DE3936312A1

DE3936312A1 - Verfahren zum herstellen einer mehrschicht-massivholzplatte

Info

Publication number: DE3936312A1
Application number: DE3936312A
Authority: DE
Inventors: Josef Traben
Original assignee: LINCK MASCH GATTERLINCK
Current assignee: LINCK MASCH GATTERLINCK
Priority date: 1989-11-01
Filing date: 1989-11-01
Publication date: 1991-05-02
Also published as: US5352317A; US5500070A; DE3936312C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrschicht-Massivholzplatte oder eines ähnlichen Mehrschichtlaminatproduktes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Massivholz-Verbundplatten und dergleichen werden durch das Verleimen von mindestens zwei, im allgemeinen jedoch von drei oder mehr Schichten verhältnismäßig dünner Bretter erzeugt. Solche Verbundplatten haben gegenüber normalen Massivholzbrettern den Vorteil, daß sie in fast beliebigen Flächengrößen hergestellt werden können, die nicht durch den Durchmesser eines Baumstammes begrenzt sind, wobei im Grunde genommen nur die Handhabbarkeit der Platten im Fertigungsablauf Grenzen für eine beliebige Flächenausdehnung setzt. Ferner sind solche Verbundplatten einem normalen, nicht verleimten Brett in bezug auf ihre Festigkeitseigenschaften überlegen, da durch kreuzweises Verleimen der Bretter die richtungsabhängigen Festigkeitseigenschaften des Holzes zum Teil kompensiert werden können, und dadurch ferner Gestaltveränderungen durch Feuchtigkeitseinflüsse und dergl. in Grenzen gehalten werden können.

Ein Nachteil in der bekannten Fertigung solcher Mehrschicht-Massivholzplatten besteht darin, daß ein hoher Holzmaterialeinsatz erforderlich ist, weil die Fertigung mit einem hohen Anfall an Holzabfall verbunden ist, was solche Platten entsprechend auch sehr viel teurer macht. Je dünner nämlich die Ausgangsbretter sind, aus denen die Mehrschichtplatte zusammengeleimt wird, um so mehr Sägeschnitte sind zum Erzeugen dieser dünnen Bretter erforderlich, so daß je nach Brettdicke eine Menge an nicht weiter verwertbaren Sägemehls anfällt, die von 25-40% des Ausgangsholzes betragen kann.

Dieser hohe Abfallanteil wird beispielsweise bei der Herstellung von Spanplatten vermieden, bei denen der Rohstoff Holz zu Spänen zerkleinert wird, die dann mit einem Bindemittel zu Platten verpreßt werden. Solche Spanplatten ermöglichen eine wesentlich bessere Rohmaterialausnutzung, die Festigkeitseigenschaften und die Oberflächenqualitäten solcher Platten entsprechen bei weitem jedoch nicht denjenigen des Holzes selbst. Außerdem erfordert die Spanplattenherstellung einen hohen Bindemitteleinsatz, der, weil die meisten Bindemittel Formaldehyd enthalten, aus Umwelt- und Gesundheitsschutzgründen auf Bedenken stößt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschicht-Massivholzplatten und ähnlicher Mehrschichtlaminatprodukte bereitzustellen, bei dem der Ausgangsrohstoff Holz in wesentlich höherem Maße ausgenutzt werden kann, als dies bei den herkömmlichen Herstellungsverfahren der Fall war, und mit dem dennoch Qualitäten erzeugt werden, die mit denjenigen von solchen Massivholzplatten vergleichbar sind, welche aus Brettern hergestellt werden, die in einem im wesentlichen spanabhebenden Herstellungsverfahren erzeugt wurden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Unter Verwendung von Brettern, die in einem sägeschnittfreien Verfahren allein durch Schneiden aus einem Kantholz erzeugt werden, kann ein Kantholz zu 100% seines Volumens für die Herstellung der Verbundplatten nutzbar gemacht werden. Zwar muß vorher in ähnlicher Weise wie für das Zersägen eines Kantholzes ein Baumstamm durch Anflachen seiner Seiten in ein Kantholz überführt werden, der dabei anfallende Abfall kann aber in gleicher Weise, wie dies bereits seit längerem allgemeine Praxis ist, in Form von weiterverwertbaren Hackschnitzeln der Zellstoffindustrie zugeführt werden.

Wenn im vorliegenden Zusammenhang von lamellenartigen Brettern gesprochen wird, so sind damit vornehmlich verhältnismäßig dünne und schmale Bretter gemeint, die eine Dicke von wenigen Millimetern bis etwa 15 mm, vorzugsweise eine Dicke im Bereich von etwa 6-12 mm, eine Breite im Bereich von etwa 5-30 cm, vorzugsweise im Bereich von 10-12 cm und eine Länge aufweisen, die zumindest ein Mehrfaches der Breite, vorzugsweise mehr als das 10-fache der Breite beträgt. Die Herstellung solcher dünnen Bretter durch schneidendes Zerteilen eines Kantholzes ist an sich beispielsweise aus der DE-PS 25 14 901 und der DE-PS 27 51 238 bereits bekannt. Da bei diesen Verfahren das vom Kantholz abgeteilte Brett in Richtung des Messerwinkels abgeführt werden muß und daher notwendigerweise eine gewisse Krümmung erhält, liegt die Dickengrenze der auf diese Weise erzeugten Bretter bei etwa 15 mm. Man war ursprünglich der Auffassung, daß nach dem Schneidverfahren erzeugte Bretter im wesentlichen nur für Einsatzzwecke verwendet werden können, bei denen eine Maßgenauigkeit und bestimmte Oberflächengüte nicht erforderlich sind, wie beispielsweise für Flechtzäune und Obstkisten. Die Verwendung solcher Bretter für Holzerzeugnisse hoher Qualität, insbesondere Mehrschicht-Laminatplatten, stieß bisher auf Bedenken.

Untersuchungen haben überraschenderweise gezeigt, daß die durch Schneiden erzeugten Bretter Unterschiede in ihrer Oberflächenfestigkeit aufweisen, die sich auf die Festigkeit der erzeugten Laminatplatten auswirken. Es hat sich daher als wichtig erwiesen, die beiden Seiten eines durch Schneiden erzeugten Brettes zu unterscheiden. Im vorliegenden Zusammenhang sind diese Seiten eines Brettes als "Messerseite" und "Gegenseite" bezeichnet. Im Grunde genommen ist natürlich jede Seite eines Brettes vom Messer berührt worden, die hier als "Messerseite" bezeichnete Seite soll jedoch im Sinne der hier verwendeten Definition diejenige Seite eines in Abtrennung befindlichen Brettes sein, die dem Messer zugewandt ist. Die (zwar auch vom Messer berührte) Außenseite des verbleibenden Kantholzes wäre dann die "Gegenseite" des nächstfolgenden, vom Kantholz abzutrennenden Brettes. Da ein in Abtrennung befindliches Brett insbesondere auch dadurch, daß das Messer im allgemeinen stark geneigt zur Querrichtung des Kantholzes verläuft, unter Verdrehung bzw. Biegung an der Messerschräge entlang abgeführt werden muß, hat der Schneidvorgang offenbar auf die einer gewissen Oberflächendehnung unterworfene, dem Messer zugewandte Seite des abzutrennenden Brettes einen anderen Einfluß auf die Oberflächenstruktur des Holzes als auf die am verbleibenden Kantholz befindliche, keiner wesentlichen Verformung unterworfene Schnittfläche. Durch die unterschiedlichen Spannungs- und Dehnungsverhältnisse in den Oberflächen der erzeugten Bretter und den nachfolgenden erforderlichen Geradrichtvorgang erhält man eine Messerseite des Brettes mit leicht vorstehenden Unebenheiten, während die Gegenseite eher geringe Oberflächenvertiefungen aufweist, in ihrer Geschlossenheit und Festigkeit jedoch der Messerseite überlegen ist.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß zur Erzeugung von dünnen Brettern mit einer Oberflächengüte, die den Anforderungen für die Herstellung von Laminatplatten genügt, die Schnittgeschwindigkeit bei der Erzeugung der Bretter von Einfluß ist. Zwar werden die Bretter mittels des Messers unter einem erheblichen Gegendruck abgetrennt, um ein der Messerschneide vorlaufendes Spalten des Holzes zu vermeiden, es wurde aber festgestellt, daß auch in Anbetracht dieser Maßnahme die Oberflächenqualität der Bretter dennoch besser wird, wenn die Schnittgeschwindigkeit zumindest über der normalen Spaltgeschwindigkeit des Holzes, vorzugsweise aber noch wesentlich höher liegt.

Ferner erfordert das Schneidverfahren, wenn qualitativ hochwertige Bretter erzeugt werden sollen, eine Mindestfeuchtigkeit des zu verarbeitenden Holzes. Die Feuchtigkeit sollte mindestens bei 30 Gew.-%, vorzugsweise aber bei mehr als 40 Gew.-% liegen. Kann kein waldfrisches Holz verarbeitet werden, das von vornherein diese Bedingungen erfüllt, ist es sinnvoll, das zu verarbeitende Holz vorher einer gewissen Klimatisierungsbehandlung zu unterziehen. Dies kann durch ein gewisses Dämpfen geschehen. Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist, daß damit gleichzeitig auch eine Temperaturerhöhung des Holzes erreicht wird. Die Verarbeitungstemperatur sollte zweckmäßigerweise bei mehr als 40°C liegen, bevorzugt ist eine Temperatur von etwa 60°C. Durch diese erhöhte Temperatur wird das Lignin im Holz leicht plastifiziert, so daß sich auch hierdurch eine bessere Schnittqualität ergibt. In jedem Fall ist es zweckmäßig, die aus der Schneidmaschine kommenden Bretter vor ihrer Weiterverarbeitung einem Geradrichtvorgang zu unterwerfen. Hierdurch soll die durch den Abtrennvorgang hervorgerufene, meist sogar zweiachsige Krümmung der Bretter rückgängig gemacht werden. Eine geeignete Geradrichtvorrichtung, die sich im allgemeinen unmittelbar an die Schneidvorrichtung anschließt, ist beispielsweise in der EP-OS 1 44 003 beschrieben.

Für die Herstellung der Laminatplatten ist es ferner zweckmäßig, die Bretter, die bei erhöhtem Feuchtigkeitsgehalt geschnitten wurden, durch Trocknen auf einen für die Weiterverarbeitung geeigneten Feuchtigkeitsgehalt zu bringen. Dieser soll in jedem Fall unter 15 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 6 und 10 Gew.-% liegen.

Obwohl die Bretter im allgemeinen unmittelbar nach dem Schneiden einem Geradrichtvorgang unterworfen werden, weisen sie u.U. nach wie vor noch gewisse Verwindungen auf. Es hat sich gezeigt, daß diese Verwindungen beim Trocknungsvorgang weitgehend beseitigt werden können, wenn ein Trockner verwendet wird, bei dem die Bretter während des Trocknens einer gewissen Flächenbelastung ausgesetzt sind. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein kontinuierlicher Durchlauftrockner verwendet wird, in dem ein mitlaufendes, oberes Gliederband auf den auf einem unteren Transportband ruhenden Brettern lastet.

Falls für den weiteren Arbeitsablauf als zweckmäßig erachtet, können die Bretter nach dem Trocknen durch geringfügiges Überschleifen in ihrer Oberflächenstruktur egalisiert werden. Der Holzabtrag soll dabei lediglich in einer Größenordnung von ca. 0,1 mm liegen. Wie zuvor erwähnt, können die Messerseiten der Bretter vom Schneidvorgang her geringfügige Erhebungen aufweisen. Da die Messerseiten der Bretter erfindungsgemäß jedoch nicht für die Außenseiten der Verbundplatte verwendet werden, stören diese Unebenheiten im Grunde genommen nicht, da sie sich unter den hohen Preßdrücken, mit denen die Platten verleimt werden, zusammengedrückt oder in die Oberfläche des Gegenbrettes eingedrückt werden, wodurch eventuell sogar der Verleimungseffekt verbessert werden kann. Im Verfahrensablauf kann es jedoch wünschenswert sein, daß die Bretter für ihre weitere Handhabung eine gewisse Gleitfähigkeit aufweisen. Um dies zu gewährleisten, kann ein kurzes Überschleifen der Messerseiten der Bretter sinnvoll sein. Falls Platten ohne hohe Oberflächengüte erzeugt werden sollen, bei denen ein intensiverer Endschliff entfällt, können in diesem Stadium des Herstellungsverfahrens auch die Gegenseiten der Bretter bereits leicht überschliffen werden. Ein solches Überschleifen kann hier entbehrlich sein, wenn ohnehin die Gegenseiten in einer nachfolgenden Verarbeitungsstufe durch Schleifen behandelt werden.

Um ein fugenfreies Aneinanderliegen der Bretter in den Plattenschichten zu gewährleisten, ist es in jedem Fall zweckmäßig, die Seitenkanten der Bretter spanabhebend zu bearbeiten. Dies kann zwar ebenfalls durch Schleifen erfolgen, vorteilhafter ist aber ein Hobeln oder Sägen der Kanten. Diese Kantenbearbeitung muß nach der Trocknung der Bretter erfolgen. Da beim Trocknungsvorgang der Bretter die beiden Brettseiten infolge der Jahresringstruktur des Holzes unterschiedlich schrumpfen können, kann es vorkommen, daß die Seitenkanten der Bretter nicht mehr genau senkrecht zu deren Hauptflächen verlaufen. Die Rechtwinkligkeit kann durch das spanabhebende Bearbeiten der Seitenkanten dann wieder hergestellt werden.

Je nach Qualität der herzustellenden Laminatplatten ist es sinnvoll, die Bretter nach ihrer optischen Oberflächenstruktur bzw. auch nach Astfreiheit zu sortieren, wobei beispielsweise eine Sortierung in drei Klassen erfolgen kann, nämlich in Bretter einer Klasse A, deren Gegenseiten die Schönseite der zu erzeugenden Platte bilden sollen, Bretter einer Klasse B, deren Gegenseiten die Rückseite der Platte bilden können, und Bretter einer Klasse C, die für die Mittellagen dienen, insofern die Platte mehr als zwei Schichten aufweist. Die Bretter für die Schönseite der Platte können beispielsweise auch noch nach dem Zusammenpassen ihrer Holzmaserungsstruktur sortiert und entsprechend zusammengestellt werden.

Im Anschluß an den Sortiervorgang können je nach Qualitätserfordernis für das Endprodukt die Gegenseiten zumindest derjenigen Bretter, die die Außenseiten der Laminatplatte bilden sollen, geschliffen werden. Das Schleifen der Gegenseiten der Bretter kann bis zu einem Ausmaß erfolgen, daß sämtliche Oberflächenungenauigkeiten bzw. Oberflächenvertiefungen beseitigt sind und sich eine absolut glatte Holzoberfläche ergibt. Der Fertigschliff kann aber auch erst an der endgültigen Verbundplatte durchgeführt werden, so daß das Schleifen der Gegenseiten der Bretter an diesem Punkt des Herstellungsverfahrens nach Bedarf ausgeführt werden kann.

Um die Messer- und Gegenseiten der Bretter unterscheiden zu können, ist es zweckmäßig, die Bretter unmittelbar nach dem Schneiden beispielsweise mit einer Farbmarkierung zu versehen. Es ist zweckmäßig, diese Farbmarkierung jedenfalls dann an der Messerseite der Bretter vorzusehen, wenn eine Farbe verwendet wird, die eventuell tiefer in das Holz eindringt, um sie auch nach dem Schleifen noch zu erkennen, da die Messerseiten der Bretter nicht für die Oberfläche der Verbundplatte verwendet werden. Es kann aber auch zweckmäßig sein, nach dem Schleifen der Bretter und vor dem Zusammenstellen der Bretter zu den Plattenlagen eine erneute Markierung vorzunehmen.

Die wie vorbeschrieben vorbehandelten Bretter werden dann mit ihren Seitenkanten aneinanderliegend zu Lagen für die spätere Verbundplatte zusammengefügt. Dabei werden die Bretter so zusammengefügt, daß jeweils die Gegenseiten der Bretter die eine Oberfläche der Brettlage und die Messerseiten die andere Oberfläche bilden. Je nach den oben erwähnten Sortierqualitäten der Bretter werden entsprechende Lagen für die Außenseiten der Verbundplatte zusammengestellt. Das Zusammenfügen und Verleimen der Bretter zu einer Verbundplatte geschieht auf an sich bekannte Weise. Erfindungsgemäß ist lediglich darauf zu achten, daß die Außenseiten der Verbundplatte durch die Gegenseiten der äußeren Brettlagen gebildet werden. Beim Ausbilden der einzelnen Brettlagen können die Seitenkanten der Bretter vorher beleimt werden. Dies ist aber nicht unbedingt erforderlich, da beim Verpressen der Platten der zwischen den Brettlagen vorgesehene Leim im allgemeinen auch in die Fugen zwischen den Brettkanten eindringt. Die für eine Verbundplatte vorgesehenen Brettlagen werden dann unter Zwischenfügen von Leimschichten derart aufeinandergebracht, daß die Längsrichtung der Bretter benachbarter Lagen einen Winkel miteinander bilden. Im allgemeinen werden die Bretter aufeinanderfolgender Lagen rechtwinklig zueinander angeordnet, es können aber auch Laminate gebildet werden, bei denen die Bretter aufeinanderfolgender Lagen spitze Winkel miteinander bilden.

Die beleimten Brettlagenstapel werden dann in einer geeigneten Presse, gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung und Abbindenlassen des Leimes zu den gewünschten Mehrschicht-Massivholzplatten verpreßt. Hierbei können in einem Preßvorgang gleichzeitig auf bekannte Weise mehrere Platten erzeugt werden, indem die für sie vorgesehenen einzelnen Brettlagenstapel durch Bleche oder dergl. getrennt werden. Die fertige Platte wird dann noch an ihren Außenkanten besäumt und kann je nach Anforderungen an die Oberflächenqualität nochmals in ihrer Gesamtoberfläche geschliffen werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Mehrschicht-Massivholzplatte oder eines ähnlichen Mehrschicht-Laminatproduktes, bei dem

- Kanthölzer in lamellenartige Bretter zerteilt werden,
- die Bretter dann gegebenenfalls unter Beleimung ihrer Längskanten mit diesen Längskanten dicht aneinanderliegend zu Lagen zusammengefügt werden,
- mindestens zwei dieser Lagen unter Zwischenfügen einer Leimschicht übereinandergelegt werden und
- der so entstandene Stapel unter Druck und gegebenenfalls Wärmeeinwirkung unter Abbindenlassen des Leims zu einem Verbundkörper verleimt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

- zum Zerteilen eines Kantholzes in diese lamellenartigen Bretter das Kantholz in Längsrichtung gegen ein Messer vorgeschoben wird, wobei das Kantholz an der Seite des abzutrennenden Brettes durch ein dem Messer vorgelagertes Gegendruckelement abgestützt und von der gegenüberliegenden Seite durch eine Andruckeinrichtung gegen Messer und Gegendruckelement gedrückt wird, wobei ein Brett vom Kantholz abgeschnitten wird, das hierbei eine vom Messer berührte Seite (Messerseite) und eine vom Gegendruckelement berührte Seite (Gegenseite) erhält,
- die Bretter getrocknet werden,
- die Bretter so zu Lagen zusammengefügt werden, daß ihre Messerseiten jeweils zur gleichen Seite der Lage weisen, und
- die mindestens zwei Lagen in einer Weise aufeinandergebracht werden, daß die Gegenseiten der Bretter die Außenflächen des Stapels bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kantholz vor dem Schneiden der Bretter einer Klimatisierungsbehandlung unterzogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimatisierungsbehandlung in einer Dampfbehandlung besteht.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden des Kantholzes zu Brettern bei einer Holzfeuchte von mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 40 Gew.-% erfolgt.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden des Kantholzes zu Brettern bei einer Holztemperatur von mehr als 40°C, vorzugsweise von etwa 60°C erfolgt.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden der Bretter vom Kantholz mit einer Relativgeschwindigkeit zwischen Messer und Kantholz (Schnittgeschwindigkeit) von mehr als 50 m/min, vorzugsweise mit einer Schnittgeschwindigkeit von 90 bis 140 m/min erfolgt.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bretter unmittelbar nach dem Schneiden und vor ihrer Trocknung einer Geradrichtbehandlung unterworfen werden.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bretter bis auf eine Holzfeuchte von 15 Gew.-% und weniger getrocknet werden, vorzugsweise auf eine Holzfeuchte von 6-12 Gew.-%.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trockner verwendet wird, bei dem die Bretter unter flächiger Belastung eines Fördermittels stehen.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanten der Bretter nach dem Trocknen einer spanabhebenden Nachbearbeitung unterworfen werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanten der Bretter plan gehobelt oder gesägt werden.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Messerseiten der Bretter zur Oberflächenegalisierung überschliffen werden.

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bretter vor dem Ausbilden der Lagen nach der Oberflächenqualität ihrer Gegenseiten sortiert werden, und zwar zweckmäßigerweise in eine Qualität für eine Schönseite der Verbundplatte (A-Qualität), eine Qualität für die Rückseite der Verbundplatte (B-Qualität) und bei Herstellen von Platten mit mehr als zwei Lagen einer Qualität für die Mittellagen (C-Qualität).

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Sortiervorgang die Bretter der A-Qualität und gegebenenfalls die Bretter der B-Qualität an ihrer Gegenseite zur Beseitigung von Oberflächenvertiefungen geschliffen werden.

15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterscheidung der Messer- und Gegenseiten der Bretter an mindestens einer dieser Seiten eine Markierung, beispielsweise eine Farbmarkierung, angebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung an der Messerseite unmittelbar nach dem Schneiden angebracht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbmarkierungen nach einer Schleifbearbeitung der markierten Fläche wiederholt werden.

18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtungen der Bretter aufeinanderfolgender Lagen im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen.

19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der Verbundplatte je nach Oberflächenqualitätsanforderung mit einem Endschliff versehen werden.