Verfahren zur Erzeugung einer glänzenden und verhältnismässig urporösen Oberflächenbeschaffenheit von flachem Holz mit abstehenden Faserspitzen Die vorliegende Erfindung betrifft die Technik des Polierens von Holz, und insbesondere ein Ver fahren, um flachem Holz mit abstehenden Faser spitzen eine glänzende und verhältnismässig urporöse Oberfläche zu verleihen.
Holzoberflächen werden üblicherweise dadurch für die Aufnahme eines Schutz- und Verschönerungs überzuges vorbereitet, d'ass sie einer Reihe von Schleif vorgängen unterworfen werden, deren letzter mit einem verhältnismässig feinen Schleifmittel, z. B. mit einem Schleifmittel der Körnigkeit von 410 aus geführt wird.
Obwohl durch ein Schleifmittel der Kör- nigkeit 410 eine verhältnismässig glatte Oberflächen beschaffenheit erreicht wird, verbleibt auf der Ober fläche ein Flaum aus einer grossen Anzahl vorstehen der Spitzen oder Holzfasern. Ein weiteres Bearbeiten mit Schmirgelmitteln grösserer Feinheit verringert die Grösse und Zahl der Fasern und Spitzen, so dass es sogar den Anschein haben kann, dass die Faserspitzen ganz beseitigt sind.
Wenn das Holz jedoch ohne Rücksicht auf die Faserspitzen mit einem durch sichtigen Deckanstrich oder Überzug versehen wird, dann fehlt der Glanz der Oberfläche, der den Qua litätsüberzug kennzeichnet.
Die Speicherung von nicht überzogenen Gegen ständen ergibt, insbesondere bei Lagerung an heissen und feuchten Orten, ein allmähliches Hervortreten von Faserspitzen aus der Oberfläche. Aus diesem Grunde ist es zwecklos, die Faserspitzen beseitigen zu wollen, bevor die Oberflächen mit einem Decküberzug ver sehen werden sollen. Erst in Vorbereitung eines Deck überzuges wird die Holzoberfläche leicht von Hand geschmirgelt, um die Faserspitzen zu beseitigen bzw. zu verringern.
Da Grundiermittel oder Zellulosegrund- lacke die Fasern ganz besonders zum Abstehen brin- gen, wird die Holzoberfläche vor dem Aufbringen des zweiten Überzuges nochmals von Hand geschmirgelt.
Es ist bekannt, dass Faserspitzen an den Ober flächen von rohem Holz durch Polieren beseitigt werden können, d. h. dadurch, dass die Holzober fläche mit genügend Kraft gerieben wird, um an der Oberfläche eine wesentliche Erwärmung zu erreichen, wobei die Erwärmung so niedrig gehalten wird, dass kein Ansengen des Holzes selbst auftreten kann. Dia die bisher in der Holzindustrie bei der Fertigbearbeitung geübte Poliertechnik eine Oberfläche für die An nahme von Decküberzügen, z. B. Beizen, Firnissen, Schellack usw., ungleichförmig machte, wurde beim Aufbringen von Decküberzügen bisher ein gespren keltes Aussehen erreicht, insbesondere wenn das Holz gebeizt wurde.
Die Schwierigkeiten in der Er zielung befriedigender Überzüge wird noch erhöht, wenn die Oberfläche uneben ist, d. h. wenn sie höher und tiefer liegende Punkte enthält.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung bezweckt, Hollz so zu polieren, dass eine gleichmässige Porosität, gleichmässiger Glanz und gleichmässige Glätte erreicht wird. Das Verfahren besteht darin, dass die Oberfläche unter gleichmässigem Druck mittels eines federnd nachgiebig auf einer Tragschicht sitzen den, flächig ausgebildeten Teiles, dessen Oberfläche mit federnd nachgiebigen Teilchen besetzt ist, während einer Zeitspanne poliert wird die genügt, um die Faserspitzen in die Oberfläche zu betten, ohne dabei das Holz anzusengen.
Es wird darauf hingewiesen, dass hier unter federnd nachgiebig die Eigenschaften der Zusammen- drückbarkeit und der Flexibilität verstanden werden, wie sie den Teilchen aus Kork oder vulkanisiertem Kautschuk eigen sind. Unter Poliermaterial werden im Rahmen dieser Erfindung flexible Stücke ver standen, an denen kleine, eng beieinander angeordnete Teilchen aus Kork oder Kautschuk haften. Doch können die Teilchen mit der Tragschicht aus einem Stück bestehen und in Form von kleinen Erhebungen aus dem federnd nachgiebigen holprigen Stück hervor stehen.
In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in perspektivischer Ansicht dargestellt.
Für die Durchführung ist eine ganze Reihe im Handel erhältlicher Maschinen verwendbar. Als be sonders geeignet ist eine Sandpapierschleifmaschine mit Riemen und Trommel zu betrachten, wie sie in der beigefügten Zeichnung dargestellt und mit 10 be zeichnet ist.
Diese Schleifmaschine besitzt eine grosse Kontakttrommel 12, die mit einer federnd nach giebigen Schicht 14 aus Kautschuk versehen ist, die direkt auf die Oberfläche der Trommel aufvulkanisiert .ist. Über die Kontakttrommel 12 und eine einstellbare Leerlaufwalze 16 läuft ein Polierriemen 18, dessen teilchentragende Oberfläche nach aussen gerichtet ist.
Die Kontakttrommel wird von einem (nicht gezeigten) ,Motor so angetrieben, dass der Polierriemen 18 mit hoher Geschwindigkeit in der durch Pfeil 20 Richtung umläuft. Oberhalb der Kontakt rolle 12 und parallel zu dieser ist eine Zuführrolle 21 montiert, die auf ihrer Oberfläche eine Reibschicht 22 trägt und durch einen (nicht gezeigten) Motor so angetrieben wird, dass sie mit verhältnismässig gerin ger Drehzahl in der durch den Pfeil 23 angezeigten Richtung umläuft.
Die Zuführrolle 21 ist in einer vertikalen Ebene einstellbar, so dass der gewünschte Abstand von der Oberfläche 19 des Polierriemens 18 so eingestellt werden kann, dass ein zu polierendes Holzbrett oder dergleichen mit der gewünschten Festigkeit erfasst und dabei die Schleifteilchen des Po lierriemens in geringem Umfange zusammengedrückt werden. Wenn zwischen Zuführrolle 21 und Po lierriemen 18 ein Holzbrett eingeführt wird, wird es durch die Zuführrolle infolge des Reibungskoeffizien ten ihrer Reibschicht, der grösser ist als der Rei bungskoeffizient der Polierschicht 18, in Richtung 26 bewegt.
Die in der Zeichnung dargestellte Papierschleif maschine ist mit einem Trog 28 versehen, der ein weiches, trockenes Pulver 30, wie beispielsweise Bariumsulfat oder Zinkstearat, enthält, das mittels eines drehbaren Zylinders, der mit plüschartigem Ma terial 32 überzogen ist, an d'as Holzbrett herangebracht wird. Eine Schicht aus Pulver heftet sich an die Un terseite des Holzbrettes 24 und wird zur Berührungs linie zwischen dem Brett 24 und dem Riemen 18 ge bracht, wo das Pulver sich ansammelt und als Schmier mittel wirkt und so die Erwärmung infolge Reibung verringert. Das Pulver dient gleichzeitig dazu, den Staubanfall zu verringern, und mit Rücksicht auZ diesen Zweck wird häufig ein schweres Pulver vor gezogen.
Eine Papierschleifmaschine mit Riemen und Trommel, wie sie in der beigefügten Zeichnung dar gestellt ist, wurde benutzt, um ein Mahagonibrett fertig zu bearbeiten, das zuvor auf der Papierschleif maschine mit einem Schleifblatt mit einer Körnung 1;'0 und dann mit einem Schleifblatt der Körnung 4,0 bearbeitet worden war. Der Polierriemen bestand aus einem flexiblen Gewebe als Tragschicht und einer einheitlich aufgebrachten, festhaftenden Schicht aus Korkteilchen, die zuvor mit einer Siebgrösse von 24 bis 36 gesiebt wurden. Die Teilchen wurden mit einer dünnen Schicht Airfloat-Tripoli , d. h. einem fein verteilten Silikapulver, überzogen.
Auf die Kontakt trommel war eine Kautschukschicht mit einer Dicke von zweieinhalb Zentimeter und einer Festigkeit von etwa 30 Durometer-Graden aufvulkanisiert.
Bei einer Oberflächengeschwindigkeit des kork belegten Riemens von 1200 m,imin und einer Um fangsgeschwindigkeit der Zuführrolle von 18 m min ergab ein einmaliges Durchlaufen durch die Ma schine ohne Verwenden eines Schmiermittels eine glatte, glänzende, einheitlich bearbeitete Oberfläche des Mahagoni. Ein zweites, ganz gleiches Mahagoni breit wurde in gleicher Weise, jedoch unter Verwen dung von Zinkstearatpulver, poliert.
Mit dem Auge konnte kein Unterschied zwischen den beiden polier ten Mahagonibrettern festgestellt werden, doch fühlte sich das mit Zinkstearat bearbeitete Brett etwas glatter an. Beide Oberflächen reflektierten nach dem Polieren 10011/o mehr Licht als vor dem Polieren. Die reflek tierte Lichtmenge wurde dabei mit einem Reflekto- meter gemessen, wobei das Licht in einem Winkel von 60 auf die Oberfläche der Bretter gerichtet wurde.
Eichen- und Birkenhölzer wurden in der gleichen Weise wie Mahagoni einmal mit und einmal ohne Zinkstearat poliert. In jedem Fahle erhielt jedes Brett eine glänzende Bearbeitungsfläche, die sofort lackiert oder mit einem Überzug versehen werden konnte, ohne dass zuvor ein Zellulosegrundlack aufgebracht werden musste. Ein einmaliger Auftrag von Lack ergab eine Oberfläche mit ausgezeichnetem Glanz.
Es wurde festgestellt, dass der Poliervorgang die Poren des Holzes in erheblichem Masse schloss. Da weiche Oberflächen für das Polieren aufnahmefähiger sind als harte Flächen, war die polierte Oberfläche hinsichtlich der Aufnahme von Material für die End- bearbeitung viel einheitlicher als eine nicht polierte. Das Schliessen der Poren macht Holzbretter für Feuch tigkeit weniger aufnahmefähig und verringert deren Neigung, sich zu verwerfen, und zwar sowohl vor wie nach Aufbringen des Überzugs der Endbearbeitung.
Wenn Gegenstände, die nach dem hier beschriebenen Verfahren poliert sind, ohne Endüberzüge gespeichert werden, so bleiben die polierten Oberflächen un beschränkt lange ohne Veränderung, selbst wenn sie in grosser Hitze oder bei hoher Feuchtigkeit gespei chert sind.
Eine ganze Anzahl anderer Hölzer, z. B. Holz von der Tanne, dem Walnussbaum, dem Gummibaum und der Kiefer, konnten nach dem hier besehrie- benen Verfahren in zufriedenstellender Weise poliert werden. Es darf angenommen werden, dass dieses Ver fahren mit gutem Ergebnis bei einem beliebigen Holz und bei Brettern, die aus Holzfasern gepresst sind, angewandt werden kann.
Während ein trockenes Schmiermittel, wie Zink- stearat, normalerweise nicht nötig ist, wenn, wie oben beschrieben wurde, mit korkbesetztem Riemen ge arbeitet wird, ausser wenn der Riemen neu und etwas steif ist, können andere, weniger nachgiebige Polier materialien so viel Wärme erzeugen, dass das Holz angesengt wird, wenn kein Schmiermittel verwendet wird. Ein Schmiermittel vermindert durch Verringern der Reibungskräfte die erzeugte Wärme auf einen Wert, der gegen das Auftreten von Verbrennen si chert.
Ein Pulver der Härte von etwa 1 nach der Mohschen Härteskala ist für diese Zwecke geeignet, solange es nicht den Schlussüberzug nachteilig beein flusst. Für das hier beschriebene Verfahren haben sich auch Talk und Bariumsulfat als brauchbar erwiesen.
Eine ganze Anzahl von Maschinen für Schleif bearbeitung haben sich für das hier beschriebene Verfahren als nutzbar erwiesen. In jedem Falle muss jedoch Vorsorge getroffen werden, dass das Polier stück federnd nachgiebig ist. Als Maschinen für das Polieren sind brauchbar die hin und her gehend arbeitende Schmirgelschleifmaschine, deren Trommel mit einer federnden Zwischenlage versehen ist, die Scheibenschmirgelschleifmuschine mit einer federnden Zwischenlage zwischen Polierscheibe und Tragscheibe und ein Klappenrad, das infolge der Flexibilität der einzelnen Klappen, der Luftschichten zwischen den aneinander anschliessenden Klappen und der Zentri fugalkräfte an sich federnd wirkt.
Da jede dieser Maschinen so verwendet werden muss, dass jeder Punkt der Oberfläche des Holzbrettes oder Stückes so lange in Kontakt mit dem Polierstück gehalten wird, bis der Punkt genügend warm wird, aber nicht so lange, bis er angesengt wird, hängt die Wirkung entscheidend von der Fähigkeit der Bedienungs person ab. Dabei besteht keine Gefahr für einen Schaden, wenn das gleiche Stück in verhältnismässig kurzer Zeit mehrmals hintereinander poliert wird, da die Oberfläche sehr rasch abkühlt, denn die Wärme dringt nur in eine äusserst dünne Schicht des Holzes ein.
Obwohl das hier beschriebene Verfahren vor allen Dingen für das Polieren für Holzoberflächen gedacht ist, auf die noch nicht das Endbearbeitungs- material aufgebracht ist, so ist das jedoch nicht Be dingung. Beispielsweise war auf ein Brett mit vielen abstehenden Fasern und Spitzen ein Zellulosegrund- lack aufgebracht, so dass das Brett fertig war, aller- dings bei Berührung sich rauh anfühlte. Nach dem Polieren mit einem Korkriemen wird die Oberfläche so geglättet, d'ass sie glänzte, und die Spitzen waren fest eingebettet.
Diese Technik besitzt eine bedeu tende kommerzielle Verwertbarkeit bei der Her stellung von Wandtäfelung, die normalerweise in der Fabrik mit Grundiermitteln und Wachsüberzug ver sehen wird.
Das hier beschriebene Verfahren besitzt auch bedeutende Möglichkeiten bei der Herstellung von Holzfussböden, da durch das Polieren die Poren des Holzes für Schmutz verschlossen werden. Wenn der Oberflächenüberzug abgenützt ist, bleibt solches Holz in hohem Masse für Schmutz unzugänglich und be wirkt eine wesentliche Verlängerung der Zeitperiode, während der der Boden wieder eine Schlussbearbeitung erfahren kann, um seine Schönheit zu bewahren.
Änderungen hinsichtlich des Polierstückes, bei spielsweise auch die Verwendung eines nicht mit ge trennten Teilchen besetzten Polierstückes, das in ähnlicher Weise wirkt wie das beschriebene Polier stück, werden zweifellos dem Fachmann naheliegen und fallen in den Bereich dieser Erfindung.
The present invention relates to the art of polishing wood, and in particular to a method to give flat wood with protruding fiber tips a shiny and relatively urporous surface.
Wood surfaces are usually prepared for the inclusion of a protective and beautification coating, d'ass they are subjected to a series of sanding processes, the last of which with a relatively fine abrasive, e.g. B. is performed with an abrasive with a grain size of 410.
Although a relatively smooth surface finish is achieved with an abrasive with a grain size of 410, a fluff consisting of a large number of protruding points or wood fibers remains on the surface. Further processing with abrasives of greater fineness reduces the size and number of the fibers and tips, so that it may even appear that the fiber tips have been completely eliminated.
If, however, the wood is provided with a transparent top coat or coating, regardless of the fiber tips, then the gloss of the surface that characterizes the quality coating is missing.
The storage of uncoated objects results, especially when stored in hot and humid places, a gradual emergence of fiber tips from the surface. For this reason, it is pointless to want to remove the fiber tips before the surfaces are to be seen with a top coat. The wood surface is only lightly sanded by hand in order to remove or reduce the fiber tips.
As primers or cellulose base lacquers make the fibers stick out in particular, the wood surface is sanded again by hand before the second coat is applied.
It is known that fiber tips on the surfaces of raw wood can be removed by polishing, i.e. H. in that the wood surface is rubbed with enough force to achieve substantial heating on the surface, the heating being kept so low that no scorching of the wood itself can occur. The polishing technique previously used in the wood industry for finishing a surface for the acceptance of top coats, e.g. B. stains, varnishes, shellac, etc., made non-uniform, a sprinkled celt appearance was achieved when applying top coats, especially when the wood was stained.
The difficulty in obtaining satisfactory coatings is exacerbated when the surface is uneven; H. if it contains higher and lower points.
The purpose of the method according to the present invention is to polish Hollz in such a way that uniform porosity, uniform gloss and uniform smoothness are achieved. The method consists in that the surface is polished under even pressure by means of a resiliently flexible on a base layer, the surface of which is covered with resilient particles, for a period of time that is sufficient to embed the fiber tips in the surface without scorching the wood.
It should be pointed out that here under resiliently the properties of compressibility and flexibility are understood as are inherent in the particles made of cork or vulcanized rubber. In the context of this invention, polishing material means flexible pieces to which small, closely spaced particles of cork or rubber adhere. However, the particles and the base layer can consist of one piece and protrude in the form of small bumps from the resilient, bumpy piece.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment for a device for carrying out the method according to the invention is shown in a perspective view.
A number of commercially available machines can be used to perform this. A sandpaper sander with belt and drum is to be considered as particularly suitable, as shown in the accompanying drawings and marked 10 be.
This grinding machine has a large contact drum 12 which is provided with a resiliently flexible layer 14 made of rubber which is vulcanized directly onto the surface of the drum. A polishing belt 18, the particle-bearing surface of which is directed outwards, runs over the contact drum 12 and an adjustable idle roller 16.
The contact drum is driven by a motor (not shown) so that the polishing belt 18 revolves at high speed in the direction indicated by arrow 20. Above the contact roller 12 and parallel to it, a feed roller 21 is mounted, which carries a friction layer 22 on its surface and is driven by a motor (not shown) so that it rotates at a relatively low speed in the direction indicated by the arrow 23 circulates.
The feed roller 21 is adjustable in a vertical plane so that the desired distance from the surface 19 of the polishing belt 18 can be set so that a wooden board or the like to be polished grips with the desired strength and thereby compresses the abrasive particles of the polishing belt to a small extent will. If a wooden board is inserted between the feed roller 21 and Po lierriemen 18, it is moved in the direction 26 by the feed roller as a result of the Reibungskoeffizien their friction layer, which is greater than the friction coefficient of the polishing layer 18.
The paper sander shown in the drawing is provided with a trough 28 which contains a soft, dry powder 30, such as barium sulfate or zinc stearate, which is attached to the wooden board by means of a rotatable cylinder that is covered with plush-like material 32 is brought up. A layer of powder adheres to the underside of the wooden board 24 and is brought to the line of contact between the board 24 and the belt 18, where the powder collects and acts as a lubricant, thus reducing the heat caused by friction. The powder also serves to reduce the amount of dust and, with this in mind, a heavy powder is often preferred.
A paper sander with belt and drum, as shown in the accompanying drawing, was used to finish a mahogany board, which was previously on the paper sander with a sanding sheet with a grit 1; '0 and then with a sanding sheet of the grain 4.0 was edited. The polishing belt consisted of a flexible fabric as a support layer and a uniformly applied, firmly adhering layer of cork particles that had previously been sieved with a sieve size of 24 to 36. The particles were coated with a thin layer of Airfloat tripoli, i.e. H. a finely divided silica powder, coated.
A rubber layer with a thickness of two and a half centimeters and a strength of about 30 durometer degrees was vulcanized onto the contact drum.
At a surface speed of the cork-covered belt of 1200 m, imin and a peripheral speed of the feed roller of 18 m min, a single pass through the machine without using a lubricant resulted in a smooth, shiny, uniformly processed surface of the mahogany. A second mahogany of the same width was polished in the same way, but using zinc stearate powder.
The naked eye couldn't tell the difference between the two polished mahogany boards, but the zinc stearate board felt a bit smoother. Both surfaces reflected 10011 / o more light after polishing than before polishing. The amount of light reflected was measured with a reflectometer, the light being directed onto the surface of the boards at an angle of 60 degrees.
Oak and birch woods were polished in the same way as mahogany, once with and once without zinc stearate. In every case, every board was given a shiny surface that could be painted or coated immediately without having to apply a cellulose base coat beforehand. A single application of paint resulted in a surface with excellent gloss.
It was found that the polishing process closed the pores of the wood to a significant extent. Since soft surfaces are more receptive to polishing than hard surfaces, the polished surface was much more uniform than an unpolished one in terms of picking up material for finishing. Closing the pores makes wooden boards less receptive to moisture and reduces their tendency to warp, both before and after the finishing coat is applied.
If objects that are polished by the method described here are stored without end coatings, the polished surfaces remain unaltered for a long time without change, even if they are stored in high heat or high humidity.
A number of other woods, e.g. B. Wood from the fir, walnut, rubber and pine trees could be polished in a satisfactory manner using the method described here. It can be assumed that this method can be used with good results for any type of wood and for boards that are pressed from wood fibers.
While a dry lubricant such as zinc stearate is usually not necessary when using the cork-studded belt as described above, unless the belt is new and somewhat stiff, other, less resilient polishing materials can generate as much heat that the wood will be scorched if no lubricant is used. By reducing the frictional forces, a lubricant reduces the heat generated to a value that si chert against the occurrence of burning.
A powder with a hardness of about 1 on the Mohs hardness scale is suitable for these purposes, as long as it does not adversely affect the final coat. Talc and barium sulfate have also proven useful for the process described here.
A number of machines for grinding machining have proven useful for the method described here. In any case, however, care must be taken that the polishing piece is resilient. Suitable machines for polishing are the back and forth working sanding machine, the drum of which is provided with a resilient intermediate layer, the disc sanding machine with a resilient intermediate layer between the polishing wheel and the support disk and a flap wheel, which, due to the flexibility of the individual flaps, the air layers between the adjoining flaps and the centrifugal forces act resiliently.
Since each of these machines must be used in such a way that every point on the surface of the wooden board or piece is kept in contact with the buffing piece until the point becomes warm enough, but not until it is scorched, the effect depends crucially on the ability of the operator. There is no risk of damage if the same piece is polished several times in succession in a relatively short time, as the surface cools down very quickly because the heat only penetrates into an extremely thin layer of the wood.
Although the method described here is primarily intended for polishing wooden surfaces to which the finishing material has not yet been applied, this is not a requirement. For example, a cellulose base varnish was applied to a board with many protruding fibers and points, so that the board was finished, but it felt rough to the touch. After polishing with a cork belt, the surface is smoothed so that it shines and the tips are firmly embedded.
This technique has significant commercial utility in the manufacture of wainscoting normally used in the factory with primers and wax coatings.
The process described here also has significant possibilities in the manufacture of wooden floors, since the polishing closes the pores of the wood for dirt. When the surface coating is worn out, such wood remains largely inaccessible to dirt and acts a substantial increase in the period of time during which the floor can undergo a final treatment in order to retain its beauty.
Changes in terms of the polishing piece, for example the use of a polishing piece not occupied with separated particles, which acts in a similar manner to the polishing piece described, will undoubtedly be obvious to the person skilled in the art and fall within the scope of this invention.