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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Furnierschichtholz, bei dem Holzfurniere getrocknet und in mehreren Lagen übereinander laminiert werden, sowie Furnierschichthölzer, die nach diesem Verfahren hergestellt sind.
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Furnierschichtholz, auch als LVL (Laminated Vineer Lamber) bezeichnet, ist ein Holzwerkstoff, der im Holzbau beispielsweise zur Herstellung von Trägern und Balken oder zur Herstellung von ebenen Flächentragwerken wie Platten oder Scheiben eingesetzt wird. Herkömmliche Furnierschichthölzer bestehen typischerweise aus etwa 3 mm dicken Schälfurnieren aus Nadelhölzern, die mit einem Kleber, beispielsweise mit Phenolharz, miteinander verklebt sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Furnierschichtholz zu schaffen, das eine erhöhte Festigkeit, insbesondere eine höhere Biegesteifigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Holzfurnier für mindestens eine Lage des Furnierschichtholzes einer Kontakttrocknung unterzogen wird, bei der das Furnier kontinuierlich zwischen endlos umlaufenden kettenartigen Heiz- und Pressorganen hindurchgeführt und dadurch erhitzt wird, wobei der Pressdruck der Heiz- und Pressorgane so eingestellt wird, dass das Furnier eine Dickenreduktion von mindestens 10% erfährt.
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Bei der Kontakttrocknung ist der auf das Furnier ausgeübte Pressdruck deutlich höher als bei herkömmlichen Trocknungsverfahren, und auch die Länge der Strecke, auf der das Furnier mit Hilfe der Heiz- und Pressorgane erhitzt und gepresst wird, ist deutlich größer als bei herkömmlichen Anlagen, so dass Furnier nicht nur getrocknet, sondern im Laufe des Trocknungsprozesses auch verdichtet und dadurch in der Dicke reduziert wird. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Entstehung von Trocknungsrissen weitgehend unterdrückt werden kann. Das dürfte darauf zurückzuführen sein, dass die Schwindung des Furniers, die unvermeidlich mit der Trocknung einhergeht, aufgrund des hohen Pressdruckes weitgehend durch die allmähliche Dickenreduktion kompensiert wird. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass das Furniermaterial nicht nur getrocknet, sondern auch verdichtet wird, so dass man ein getrocknetes Furnier mit höherer Dichte und Härte erhält. Darüber hinaus wird durch die Ausübung des hohen Druckes auch die Wellenbildung in dem Furnier unterdrückt. Die so behandelten Furniere ergeben ein Furnierschichtholz, dessen Biegefestigkeit deutlich erhöht ist und ein Mehrfaches, beispielsweise das Dreifache der Biegesteifigkeit von herkömmlichen Leimholzbindern (Brettschichtholz) mit vergleichbaren Abmessungen erreichen kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird zum Pressen und Trocknen des Furniers eine an sich bekannte Form- und Pressanlage verwendet, wie sie bisher zur Herstellung von Spanplatten, MDF-Platten und dergleichen verwendet wird. Ein Beispiel einer solchen Anlage wird in
EP 1 508 430 A2 beschrieben.
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In einer solchen Pressanlage wird die Ausübung des notwendigen Druckes dadurch ermöglicht, dass die Heiz- und Pressorgane stationäre Heiz- und Pressplatten umfassen, die über sogenannte Rollenstabketten auf die Kontaktbänder drücken, die dann den Druck und die Wärme auf das Furnier übertragen. Die Rollenstabketten werden durch relativ dicht nebeneinander liegende Rollenstäbe gebildet, die mit ihren Enden drehbar in Laschenketten gelagert sind, die die einzelnen Rollenstäbe zusammenhalten, so dass ein durchgehender ”Teppich” gebildet wird. Die einzelnen Rollenstäbe rollen dabei einerseits an den stationären Heiz- und Pressplatten und andererseits an dem Kontaktband ab, so dass eine weitgehend reibungsfreie Übertragung von Druck und Wärme ermöglicht wird. Die Rollenstäbe bewegen sich dabei mit einer Geschwindigkeit, die etwa die Hälfte der Geschwindigkeit der Kontaktbänder beträgt, in Längsrichtung durch die Anlage. Aus diesem Grund sind die Rollenstabketten vorzugsweise ihrerseits zu endlosen, umlaufenden Bändern geschlossen.
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Da das Furnier beim Durchlauf durch die Trocknungsanlage für einen verhältnismäßig langen Zeitraum der Einwirkung der Heiz- und Pressorgane ausgesetzt ist, damit eine allmähliche und damit schonende Verdichtung und Dickenreduktion erreicht wird, ist es zweckmäßig, wenn in der Trocknungsanlage der Restfeuchtegehalt des Furniers im wesentlichen auf null reduziert wird. Der gewünschte Endfeuchtegehalt des Furniers lässt sich dann erforderlichenfalls durch Rückbefeuchtung, beispielsweise durch Besprühen mit Dampf einstellen, während die Furnierbahn den stromabwärtigen Bereich der Trocknungsanlage durchläuft oder nachdem sie die Trocknungsanlage verlassen hat.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird vor der eigentlichen Kontakttrocknung eine Vortrocknung in einer herkömmlichen Trocknungsanlage, beispielsweise einer Heißluft-Trocknungsanlage durchgeführt. Dabei wird der Feuchtigkeitsgehalt des Furniers jedoch nicht wie bisher üblich auf 6 bis 8% reduziert, sondern lediglich auf etwa 20 bis 30%.
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Bei dieser Vortrocknung schrumpft die Breite des Furniers nur geringfügig, beispielsweise um etwa 2 bis 3%. Bei der Vortrocknung kommt es nicht zur Bildung von Trocknungsrissen, weil der Schwindungsprozess erst einsetzt, wenn der Feuchtegehalt 20 bis 30% unterschreitet.
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Die anschließende Kontakttrocknung erfolgt dann wieder unter erheblicher Dickenreduktion, beispielsweise von 3,8 mm auf 3,2 bis 3,0 mm. Dabei kann das Furnier vollständig durchgetrocknet oder zumindest auf die gewünschte Endfeuchte getrocknet werden, ohne dass es zu Rissbildung oder zur Wellenbildung in dem Furnier kommt.
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Ein wesentlicher Vorteil dieser Verfahrensvariante besteht darin, dass in der eigentlichen Kontakttrocknungsphase die Dampfentwicklung wesentlich geringer ist. Das erlaubt den Einsatz wesentlich feinerer Siebbänder zur Ableitung des entstehenden Dampfes, so dass man eine entsprechend feiner strukturierte und insgesamt glattere Furnieroberfläche erhält.
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In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, mindestens zwei Furnierlagen bereits während der Kontakttrocknung miteinander zu verleimen. Von je zwei Furniertafeln, die den Vortrockner verlassen, wird dann jeweils eine beleimt, die zweite Furniertafel wird darauf aufgelegt, und beide Tafeln laufen dann gemeinsam durch die Kontakttrocknungsanlage, wo sie getrocknet und unter hohem Anpressdruck miteinander verleimt werden. So erhält man eine formstabilere zweilagige Furniertafel (zweilagiges Furnierschichtholz), die sich bei der weiteren Bearbeitung leichter handhaben lässt. Dieses zweilagige Furnierschichtholz kann dann unmittelbar als Endprodukt verwendet werden oder mit anderen zweilagigen Furnierschichthölzern zu einem mehrlagigen Furnierschichtholz verleimt werden.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Prinzipskizze einer Anlage zur Durchführung wesentlicher Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 eine Detailvergrößerung zu 1;
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3 ein Schema einer Trocknungsanlage für ein Verfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
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4 einen schematischen Schnitt durch ein Furnierschichtholz; und
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5 eine schematische Darstellung einer weiteren Verfahrensvariante.
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In 1 ist schematisch eine Schälanlage 10 gezeigt, in der in bekannter Weise durch Schälen eines Stammes eine endlose Furnierbahn 12 gewonnen wird. Mit dem Begriff ”endlos” ist hier gemeint, dass die Furnierbahn 12, wenn sie die Schälanlage verlässt, nicht in kürzere Längeneinheiten aufgeteilt wird. Die Furnierbahn 12 tritt dann kontinuierlich in eine Trocknungs- und Pressanlage 14 ein, in der die Furnierbahn auf einer beträchtlichen Länge (von beispielsweise etwa 30 m) zwischen endlos umlaufenden Heiz- und Pressorganen 16 hindurch läuft. Die Heiz- und Pressorgane 16 umfassen jeweils ein vorzugsweise aus Metall bestehendes Kontaktband 18, das in einem endlosen Umlauf über Umlenkrollen 20 geführt ist, eine Rollenstabkette 22, die in einem endlosen Umlauf über Umlenkrollen 24 geführt ist, sowie stationäre Heiz- und Pressplatten 26, die jeweils den Trumm des Kontaktbandes 18 und der Rollenstabkette 22, der der Furnierbahn 12 zugewandt ist, gegen diese Furnierbahn andrücken. Auf diese Weise wird die Furnierbahn 12 beim Durchlauf durch die Anlage allmählich erhitzt und gepresst und dadurch getrocknet und verdichtet. Die Heizleistungen und Andruckkräfte der Heiz- und Pressplatten 26 sind einzeln steuerbar, so dass sich ein optimaler Temperatur- und Verdichtungsverlauf einstellen lässt.
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Am Ausgang der Trocknungs- und Pressanlage 14 ist eine Befeuchtungseinrichtung 28 angeordnet, mit der der getrockneten Furnierbahn wieder Feuchtigkeit zugeführt werden kann, beispielsweise durch Besprühen mit Dampf. Danach läuft die endlose Furnierbahn 12 zu einem nicht gezeigten Aufroller oder zu einem Schneidetisch, auf dem die Bahn in einzelne Tafeln aufgeteilt wird.
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In 2 sind ein Abschnitt der Furnierbahn 12 und entsprechende Abschnitte des Kontaktbandes 18 und der Rollenstabkette 20 in einem Längsschnitt in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Rollenstabketten 22 bestehen jeweils aus einer Vielzahl paralleler, relativ dicht nebeneinander liegender Rollenstäbe 30 aus Stahl, die sich rechtwinklig zur Zeichenebene in 2 über die gesamte Breite der Furnierbahn 12 erstrecken und mit ihren entgegengesetzten Enden drehbar in nicht gezeigten Laschenketten gehalten sind. Die Heiz- und Pressplatten 26 drücken den zugehörigen Trumm der Rollenstabkette 22 mit der jeweils eingestellten Andruckkraft gegen das Kontaktband 18, das auf diese Weise seinerseits gegen die Furnierbahn 12 angedrückt wird. Die von den Heiz- und Pressplatten 26 erzeugte Wärme wird dabei durch Wärmeleitung über die Rollenstäbe 30 und das Kontaktband 18 auf die Furnierbahn 12 übertragen. Mindestens eines der Kontaktbänder 18 ist auf der der Furnierbahn 12 zugewandten Seite mit einer Siebbahn 32 bekleidet. Durch diese Siebbahn wird ein System von Entgasungskanälen gebildet, über das die aus der Furnierbahn 12 verdampfende Feuchtigkeit zu den Rändern der Furnierbahn abgeleitet wird.
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Die Heizleistung der Heiz- und Pressplatten 26 wird so eingestellt, dass die Furnierbahn 12 beim Durchlauf durch die Anlage allmählich erwärmt und dadurch getrocknet wird. Dadurch wird die Furnierbahn zumindest am Ausgang der Trocknungs- und Pressanlage 14 auf eine Temperatur von 120°C oder mehr erhitzt, so dass die im Furnier enthaltene Feuchtigkeit vollständig verdampft und der Feuchtegehalt praktisch auf null reduziert wird. Die gewünschte Endfeuchte wird dann mit Hilfe der Befeuchtungseinrichtung 28 eingestellt.
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Die Andruckkräfte der Heiz- und Pressplatten 26, die einander beiderseits der Furnierbahn 12 gegenüberliegen, sind ausbalanciert, so dass ein ebener Bahntransport erreicht wird. Die Andruckkräfte sind dabei so auf den Heiz- und Trocknungsverlauf abgestimmt, dass die mit der Trocknung der Furnierbahn einhergehende Schwindung durch eine entsprechende Dickenreduktion der Furnierbahn weitgehend kompensiert wird. Auf diese Weise wird die Entstehung von Trocknungsrissen im Furnier weitestgehend vermieden. Durch die Verdichtung der Furnierbahn 12 wird deren Dicke insgesamt um mindestens 10%, vorzugsweise um mindestens 15%, weiter vorzugsweise um mindestens 20% reduziert, so dass die Dicke beispielsweise von einem Anfangswert von 3,8 mm auf einen Endwert von etwa 3,0 mm am Ausgang der Trocknungs- und Pressanlage 14 (vor der Befeuchtungseinrichtung 28) abnimmt.
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Der Transport der Furnierbahn 12 wird durch Antrieb der Kontaktbänder 18 mit Hilfe eines nicht gezeigten Antriebs bewirkt, während die Rollenstabketten 20 passiv mitlaufen, wobei die einzelnen Rollenstäbe einerseits an den Heiz- und Pressplatten 26 und andererseits an den Kontaktbändern 18 abrollen. Wahlweise ist jedoch auch ein aktiver Antrieb der Rollenstabketten 22 und ein passiver Antrieb der Kontaktbänder 18 möglich.
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In 3 ist schematisch eine Trocknungsanlage dargestellt, mit der ein Trocknungsverfahren gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.
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Bei diesem Verfahren wird das Furnier zunächst wie üblich in einer Schälanlage 10 geschält und in Tafeln 34 aufgeteilt, die in einem Zwischenlager 36 gestapelt und gelagert werden. Aus dem Zwischenlager 36 werden die Furniertafeln dann einer Vortrocknungsanlage 38 zugeführt, in der sie im Durchlaufverfahren, beispielsweise mittels Heißluft, auf einen Feuchtegehalt von etwa 20 bis 30% getrocknet werden. Unmittelbar nach dem Austritt aus der Vortrocknungsanlage 38 werden die Furniertafeln dann zu der Trocknungs- und Pressanlage 14 weitergeleitet, in der sie unter beträchtlicher Dickenreduktion weiter getrocknet werden.
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Nachdem das Furnier 12 in der in 1 gezeigten Anlage oder in der in 3 gezeigten Anlage getrocknet und verdichtet worden ist, wird es in mehreren Lagen übereinander laminiert, so dass man ein Furnierschichtholz 40 erhält, wie es in einem schematischen Schnitt in 4 gezeigt ist. Die einzelnen Lagen des Furniers 12 werden dabei mit Hilfe eines Klebers, beispielsweise Phenolharz, miteinander verklebt.
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Die Holzfasern des Furniers 12 können in sämtlichen Lagen die gleiche Laufrichtung haben. Wahlweise können jedoch auch Lagen mit unterschiedlicher Faserlaufrichtung miteinander abwechseln.
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Im gezeigten Beispiel haben sämtliche Lagen des Furniers 12 die gleiche Dicke. Es können jedoch auch unterschiedlich dicke Furniere miteinander kombiniert werden.
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Bei dem Furnier 12 des Furnierschichtholzes 40 handelt es sich vorzugsweise um Hartholzfurniere, insbesondere um Furniere aus Laubholz wie Eiche oder Buche. Das oben beschriebene Kontakttrocknungsverfahren erlaubt es, diese Furniere so zu behandeln, dass praktisch keine Schwindungsrisse auftreten und das Furnier auch nicht wellig wird, so dass es sich zu dem Furnierschichtholz 40 weiterverarbeiten lässt.
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Je nach Anwendungszweck können in dem Furnierschichtholz 40 auch Furniere 12 unterschiedlicher Hölzer miteinander kombiniert werden.
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5 illustriert eine Verfahrensvariante, bei der als Zwischenprodukt oder auch als Endprodukt ein zweilagiges Furnierschichtholz 40 hergestellt wird, indem zwei Furniere 12 bereits in der Kontakttrocknungsanlage 14 miteinander verleimt werden. Nach dem Verlassen der Vortrocknungsanlage 38 wird eines der beiden Furniere 12 beleimt, das zweite Furnier wird auflaminiert, und beide Furniere laufen dann gemeinsam durch die Kontakttrocknungsanlage 14, so dass der in dieser Anlage erzeugte hohe Anpressdruck zum Verleimen der beiden Furniere genutzt werden kann. Anschließend können dann mehrere der zweilagigen Tafeln in herkömmlicher Weise zu einem mehrlagigen Furnierschichtholz 40 gemäß 4 miteinander verleimt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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