zu einem Längsprofil mit einem gleichschenkligen, trapezförmigen Querschnitt bearbeitet, welches dann als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Paneele dient. Die Längsprofile werden mit einem Klebstoff beschichtet und zu einem Block aus einheitlichen Lagen gestapelt. Nach dem Aushärten des Klebstoffs wird der Block aus zusammengeklebten Längsprofilen quer zu Stirnholzpaneelen geteilt.

[0007] US-A-4,208,369 beschreibt die Herstellung von Balsahirnholz-Paneelen aus Balsaholzstämmen, wobei die geschälten und getrockneten Stämme in ein Halterungsgerüst gelegt, deren Oberfläche mit Klebstoff versehen und unter senkrechter Druckeinwirkung miteinander verklebt werden. Die gewünschten Balsahirnholz-Paneele werden durch Quersägen der verleimten Stammblöcke gewonnen.

[0008] Für die eingangs genannten Anwendungen wird oft sogenanntes Mittellagenmaterial hergestellt. Dazu werden vierseitig bearbeitete Balsabohlen, auch Kantelhölzer oder Balsakanteln genannt, zu grossen Blöcken, beispielsweise im Querschnitt etwa 600 x 1200 mm, verleimt und dann quer zum Faserverlauf zu Hirnholzplatten beliebiger Dicke, beispielsweise etwa 5 bis 50 mm, aufgesägt und anschliessend auf das genaue Dickenmass geschliffen. Diese leichte Hirnholzplatte kann über die Fläche sehr starke Druckkräfte aufnehmen, ist aber in sich sehr labil. Beispielsweise durch ein- oder beidseitiges Aufbringen, quer zur Faserverlauf, von Kunststoffplatten, von mit Glas-, Kunststoff- oder Carbonfasern verstärkten Kunststoffplatten oder -schichten, Metallplatten oder Blechen, Holzplatten, Furnieren, Geweben, Folien usw. auf das Mittellagenmaterial oder eine Hirnholzplatte, erhält man hochbelastbare Verbundwerkstoffe.

[0009] Zur Konstruktion von stark gewölbten Bauteilen, wie z.B. bei der Herstellung von Rümpfen für Boote oder Segelyachten, wird die Hirnholzplatte einseitig mit einem dünnen Faservlies, Gewirke oder Gewebe beklebt und von der Gegenseite quader- oder würfelförmig bis auf einen dünnen Steg eingeritzt. Die so vorbereitete Platte lässt sich in beliebige konkave oder konvexe Form bringen und kann einer gewölbten Form, wie eines Boots- oder Auftriebkörpers oder eines Kugeltanks, angepasst werden.

[0010] Balsaholz ist ein Naturprodukt. Deshalb können die Eigenschaften des Balsaholzes innerhalb der Hölzer einer Ernte bis hin zu Abschnitten aus einem Baumstamm sich ändern. Es betrifft dies beispielsweise die Rohdichte, der Schwund, die Druckfestigkeit, die Zugfestigkeit etc. und der Porenanteil kann schwanken. Fehlstellen in den Stämmen, wie Innenrisse, sog. Rotkern oder Wasserherz, Faserverknäuelungen oder Mineralflecken, sofern nicht frühzeitig unter Holzverlust entfernt, können die Regelmässigkeit der Eigenschaften einer Hirnholzplatte beeinflussen.

[0011] Da ein Balsaholzstamm rund ist, die daraus herzustellende Hirnholzplatte jedoch aus einer Vielzahl von rechteckigen Bohlen erzeugt wird, muss der Stamm in Faserrichtung, resp. dem Faserverlauf, und quer dazu zersägt werden. Die ausgesägten Bohlen werden dicht gestapelt, über die gegenseitigen Berührungsflächen verpresst und verklebt und danach quer zum Faserverlauf wieder zersägt. Durch das Abschälen der Baumrinde, das Absägen der Rundungen durch Sehnen- oder Tangentialschnitt und das Sägen in Platten oder Bohlen werden nur ca. 25% des verfügbaren Holzes für den technischen Einsatz genutzt. Der Rest fällt als Späne, Abschnitte und Sägemehl an.

[0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Holz besser zu nutzen und Hirnholzkörper enthaltend Balsaholz mit zumindest annähernd den gleichen oder besseren Eigenschaften als die natürlichen Balsahölzer zu beschreiben und ein Verfahren zu deren rationellen Herstellung vorzuschlagen.

[0013] Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt eine Hirnholzplatte mit den Merkmalen von Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Hirnholzplatte sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben.

[0014] Die Balsaholzfurniere sind insbesondere nach deren Faserrichtung oder Faserverlauf ausgerichtet und der Faserverlauf kann von 0° bis 30°, zweckmässig 0° bis 10° und vorzugsweise von 0° bis 3°, von einer Achse in Richtung des idealen Faserverlaufs abweichen. Idealerweise liegt die Abweichung des Faserverlaufs der einzelnen Balsaholzfurniere möglichst nahe bei 0° (Winkelgrad) von einer Achse in Richtung des idealen Faserverlaufs. Mit anderen Worten, der Faserverlauf aller Balsaholzfurniere im Formkörper soll möglichst parallel sein und von der Achse in Richtung des idealen Faserverlaufs nicht mehr als 30° abweichen, wobei die ideale Faserrichtung diejenige Faserrichtung beschreibt, bei der alle Balsaholzfurniere dieselbe Faserrichtung aufweisen. Mit Faserverlauf oder Faserrichtung ist die Richtung der gestreckten und geraden Holzfasern, die sich in Wachstumsrichtung des Stammes erstrecken, gemeint.

[0015] Die Furniere aus Balsaholz werden aus Stämmen gewonnen, deren Holz beispielsweise eine Dichte von 0,07 bis 0,25 g/cm³ aufweisen. Weiches Balsaholz weist eine Dichte von 0,07 bis 0,125 g/cm³, mittelhartes Balsaholz von 0,125 bis 0,175 g/cm³ und hartes Balsaholz von 0,175 bis 0,25 g/cm³ auf.

[0016] Die Stämme werden durch Tangentialschnitt in einer Furnierschälmaschine zu dünnen Holzlagen, sog. Veneers, verarbeitet. Nach einem Trocknungsschritt können die Holzlagen in Balsaholzstreifen geschnitten werden. Die Länge der einzelnen Streifen kann beispielsweise von 50 mm bis 1000 mm, zweckmässig bis 500 mm und vorteilhaft bis 300 mm betragen. Die Breite der einzelnen Streifen kann von 10 mm bis 1000 mm und die Dicke von 0,3 mm bis 10 mm betragen.

[0017] Erfindungsgemäss werden die Stämme durch Tangentialschnitt in einer Furnierschälmaschine zu dünnen Holzlagen, demnach zu Balsaholzfurnieren in Form von Furniertafeln, auch Holzblätter, Schälfurniere, Furniere oder sog. Veneers sind geeignet, verarbeitet. Die Furniertafeln als solche werden mit der vorgesehenen Menge an Klebstoff allseitig durch aufsprühen, aufstreichen oder bestäuben beschichtet. Die beleimten Furniertafeln können -- fallweise aus Fraktionen verschiedener Dichte und/oder Holzqualität gemischt -- zu Formkörpern geschichtet werden. In der Regel werden die beleimten Furniertafeln mit gleichgerichtetem Faserverlauf zu einem Block geschichtet. Mittels Druck und/oder Temperatur, jedoch auch ohne äussere Druckeinwirkung oder Temperatureinwirkung kann der Klebstoff aktiviert werden, wobei der Klebstoff aufschäumt, chemisch reagiert und die Furniertafeln gegenseitig zu einem Formkörper in Blockform trennfest verklebt werden. Die Seitenkantenlänge der Furniertafeln richtet sich nach den apparativen Gegebenheiten und kann z.B. von 50 cm bis 300 cm betragen. Aus praktischen Gründen beträgt die Länge von 100 cm bis 250 cm. Die Furniertafeln, beispielsweise in einer Dicke von 0,1 cm bis 3 cm, werden mit gleichgerichtetem Faserverlauf übereinander geschichtet oder gestapelt, wobei die Stapelhöhe unkritisch ist und beispielsweise von 5 cm bis 250 cm betragen kann. Mittels des Klebstoffes zwischen den Furniertafeln werden diese zu einem Block verklebt. Es kann ein Block, beispielsweise aus 2 bis 2000 übereinander geschichteten und verklebten Furniertafeln erzeugt werden. Von diesem Block können quer zum Faserverlauf die gesuchten Hirnholzplatten beispielsweise einer Dicke von 0,5 bis 5 cm abgetrennt, wie abgesägt oder abgeschnitten, werden. Fallweise kann die Verklebung nur formhaltig, d.h. ohne Anwendung eines äusseren Druckes, erfolgen. Ein aufschäumender Klebstoff kann sowohl als Kleber, als auch als Füller zwischen den Furniertafeln wirken.

[0018] Bei der Verarbeitung, durch seitlichen Druck durch Rollen oder Wangen und vertikalen Druck durch ein Band, Doppelband oder Rollen, soll der angewendete Druck derart gewählt werden, dass das Zell- resp. Fasergefüge des Balsaholzes nicht verändert oder beschädigt wird, insbesondere, dass durch Kompression die Dichte des Balsaholzes nicht oder nur geringfügig verändert wird. Der Pressdruck soll niedrig eingestellt sein, da bei zu hohem Pressdruck auch das Holzgefüge insgesamt zusammengepresst wird. Der angewendete Druck zwischen zwei Rollen und/oder Bändern kann bis 50 bar, zweckmässig 0,5 bis 5 bar betragen.

[0019] Als Klebstoff werden aufschäumende Kleber oder Schaumkleber und dabei insbesondere schäumende oder geschäumte polyurethanhaltige Kleber eingesetzt. Es können Klebstoffe, wie 2-Komponenten-Klebstoffe, insbesondere aufschäumende Klebstoffe, z.B. auf PUR-Basis, oder 1-Komponenten-Klebstoffe, insbesondere aufschäumende Klebstoffe, z.B. auf PUR-Basis, beispielsweise solche, die unter Einfluss von Feuchtigkeit reagieren, eingesetzt werden. Die zur Reaktion benötigte Feuchtigkeit kann beispielsweise durch die Holzfeuchtigkeit allein oder durch Befeuchten des Holzes beigestellt werden. Die Klebstoffe können unter Wärmeeinfluss reagieren, abbinden oder aushärten. Es können die Klebstoffe unter Druck reagieren, abbinden oder aushärten. Oder, es können die Klebstoffe unter Wärmeeinfluss und Druck reagieren, abbinden oder aushärten. Günstig sind Klebstoffe, die ohne Hitze reagieren, aushärten oder abbinden, demnach solche die ein Kalthärten oder sog. "cold curing" ermöglichen. Auch günstig sind Klebstoffe, die ohne von aussen angewendetem Druck reagieren, abbinden oder aushärten. Wie vorstehend erwähnt, kann durch viskoses Verhalten des Klebstoffes oder durch den Schäumprozess der Klebstoff in die Zwischenräume oder Klebefugen zwischen die gegenseitigen Auflageflächen, resp. Klebefugen, der Streifen gelangen und dazwischen liegende Poren, Lücken oder Spalten teilweise und vorteilhaft vollständig ausfüllen und eine trennfeste Verbindung schaffen.

[0020] Die Hirnholzplatten enthalten einen Holz- und einen Klebstoffanteil. Der Holzanteil einer Hirnholzplatte kann beispielsweise von 60 bis 95 Vol.-% betragen. Der Klebstoff ist vorteilhaft in Anteilen von 1 bis 40 Vol.-% vorhanden. In der Regel liegt der Klebstoff in Anteilen von 1 bis 15 Vol.-%, zweckmässig 2 bis 10 Vol.-% und vorzugsweise 3 bis 5 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der Hirnholzplatte, vor.

[0021] Der ausreagierte, wie aufgeschäumte oder abgebundene Klebstoff kann Dichten oder Raumgewichte von 50 kg/m³ bis 300 kg/m³ aufweisen. Die aufgeschäumten Klebstoffe weisen vorteilhaft ein Raumgewicht von 50 kg/m³ bis 240 kg/m³ auf.

[0022] Vorteilhaft weist der ausreagierte, wie aufgeschäumte oder abgebundene Klebstoff die gleiche oder nahezu gleiche Dichte wie die Dichte des umgebenden Balsaholzes auf. Der ausreagierte Klebstoff kann, bezogen auf die Dichte des den Klebstoff umgebenden Balsaholzes, beispielsweise eine 0 bis zu 20 Gew.-% höhere oder 0 bis zu 20 Gew.-% niedrigere Dichte aufweisen. Klebstoffe mit Dichten des ausreagierten Klebstoffes, die 0 bis 10 Gew.-% über oder 0 bis 10 Gew.-% unter der Dichte des umgebenden Balsaholzes liegen, werden bevorzugt. Als Klebstoffe mit Dichten im angegebenen Bereich sind aufgeschäumte Polyurethankleber besonders geeignet. Mit der Dichte ist bei geschäumten Klebern deren Raumgewicht gemeint. Damit kann die vorteilhafte niedrige Dichte des Balsaholzes auch mit den erfindungsgemässen Hirnholzkörpern erreicht werden.

[0023] Da das bevorzugt zu den Hirnholzkörpern verarbeitete Balsaholz ein Naturprodukt darstellt, weist es je nach Pflanzensorte, Standort oder durch Wachstumseinflüsse etc. unterschiedliche Dichten oder Raumgewichte auf. Vorliegend fällt die Wahl bevorzugt auf Hölzer mit Dichten von etwa 80 bis 200 kg/m³. Bezüglich der Hirnholzplatte nach vorliegender Erfindung in der praktischen Anwendung ist ein Raumgewicht von beispielsweise kleiner als 160 kg/m³ vorteilhaft. Günstige Raumgewichte liegen bei 80 bis 160 kg/m³, vorteilhaft liegen die Raumgewichte bei 100 bis 140 kg/m³ und insbesondere bei 120 kg/m³. Um das angestrebte Raumgewicht für eine Hirnholzplatte zu erhalten, lassen sich als eine Massnahme die Furniere oder Streifen von Hölzern verschiedener Dichte mischen. Eine weitere Massnahme ist die Wahl des Klebstoffes unter Berücksichtigung von dessen Dichte. Bei aufschäumenden Klebstoffen kann dessen Dichte berücksichtigt und der Schäumgrad beeinflusst werden, um das Raumgewicht des Formkörpers zu beeinflussen. Die Massnahmen lassen sich auch kombinieren.

[0024] Vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Hirnholzplatte. Das erfindungsgemässe Verfahren weist die Merkmale des Anspruchs 8 auf. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den von Anspruch 8 abhängigen Ansprüchen beschrieben.

[0025] In zweckmässiger Ausführungsform zur Herstellung der erfindungsgemässen Hirnholzplatte werden die Balsaholzfurniere in einer Doppelbandpresse verfestigt. Bevorzugt wird der Klebstoff in Anteilen von 1 bis 40 Vol.-%, zweckmässig von 1 bis 15 Vol.-%, besonders zweckmässig 2 bis 10 Vol.-% und vorzugsweise 3 bis 5 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Hirnholzkörpers eingesetzt.

[0026] Bei den Formkörpern handelt es sich um Balken, Bohlen, oder Platten, die nun quer zum Faserverlauf in Hirnholzplatten geteilt werden können. Eine Mehrzahl von Furniertafeln, Balken oder Bohlen, die üblicherweise einen polygonalen, insbesondere rechteckigen Querschnitt aufweisen, können weiter zu Blöcken mit gleichgerichtetem Faserverlauf oder im Wesentlichen parallelen Faserverlauf gestapelt, gegenseitig verklebt und quer zum Faserverlauf in Hirnholzplatten aufgeteilt, wie abgeschnitten, zersägt usw., werden. Wird das Verfahren derart geführt, dass anstelle von Balken oder Bohlen die Formkörper als Platten anfallen, können die Platten zu Blöcken gestapelt und gegenseitig verklebt werden. Der Faserverlauf oder die Faserrichtung im Plattenblock ist gleichgerichtet und quer zum Faserverlauf können die Hirnholzplatten vom Block abgetrennt werden.

[0027] Die erfindungsgemäss gewonnen Hirnholzplatten können auf gleiche Art und Weise eingesetzt werden, wie die bis anhin gefertigten Platten. Beispielsweise durch ein- oder beidseitiges Aufbringen, quer zum Faserverlauf, von Kunststoffplatten, von mit Glas-, Kunststoff- oder Carbonfasern verstärkten Kunststoffplatten oder -schichten, Metallplatten oder Blechen, Holzplatten, Furnieren, Geweben, Gewirken, Gestricken, Vliesen, Folien usw. auf das Mittellagenmaterial oder eine Hirnholzplatte, erhält man hochbelastbare Verbundwerkstoffe. Die erfindungsgemässen Hirnholzplatten können einseitig mit Faservlies, Gewirken, Gestricken oder Geweben beklebt werden und können von der anderen Seite her würfel- oder quaderförmig bis auf eine kleine Restdicke in Richtung des Faserverlaufes eingeschnitten werden. Die so verarbeitete Platte wird dadurch biegbar und lässt sich in konkave oder konvexe Form bringen.

[0028] Mit vorliegendem Verfahren gelingt es das Balsaholz in viel grösserem Masse für Hirnholzplatten zu verwerten, als es bis anhin möglich war. Ausgehend vom geernteten Balsaholz, bis zu einer Hirnholzplatte ist bei konventionellen Methoden eine Ausbeute von lediglich 24% erzielbar. Es treten Verluste in den Sägewerken bei der Herstellung der Balsabohlen oder Kantelhölzer, beim nachfolgenden Trocknen, beim Schichten und Kleben zu Blöcken, und schliesslich beim Zersägen, auf. Mit vorliegendem Verfahren wird eine Ausbeute von 60 bis 70% erreicht. Insbesondere können nahezu alle Teile des Balsaholzstammes, zumindest solange die Teile noch nach deren Faserverlauf ausrichtbar sind, verwertet werden oder es können die Stämme abfallfrei oder äusserst abfallarm geschält und die Schälprodukte vollständig verwertet werden.

[0029] Balsaholz lässt sich sehr gut und dauerhaft verleimen. Die Festigkeit der Klebefuge kann die Festigkeit des umgebenden Holzgewebes darstellen, kann geringer sein oder diese übertreffen. Je nach Wahl des Klebstoffes können die Eigenschaften der Hirnholzplatte oder von Balsaholzteilen verändert werden. Der Klebstoff in den Klebefugen kann beispielsweise auch eine eigentliche Stützstruktur oder ein stützendes Netzwerk herausbilden, welche zu noch druck- und/oder reissfesteren Materialien führen oder der Klebstoff kann die Elastizität eines Balsaholzteils vermindern oder erhöhen. Die Klebefugen können auch verstärkende Materialien, wie Fasern, beispielsweise als Bestandteil des Klebstoffes, enthalten.

[0030] Die erfindungsgemässen Hirnholzplatten können in vielfacher Weise verwendet werden. Beispielsweise stellen sie Ausgangsprodukte oder Fertigprodukte im Bereich der Schichtstoffe, Sandwichmaterialien oder der sog. Composites dar. Im Bereich der Energieerzeugung können die Hirnholzplatten Teile von Rotoren, Propellern und Windflügeln für Windmühlen oder windbetriebenen Generatoren oder Turbinen bilden, insbesondere Kerne oder Kernmaterialien in Flügeln, Rotoren, Schaufeln oder Schaufelblättern.

[0031] Günstige Raumgewichte für die Kerne oder als Kernmaterialien für die genannten Zwecke liegen bei 80 bis 160 kg/m³, vorteilhaft liegen die Raumgewichte bei 100 bis 140 kg/m³ und insbesondere bei 120 kg/m³. Die Hirnholzplatten können, beispielsweise als Kernmaterial oder Schichtstoff in Transportmitteln, wie Decken, Böden, Zwischenböden, Wandverkleidungen, Abdeckungen usw. in Booten, Schiffen, Bussen, Lastkraftwagen, Eisenbahnfahrzeugen usw. eingesetzt werden. Durch die geringe Dichte der Hirnholzplatten können diese als Ersatz für herkömmliche Leichtbau- und Kernmaterialien, wie Wabenkörper, Schaumstoffe usw., dienen.

[0032] Anhand der Figuren 1 bis 4 ist vorliegende Erfindung beispielhaft illustriert.

[0033] Figur 1 stellt eine Bohle oder ein Ausschnitt aus einem Balsaholzstamm (2) dar. Der Pfeil (L) zeigt in die Längsrichtung, die der Wachstumsrichtung und damit dem Faserverlauf entspricht. Pfeil (L) stellt auch die Achse des Faserverlaufs dar. Q stellt die Querschnittfläche, d.h. den Schnitt quer zum Faserverlauf, dar. Pfeil (R) weist in Richtung der Radialschnittfläche. Pfeil (T) weist in Richtung der Tangentialschnittfläche.

[0034] In Figur 2 ist ein Abschnitt eines Balsaholzstammes (2) gezeigt. Der Pfeil (L) weist in Längsrichtung, die der Wachstumsrichtung und damit dem Faserverlauf entspricht. Somit stellt Pfeil (L) auch die Achse des Faserverlaufs dar. Q stellt die Querschnittfläche dar. Ein Span (3) ist skizzenhaft dem Stamm (2) entnommen. Der Faserverlauf im Span (3) verläuft entsprechend ebenfalls in Richtung des Pfeils (L).

[0035] Figur 3 stellt ein Beispiel eines Formkörpers in Form einer Bohle (4) aus gegenseitig verklebten Spänen (3) dar. Die Bohle hat eine Seitenkante einer Länge S₁ und eine zweite Seitenkante S₂. Der Faserverlauf aller Späne (3) liegt in Richtung des Pfeils (L). Somit stellt Pfeil (L) auch die Achse des Faserverlaufs dar. Beispielhaft wurden nur zwei Späne (3) bezeichnet. Es wird deutlich, dass die Späne (3) gegenseitig möglichst dicht einander anliegen. Der gegenseitige Faserverlauf der Späne liegt möglichst parallel, resp. höchstens in einem Winkel abweichend, wie oben stehend angegeben, in der Achse in Richtung des Pfeils (L). Die sich unvermeidlich zwischen den unregelmässig geformten Spänen bildenden Zwischenräume sind mit Klebstoff gefüllt. Der Klebstoff bildet eine trennfeste Verbindung der Späne untereinander. Mit Q₁ ist die Querschnittsfläche oder Hirnschnittfläche der Bohle bezeichnet. Die Balsaholzfasern sind an dieser Fläche quer durchtrennt.

[0036] Figur 4 zeigt einen Block (5) aus einer Mehrzahl von Formkörpern in Form von Platten (4) im Stapel. Die Platten (4) können im Prinzip auch der Bohle (4) aus Figur 3 entsprechen, lediglich ist die Seitenkante S₁ gegenüber der zweiten Seitenkante S₂ erheblich vergrössert, so dass von einer Platte zu sprechen ist. Anstelle der Platten (5) können Furniertafeln (4), fallweise auch als Holzblätter, Schälfurniere, Furniere oder Veneers bezeichnet, eingesetzt werden. Die gestapelten Platten (4) sind untereinander mit Klebstoff trennfest verbunden. Zweckmässig wird derselbe Klebstoff verwendet, der zur Erzeugung der Bohle oder Platte eingesetzt wird. In allen Platten (4) ist der Faserverlauf entlang, resp. im wesentlichen parallel einer Achse laufend in Richtung des Pfeils (L) ausgerichtet. Mit Q₂ ist die Querschnittsfläche oder Hirnschnittfläche des Blockes (5) bezeichnet. Die Balsaholzfasern sind an der Fläche Q₂ quer durchtrennt. Die gestrichelten Linien (6) deuten Schnitt- oder Sägelinien an. Die Schnittlinien (6) können einen beliebigen Abstand zueinander aufweisen und der Abstand richtet sich beispielsweise nach dem Verwendungszweck der abzutrennenden Hirnholzplatte (8). Der Block (5) wird demnach zu einer Anzahl von Formkörpern, hier zu Hirnholzplatten (8), verarbeitet.

Ansprüche

1. Hirnholzplatte enthaltend Hölzer mit einer vorbestimmten Faserrichtung für eine Druckbeanspruchung in Faserrichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hölzer aus Balsaholzfurnieren bestehen, welche durch Tangentialschnitt von Balsaholzstämmen in einer Furnierschälmaschine hergestellt sind, die Balsaholzfurniere eine gegenüber einer idealen Faserrichtung im Wesentlichen gleichgerichtete Faserrichtung aufweisen, wobei die ideale Faserrichtung (L) diejenige Faserrichtung beschreibt, bei der alle Balsaholzfurniere dieselbe Faserrichtung aufweisen, und die Faserrichtung der einzelnen Balsaholzfurniere nicht mehr als 30° von der idealen Fasserrichtung abweichen, und die Hirnholzplatte geschäumte polyurethanhaltige Klebstoffe zwischen den Balsaholzfurnieren enthält, wobei bezogen auf das Volumen der Hirnholzplatte die Klebstoffe in Mengen von 1 bis 15 Vol.-% vorhanden sind.

2. Hirnholzplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ausreagierte Klebstoff des Hirnholzkörpers dieselbe Dichte wie die der Balsaholzfurniere aufweist oder dessen Dichte um maximal 20 Gew.-% von der Dichte der Balsaholzfurniere abweicht.

3. Hirnholzplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Balsaholzfurniere eine Seitenkantenlänge von 500 mm bis 2500 mm und eine Dicke von 0.3 mm bis 10 mm aufweisen.

4. Hirnholzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Balsaholzfurniere von 0.07 bis 0.25 g/cm³ beträgt.

5. Hirnholzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserrichtung der einzelnen Balsaholzfurniere nicht mehr als 0° bis 10°, insbesondere nicht mehr als 0° bis 3°, von der idealen Faserrichtung (L) abweicht.

6. Hirnholzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffe in Mengen von 2 bis 10 Vol.-%, und insbesondere in Mengen von 3 bis 5 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Hirnholzkörpers (8), enthalten sind.

7. Hirnholzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hirnholzkörper (8) eine Hirnholzplatte ist, bei der die Faserrichtung der darin enthaltenen Balsaholzfurniere nicht mehr als 30° von einer Flächennormalen auf die Hirnholzplattenoberfläche abweicht.

8. Verfahren zur Herstellung einer Hirnholzplatte (8) nach einem der
Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
Balsaholzfurniere durch Tangentialschnitt von Balsaholzstämmen in einer Furnierschälmaschine hergestellt, mit schäumbaren, polyurethanhaltigen Klebstoffen beschichtet und bezüglich der Faserrichtung im Wesentlichen gleichlaufend ausgerichtet werden, wobei die Faserrichtung der einzelnen Balsaholzfurniere nicht mehr als 30° von einer idealen Faserrichtung (L), bei der alle Balsaholzfurniere dieselbe Faserrichtung aufweisen, abweicht, der Klebstoff aktiviert, geschäumt und unter Ausbildung von Haftkraft und Füllmaterial zwischen den Balsaholzfurnieren zu einem Formkörper in Form einer Platte, eines Blockes oder einer Bohle verfestigt werden, gegebenenfalls mehrere Formkörper aufeinander gestapelt und miteinander verklebt werden, und der resultierende Formkörper quer zu seiner idealen Faserrichtung zu einer Anzahl Hirnholzplatten getrennt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Klebstoff beschichteten und bezüglich der Faserrichtung gleichlaufend ausgerichteten Balsaholzfurniere in einer Doppelbandpresse zum Formkörper verfestigt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Balsaholzfurniere mit Klebstoff in Mengen von 1 bis 15 Vol.-%, bevorzugt 2 bis 10 Vol.-% und insbesondere 3 bis 5 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Formkörpers, beschichtet werden.

Claims

1. End-grain wood panel containing wood having a predefined grain direction for pressure to be applied in the grain direction,
characterised in that
the wood consists of balsa wood veneers that are produced by tangential cutting of balsa wood trunks in a veneer peeling machine, the balsa wood veneers have a grain direction that is substantially aligned with respect to an ideal grain direction, the ideal grain direction (L) describing the grain direction in which all the balsa wood veneers have the same grain direction, and the grain direction of the individual balsa wood veneers deviate from the ideal grain direction by no more than 30°, and the end-gr ain wood panel contains foamed polyurethane-containing adhesives between the balsa wood veneers, the adhesive being present in amounts of from 1 to 15 vol.%, based on the volume of the end-grain wood panel.

2. End-grain wood panel according to claim 1, characterised in that the fully-reacted adhesive of the end-grain wood article has the same density as that of the balsa wood veneers, or the density thereof deviates from the density of the balsa wood veneers by a maximum of 20 wt.%.

3. End-grain wood panel according to either claim 1 or claim 2, characterised in that the balsa wood veneers have a side-edge length of from 500 mm to 2500 mm and a thickness of from 0.3 mm to 10 mm.

4. End-grain wood panel according to any of claims 1 to 3, characterised in that the density of the balsa wood veneers is from 0.07 to 0.25 g/cm³.

5. End-grain wood panel according to any of claims 1 to 4, characterised in that the grain direction of the individual balsa wood veneers deviates from the ideal grain direction (L) by no more than 0° to 10°, in particular by no more than 0° to 3°.

6. End-grain wood panel according to any of claims 1 to 5, characterised in that the adhesives are contained in amounts of from 2 to 10 vol.%, and in particular in amounts of from 3 to 5 vol.%, based on the volume of the end-grain wood article (8).

7. End-grain wood panel according to any of claims 1 to 6, characterised in that the end-grain wood article (8) is an end-grain wood panel in which the grain direction of the balsa wood veneers contained therein deviates from a surface normal of the end-grain wood panel surface by no more than 30°.

8. Method for producing an end-grain wood panel (8) according to any of claims 1 to 7,
characterised in that
balsa wood veneers are produced from balsa wood trunks by tangential cutting in a veneer peeling machine, coated with foamable, polyurethane-containing adhesives, and are substantially aligned according to the grain direction, the grain direction of the individual balsa wood veneers not deviating from an ideal grain direction (L), in which all of the balsa wood veneers have the same grain direction, by more than 30°, the adhesive is activated, foamed, and solidified forming adhesion and filler between the balsa wood veneers to form a shaped article in the form of a panel, a block or a board, optionally a plurality of shaped articles are stacked on top of one another and glued together, and the resulting shaped article is separated transversely to the ideal grain direction thereof in order to form a number of end-grain wood panels.

9. Method according to claim 8, characterised in that the balsa wood veneers, which are coated with adhesive and aligned relative to the grain direction, are consolidated in a double-belt press to form shaped articles.

10. Method according to either claim 8 or claim 9, characterised in that the balsa wood veneers are coated with adhesive in amounts of from 1 to 15 vol.%, preferably from 2 to 10 vol.%, and in particular from 3 to 5 vol.%, based on the volume of the shaped article.

Revendications

1. Panneau de bois de bout renfermant des bois avec une direction de fibres prédéterminée en vue d'une sollicitation en compression dans la direction des fibres,
caractérisé
en ce que les bois sont réalisés en placages de bois de balsa, qui ont été fabriqués par coupe tangentielle de troncs de bois de balsa dans une dérouleuse à placages, en ce que les placages de bois de balsa présentent une direction de fibres sensiblement d'une orientation identique par rapport à une direction de fibres idéale, la direction de fibres idéale (L) étant décrite par la direction de fibres pour laquelle tous les placages de bois de balsa présentent la même direction de fibres, et la direction de fibres des placages de bois de balsa individuels ne s'écarte pas de plus de 30° de la direction de fibres idéale, et en ce que le panneau de bois de bout contient des colles à base de polyuréthanne expansées entre les placages de bois de balsa, les colles étant présentes selon des quantités allant de 1 à 15% en volume en se référant au volume du panneau de bois de bout.

2. Panneau de bois de bout selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle du panneau de bois de bout, dont la réaction est achevée, présente la même densité que celle des placages de bois de balsa, ou bien sa densité diffère d'au maximum 20% en poids, de la densité des placages de bois de balsa.

3. Panneau de bois de bout selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les placages de bois de balsa présentent une longueur de bord latéral de 500 mm à 2500 mm, et une épaisseur de 0,3 mm à 10 mm.

4. Panneau de bois de bout selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la densité des placages de bois de balsa est de 0,07 à 0,25 g/cm³.

5. Panneau de bois de bout selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la direction de fibres des placages de bois de balsa individuels ne s'écarte pas de plus de 0° à 10°, notamment pas plus de 0° à 3°, de la direction de fibres idéale (L).

6. Panneau de bois de bout selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les colles sont contenues selon des quantités de 2 à 10% en volume, et notamment selon des quantités de 3 à 5% en volume, en se référant au volume du corps de bois de bout (8).

7. Panneau de bois de bout selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps de bois de bout (8) est un panneau de bois de bout, dans lequel la direction de fibres des placages de bois de balsa, qu'il contient, ne s'écarte pas plus de 30° d'une normale de surface à la surface du panneau de bois de bout.

8. Procédé de fabrication d'un panneau de bois de bout (8) selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que l'on fabrique, par coupe tangentielle de troncs de bois de balsa dans une dérouleuse à placages, des placages de bois de balsa que l'on revêt de colles expansibles à base de polyuréthanne, et que l'on oriente sensiblement de manière identique quant à la direction de fibres, la direction de fibres des placages de bois de balsa individuels ne s'écartant pas de plus de 30° d'une direction de fibres idéale (L) pour laquelle tous les placages de bois de balsa présentent la même direction de fibres, et en ce que l'on produit l'activation et l'expansion de la colle conduisant à une force d'adhérence et à un matériau de remplissage entre les placages de bois de balsa, qui sont ainsi consolidés en un corps de forme sous la forme d'un panneau, d'un bloc ou d'un madrier, et en ce que, le cas échéant, plusieurs corps de forme sont empilés mutuellement et collés ensemble, et le corps de forme, qui en résulte, étant sectionné, transversalement à sa direction de fibres idéale, en un certain nombre de panneaux de bois de bout.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les placages de bois de balsa revêtus de colle et orientés selon la même direction quant à la direction des fibres, sont consolidés en un corps de forme dans une presse à bande double.

10. Procédé selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que les placages de bois de balsa sont revêtus avec de la colle selon des quantités de 1 à 15% en volume, de préférence de 2 à 10% en volume, et en particulier de 3 à 5% en volume, en se référant au volume du corps de forme.

Zeichnung