DE10220382A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Leim- und Härterkomponenten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen von Leim- und Härterkomponenten eines Mehrkomponenten-Leimsystems auf eine Oberfläche von Holzteilen durch eine Auftragsvorrichtung, wobei mit der Auftragsvorrichtung alternativ einstellbar die Leim- und Härterkomponenten getrennt oder gebrauchsfertig gemischt aufgetragen werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von Leim- und Härterkomponenten eines Mehrkomponenten-Leimsystems auf die Oberfläche von Holzteilen. Es sind zahlreiche Verfahren zum Auftragen von Leim auf die Oberfläche von Holzteilen bekannt.
• DE 38 34 027 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Auftragen eines gebrauchsfertigen Leims auf die Oberfläche von Holzteilen. Der gebrauchsfertige Leim, der bereits gemischte Leim- und Härterkomponenten enthält, wird über einen Vorratsbehälter, einen mit einem Leitorgan versehenen Gießkopf, unter dem eine Vorschubeinrichtung für Holzteile angeordnet ist, und über eine Auffangwanne im Kreislauf umlaufend gehalten. Er wird als Gießfilm auf die Oberfläche der Holzteile aufgetragen.
• Bekannt ist weiterhin das getrennte Auftragen von Leim und Härter. DE 24 16 032 C3 beschreibt ein Verfahren zum Verleimen von Holzteilen, wobei härtbarer flüssiger Kunststoffleim und flüssiger Härter getrennt voneinander auf eine der zu verbindenden Flächen aufgetragen und diese dann zusammengepreßt werden. Leim und Härter werden in Form relativ dicker, paralleler Streifen mittels Streifenverteiler aufgetragen und durch das Zusammenpressen der zu verbindenden Flächen miteinander vermischt.
• Bei einer aus DE 28 20 907 C3 bekannten Lösung werden ebenfalls Harz- und Härterbestandteile getrennt auf mindestens eine Fugenoberfläche in Form von getrennten Strängen aufgetragen.
• Stand der Technik ist ferner das getrennte Auftragen eines flüssigen Zweikomponenten- Leimsystems auf die Oberfläche von Holzteilen, wobei eine der beiden Komponenten als Gießfilm und die andere als Streifen aufgetragen wird (DE 38 34 026 A1).
• WO 99/67028 betrifft ein getrenntes Auftragen von Harz- und Härterkomponenten in Form von Strängen, durch Aufsprühen oder durch eine Kombination der beiden Auftragverfahren.
• Eine Vorrichtung zum Auftragen von Mehrkomponenten-Leimsystemen ist beispielsweise aus WO 99/67027 bekannt. Die Vorrichtung umfaßt mindestens zwei hohle Elemente, mindestens ein Element pro Komponente, die eine Anzahl von Öffnungen aufweisen. Durch die Öffnungen wird die jeweilige Komponente in Form von Strängen auf ein Substrat gegeben, das sich unter dem hohlen Element befindet. Die Öffnungen können über der Auftragebene ausgerichtet werden.
• Obwohl im Stand der Technik zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zum Auftragen von Mehrkomponenten-Leimsystemen auf Holzoberflächen bekannt sind, die entweder zum getrennten Auftragen der Komponenten oder zum Auftragen des gebrauchsfertig gemischten Leims dienen, so fehlten bislang ein Verfahren und eine Vorrichtung, die alternativ beide Auftragverfahren ermöglichen. Insbesondere aus Flexibilitäts- und Kostengründen ergibt sich ein Bedürfnis für eine Lösung, mit der eine schnelle und wenig aufwendige Umstellung einer Produktionslinie vom gemischten zum getrennten Auftragen der Komponenten und umgekehrt durchgeführt werden kann. Für die Ausführung der Auftragsverfahren mit untergemischter Leimflotte bzw. mit getrennten Komponenten ist im Stand der Technik jeweils eine angepaßte Auftragmaschine erforderlich. Dabei können üblicherweise beide Verfahren nicht in derselben Produktionslinie eingesetzt werden. Andernfalls müsste ein laufender Austausch der Auftragmaschinen in der Produktionsbahn erfolgen, was nur mit einem erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand und entsprechendem Ausfall an Produktionsleistung möglich wäre.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeiden. Ferner sollen in vorteilhafter Weise mehrere Auftragverfahren in einer Auftragvorrichtung miteinander kombiniert werden.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Auftragen von Leim- und Härterkomponenten eines Mehrkomponenten-Leimsystems auf eine Oberfläche von Holzteilen durch eine Auftragvorrichtung gelöst, wobei mit der Auftragvorrichtung alternativ einstellbar die Leim- und Härterkomponenten getrennt oder gebrauchsfertig gemischt aufgetragen werden. Vorteilhaft ist dabei, daß je nach Anforderung der Produktionssituation problemlos von einem Verfahren auf das andere umgestellt werden kann.
• Ein Mehrkomponenten-Leimsystem besteht aus mindestens den zwei Komponenten Leim und Härter und gegebenenfalls weiteren Komponenten, beispielsweise Härterzusätzen, die als Beschleuniger wirken.
• Bei dem getrennten Auftragen von Leim- und Härterkomponenten erfolgt ein Mischen der Komponenten während des Auftragens auf die Holzoberflächen oder zu Beginn des Zusammenpressens der zu verleimenden Holzteile. Dadurch wird die Gefahr vermieden, daß die Auftragvorrichtung durch härtende Leimreste zugesetzt wird und folglich Betriebsstörungen erfährt bzw. wird die Notwendigkeit einer häufigen Reinigung der Vorrichtung vermieden.
• Beim Auftragen der gebrauchsfertig gemischten Komponenten enthält der Leim bereits vor dem Auftragen alle zu seiner Weiterverarbeitung bzw. Aushärtung benötigten Komponenten wie gegebenenfalls Lösungsmittel, Katalysatoren, Härter, Zusatz- und Hilfsstoffe, Füll- und Streckmittel. Bei dem gebrauchsfertigen Leim werden gewisse Anforderungen an die offene Antrockenzeit gestellt. Einerseits soll die Antrockenzeit ausreichend lang sein, damit ein zu rasches Antrocknen des aufgetragenen Leims auf dem Holz vermieden wird, und die zu verleimenden Holzteile innerhalb eines gewissen benötigten Zeitraums verarbeitet werden können. Andererseits wird nach dem Schließen der Presse eine möglichst kurze Presszeit gewünscht. Folglich soll der Leim nach dem Zusammenfügen der beleimten Holzteile rasch aushärten.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist an der Auftragvorrichtung alternativ einstellbar, ob die Leim- und Härterkomponenten getrennt oder gebrauchsfertig gemischt auf die Oberfläche von Holzteilen aufgetragen werden. Beide Auftragverfahren werden je nach Wahl von derselben Auftragvorrichtung durchgeführt. Die Auswahl des jeweiligen Auftragverfahrens ist zum Beispiel abhängig von dem zu verleimenden Holzteil, insbesondere von seiner Größe und Form, und von den zu verwendenden Leim- und Härterkomponenten, insbesondere von der Reaktivität des jeweiligen Systems. Die Wahl des jeweils optimalen Auftragverfahrens sowie der verwendeten Leim- und Härterkomponenten entscheidet der Anwender.
• Bei der Auftragvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Vorrichtung zum Auftragen der Leim- und Härterkomponenten als Stränge oder Schichten auf der Holzoberfläche. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die getrennten Leim- und Härterkomponenten nach dem Schnur- oder Filmgießverfahren oder einer Kombination daraus auf die Oberfläche aufgetragen.
• Im Schnurgießverfahren werden die Komponenten in Form von parallelen Schnüren oder Strängen auf die zu beleimende Holzoberfläche aufgetragen. Die Schnüre oder Stränge der Komponenten werden üblicherweise nebeneinander aufgetragen. Auch ist es möglich, die Härterstränge mit den Leimsträngen in Deckung aufzutragen, um einen unerwünschten direkten Kontakt von reinem Härter und Holzoberfläche zu vermeiden. Durch Berührung und Reibung der beleimten Brettlamellen beim Bauteilaufbau im Pressbett erfolgt dabei bereits eine Teildurchmischung der getrennt aufgetragenen Komponenten. Die eigentliche Vermischung und in der Folge die Aushärtung des Bindemittels erfolgt dann nach Aufbringung des Pressdruckes.
• Im Filmgießverfahren wird ein Gießfilm erzeugt, der die zu beleimende Oberfläche vollflächig bedeckt. Es werden Holzteile mit einer gleichmäßigen Schicht aus Leim- oder Härterkomponenten erhalten, die zur Herstellung von verleimten Holzteilen verwendet werden können. Dabei kann der Härterkomponenten-Gießfilm auf dem Leimkomponenten- Gießfilm aufgetragen werden oder umgekehrt. Falls der Härter Bestandteile enthält, die die Holzoberfläche schädigen können, wird vorzugsweise zuerst der Leimkomponenten- Gießfilm direkt auf die Holzteile und anschließend der Härterkomponenten-Gießfilm darauf aufgetragen. Es ist auch möglich, die aufgetragenen Leim- und Härterfilme durch einen weiteren Leimauftrag abzudecken, um z. B. das Risiko einer Holzschädigung durch im Härter enthaltene Säuren und den unmittelbaren Kontakt des sauren Härters mit dem Holz zu vermeiden.
• Bei einer Kombination aus Schnur- und Filmgießverfahren wird beispielsweise zunächst ein Gießfilm aus Leimkomponenten auf das zu verleimende Holzteil aufgetragen und anschließend Stränge aus Härterkomponenten oder umgekehrt.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die gebrauchsfertig gemischten Leim- und Härterkomponenten als eine Leimflotte nach einem Schnur- oder Filmgießverfahren auf eine Holzoberfläche aufgetragen. Dadurch werden entweder Stränge oder eine gleichmäßige Schicht der Leim-Härter-Mischung auf die Oberfläche eines Holzteils aufgetragen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt den Einsatz von verschiedenartigen, flüssigen Leimen. Ein mögliches, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufzutragendes Zweikomponenten-Leimsystem ist aus der DE 196 03 988 A1 bekannt. Vorzugsweise umfaßt das aufzutragende Mehrkomponenten-Leimsystem mindestens eine der folgenden Leimkomponenten: Harnstoff-Formaldehydharz (UF), Melamin-Harnstoff-Formaldehydharz (MUF), Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz (MUPF), Phenol-Resorcin- Formaldehydharz (PRF), Resorcin- Formaldehydharz (RF), Phenol-Formaldehydharz (PF), Polyvinylacetat (PVAc) oder eine andere in der Holzverarbeitung übliche
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Auftragvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mindestens zwei Auftragteile umfaßt, wobei mindestens ein erstes außer Betrieb setzbares Auftragteil zum Auftrag von Härterkomponenten dient und mindestens ein zweites Auftragteil zum wahlweisen Auftrag von Leim- oder gemischten Härter- und Leimkomponenten dient.
• Bei dem getrennten Auftrag von Leim- und Härterkomponenten dient das mindestens eine erste Auftragteil zum Auftragen der Härterkomponenten und das mindestens eine weitere Auftragteil zum Auftragen der Leimkomponenten. In diesem Fall ist das mindestens eine erste Auftragteil nicht außer Betrieb gesetzt. Das mindestens eine Auftragteil zum Auftrag von Härterkomponenten wird außer Betrieb gesetzt, wenn gebrauchsfertig gemischte Leim- und Härterkomponenten (Leimflotte) aufgetragen werden sollen. Diese Mischung wird dann durch das mindestens eine Auftragteil auf die Holzoberflächen aufgetragen, das entweder zum Auftragen der reinen Leimkomponenten oder der Mischung Anwendung findet.
• Als erfindungsgemäße Auftragvorrichtung kann eine Maschine für den getrennten Leim- Härterauftrag aus dem Stand der Technik derart modifiziert werden, daß der Auftragteil für den Härterauftrag außer Betrieb gesetzt werden kann. Dies kann durch die elektronische Maschinensteuerung ausgelöst werden. Über den Maschinenteil für den Leimkomponenten-Auftrag wird dann alternativ die gemischte Leimflotte verarbeitet. Durch entsprechende Steuerung der Verarbeitungssituation (Minimierung der vorherigen Restmengen im Leimauftragungsteil der Maschine) ist es möglich, eine ansonsten erforderliche Zwischenreinigung zu vermeiden und so den Vorteil des getrennten Verfahrens der minimierten Restmengen aufrechtzuerhalten. Hierzu wird im Leimkomponenten-Auftragteil der Maschine, vor der Umstellung auf ein anderes Produkt (Leimkomponenten (Rohharz) oder Leimflotte (gebrauchsfertiger Leim)), auf eine möglichst geringe Menge des vorherigen Produktes heruntergefahren und ohne Zwischenreinigung das neue Produkt nachgefüllt.
• Vor einem längeren Stillstand der Maschine (z. B. über Nacht) wird vorzugsweise das Leimverfahren mit Leimkomponenten (Rohharz) in dem Leimkomponenten-Auftragteil abgeschlossen und diese werden im Zeitraum des Stillstands der Maschine ausreichend umgepumpt, so dass eine Reinigung der Maschine entfällt. Bei Verwendung einer Leimflotte (gebrauchsfertiger Leim) vor einem längeren Stillstand der Maschine muss ansonsten die Maschine gereinigt werden, da die Reste aushärten und folglich nur noch mechanisch zu entfernen sind. Ferner werden durch ein Vermeiden dieser Reste Kosten erspart, da keine Reste entsorgt werden müssen.
• Durch den Einsatz beider Verfahren in einer Maschine ergeben sich im Vergleich zur sonst üblichen Verarbeitung einer untergemischten Leimflotte Vorteile hinsichtlich Einsparungen von Reinigungszeit, Restprodukt und Entsorgungskosten. Je nach Anforderung der Produktionssituation kann problemlos von einem Verfahren auf das andere umgestellt werden. Mit einer Leimflotte wird gearbeitet, wenn die eine höhere Reaktivität aufweisenden getrennten Komponenten keine ausreichend lange Antrockenzeit für das herzustellende Holzteil zulassen. Mit der vorliegenden Erfindung ist nach Abschluss des Produktionsverfahrens mit untergemischter Leimflotte keine Reinigung notwendig, da anschließend vorzugsweise Rohharz in demselben Auftragteil weiterverarbeitet wird und das Auftragteil somit mit Rohharz "gespült" wird.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Holzteilen, die mindestens zwei durch Veleimung verbundene Einzelteile aus Holz oder Holzwerkstoffen (z. B. Spanplatten, MDF, OSB u. a.) enthalten, z. B. zur Herstellung von Brettschichtholz. Aus verleimten Holzlamellen aufgebautes Brettschichtholz ist allgemein bekannt. Brettschichtholz wird beispielsweise als Material für tragende Bauteile bei Gewerbe-, Wohn- oder öffentlichen Bauten eingesetzt. Es zeichnet sich durch sehr große Festigkeit und Steifigkeit bei geringem Gewicht, hohe Formbeständigkeit und Maßhaltigkeit und hochwertige Oberflächen aus. Es ist in beliebigen Längen, Formen und Profilen herstellbar. Zur Herstellung werden Holzlamellen beleimt, aufeinandergestapelt und dann verpreßt. Nach Aushärten des Leimes ist das Brettschichtholz wie Vollholz bearbeitbar.
• Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Auftragvorrichtung bei Einsatz des getrennten Auftragverfahrens zur Herstellung von Standard-Brettschichtholzteilen verwendet, wobei mindestens ein Auftragteil zum Auftragen von Härterkomponenten und mindestens ein weiteres Auftragteil zum getrennten Auftragen von Leimkomponenten dient. Verfahren mit getrennt aufgetragenen Komponenten eignen sich aufgrund der kurzen offenen Zeit vorrangig für die Herstellung von Standard-Brettschichtholzteilen begrenzter Dimensionen. Standardteile werden in bestimmten gängigen Maßen auf Vorrat und zur Kommisionierung gefertigt
• Ferner wird die erfindungsgemäße Auftragvorrichtung vorzugsweise zur Herstellung von (gegebenenfalls gebogenen) Brettschichtholzteilen mit dem untergemischten Auftragverfahren verwendet, wobei das mindestens eine Auftragteil zum Auftragen von Härterkomponenten außer Betrieb gesetzt ist und mindestens ein weiteres Auftragteil zum Auftragen von gemischten Härter- und Leimkomponenten dient. Für auftragsbezogene, gegebenenfalls komplizierter geformte Bauteile (Objektbauteile) ist das Untermischverfahren besser geeignet. Begrenzender Faktor ist die mit getrennten Komponenten erreichbare Antrockenzeit und damit die Menge an laufenden Metern zu beleimender Holzlamellen bis zum Errreichen der Antrockenzeit, zu der die Presse spätestens geschlossen sein muss. Mit gemischten Leim- und Härterkomponenten kann eine längere Antrockenzeit erreicht werden.
• Beispiele für solche Objektbauteile sind Satteldachträger oder Fischbauchträger. Hier erfordert der Spannvorgang nach der Beleimung Zeit, die die Antrockenzeit eines getrennt aufgetragenen Leim-Härtersystems überschreiten kann. Hier muss auf die längere Zeit des Untermischverfahrens zurückgegriffen werden. Große Objektbauteile können Maße mit bis zu mehreren 1000 Metern zu beleimender Lamellenlänge erreichen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Auftragen von Leim- und Härterkomponenten eines Mehrkomponenten-Leimsystems auf eine Oberfläche von Holzteilen durch eine Auftragvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auftragvorrichtung alternativ einstellbar die Leim- und Härterkomponenten getrennt oder gebrauchsfertig gemischt aufgetragen werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Leim- und Härterkomponenten nach einem Schnur- oder Filmgießverfahren oder einer Kombination daraus auf die Oberfläche aufgetragen werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrauchsfertig gemischten Leim- und Härterkomponenten als eine Leimflotte nach einem Schnur- oder Filmgießverfahren aufgetragen werden.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgetragene Mehrkomponenten-Leimsystem mindestens eine der folgenden Leimkomponenten umfaßt: Harnstoff-Formaldehydharz (UF), Melamin-Harnstoff- Formaldehydharz (MUF), Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz (MUPF), Phenol-Resorcin-Formaldehydharz (PRF), Resorcin- Formaldehydharz (RF), Phenol- Formaldehydharz (PF), Polyvinylacetat (PVAc).

5. Auftragvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die mindestens zwei Auftragteile umfaßt, wobei mindestens ein erstes, außer Betrieb setzbares Auftragteil zum Auftrag von Härterkomponenten dient und mindestens ein weiteres Auftragteil zum wahlweisen Auftrag von Leim- oder gemischten Härter- und Leimkomponenten dient.

6. Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Holzteilen, die mindestens zwei durch Verleimung verbundene Einzelteile aus Holz oder Holzwerkstoffen enthalten.

7. Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Brettschichtholz.

8. Verwendung einer Auftragvorrichtung gemäß Anspruch 5 zur Herstellung von Standard-Brettschichtholzteilen, wobei mindestens ein Auftragteil zum Auftragen von Härterkomponenten und mindestens ein weiteres Auftragteil zum getrennten Auftragen von Leimkomponenten dient.

9. Verwendung einer Auftragvorrichtung im untergemischten Auftragverfahren gemäß Anspruch 5 zur Herstellung von Objektbauteilen, wobei das mindestens eine Auftragteil zum Auftragen von Härterkomponenten außer Betrieb gesetzt ist und mindestens ein weiteres Auftragteil zum Auftragen von gemischten Härter- und Leimkomponenten dient.