DE102013010108A1 - Verfahren zur Herstellung eines bemaßten Materials, insbesondere einer Furnierschichtholzplatte - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines bemaßten Materials, insbesondere einer Furnierschichtholzplatte, unter Verwendung eines faserigen Bestandteils, insbesondere einer oder mehrerer Furnierholzschicht(en), und eines Bindematerialbestandteils, insbesondere eines Holzleims, der aushärtet, wobei eine Aushärtegeschwindigkeit durch Hitze beschleunigt wird und die beiden Bestandteile in einem Block oder dergleichen mit einer Mitte und einer Längsachse angeordnet sind, umfassend die Schritte: Bestrahlen des Blocks mit Mikrowellenenergie in einer Vorerhitzungsstufe und anschließendes Führen des Blocks durch eine konventionelle Erhitzungsstufe und konventionelles Erhitzen des Blocks in selbiger, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlen des Blocks mit Mikrowellenenergie derart erfolgt, dass eine komplette Volumenerwärmung in der Dickenrichtung des Blocks mit einem räumlichen Temperaturprofil mit einem zur jeweiligen die Dicke begrenzenden Oberfläche hin gerichteten positiven Temperaturgradienten stattfindet.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bemaßten Materials, insbesondere einer Furnierschichtholzplatte, unter Verwendung eines faserigen Bestandteils, insbesondere einer oder mehrerer Furnierholzschicht(en), und eines Bindematerialbestandteils, insbesondere eines Holzleims, der aushärtet, wobei eine Aushärtegeschwindigkeit durch Hitze beschleunigt wird und die beiden Bestandteile in einem Block oder dergleichen mit einer Mitte und einer Längsachse angeordnet sind, umfassend die Schritte: Bestrahlen des Blocks mit Mikrowellenenergie in einer Vorerhitzungsstufe und anschließendes Führen des Blocks durch eine konventionelle Erhitzungsstufe und konventionelles Erhitzen des Blocks in selbiger.
  • Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von technisch angefertigten Holzprodukten (bemaßtes Material), wie z. B. Lagenhölzern, unter Verwendung von Mikrowellen zur Beschleunigung der Härtung von hitzehärtbarem Klebstoff, wie zum Beispiel Harz, der in technisch angefertigten Holzprodukten verwendet wird.
  • Ein typisches technisch angefertigtes Holzprodukt kann zum Beispiel Sperrholz oder Furnierschichtholz (LVL, Laminated Veneer Lumber) sein, das nach seiner Herstellung geschnitten werden kann, um auf unterschiedliche Arten als holzbasierte Baukomponenten verwendet oder auf andere Weisen benutzt zu werden. Zusätzlich zu einem zweckmäßigen hitzehärtbaren Klebstoff (Bindematerialbestandteil) würde das Ausgangsmaterial typisch aus dünnen Furnierholzplatten, ausgerichteten Spänen (oder einem anderen Faserstoff) von kleineren Holzkomponenten, vorgefertigten Flächen von Sperrholz, die selbst aus Furnierplatten bestehen, oder anderen Holzelementen bestehen.
  • Bei herkömmlichen LVL-Herstellungsverfahren wird LVL typischerweise aus verklebten Furnierplatten aus Naturholz unter Verwendung von Klebstoffen, wie Harnstoff-, Phenol-, Resolsenidi- und Formaldehydzusammensetzungen, hergestellt, die zum Aushärten Wärme benötigen. Üblicherweise werden hierfür beheizte Plattenpressen verwendet. Aus der DE 35 40 567 A1 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Schichtplatte aus (Holz-)Schichten bekannt. Die Schichten werden in Abhängigkeit von der Stapelfolge beim kontinuierlichen Aufeinanderschichten einer Anzahl von Schichten entsprechend der gewünschten Dicke der (Teil-)Schichtplatte auf einer geeigneten Transport-Grundplatte entweder mit Klebstoff versehen oder nicht. Diese aufeinandergeschichtete Platte wird auf der Grundlage in eine Vorpresse eingeführt, dort gepresst und in eine Heißpresse zum Zweck des Aushärtens der Verleimung eingeführt. Die Legung und Beleimung erfolgen kontinuierlich, während das Pressen in einer Taktpresse erfolgt.
  • Das US-Patent 5 628 860 beschreibt ein Beispiel für eine Technik, bei der Hochfrequenzenergie (RF) der Umgebung zwischen einander gegenüberliegenden Pressplatten zugefügt wird, um den Heiz- und Aushärtungsprozess zu beschleunigen und somit die Herstellungszeiten zu verkürzen.
  • Aus dem US-Patent 5 895 546 ist die Verwendung von Mikrowellenenergie zur Vorheizung von losen LVL-Schichtmaterialien bekannt, die dann in einem Prozess unter Verwendung einer mit heißem Öl geheizten, kontinuierlich arbeitenden Bandpresse fertig bearbeitet werden.
  • Der Trend geht zu immer größeren bzw. dickeren und dichteren Holz-Leim-Verbundstoffen. Da Holz eine schlechte Wärmeleitung aufweist, ist der Energieeintrag über Kontaktwärme bei großen Schichten schwierig und zeitaufwendig. Zu hohe Kontakttemperaturen verbieten sich auch, da es sonst zu Temperaturspannungen oder/und zu vorzeitigem Abbinden der Leimfugen in den oberen Furnierschichten kommen kann. Bei Plattenstärken von ca. 20 mm ergeben sich noch akzeptable Erwärmungszeiten mit Kontaktwärme, so dass eine Vorwärmung mit Mikrowellen noch nicht wirtschaftlich ist. Allerdings erhöht sich die Verweildauer beim konventionellen Erhitzen bei Plattenstärken von über ca. 40 mm bereits deutlich, was zu reduzierten Vorschubgeschwindigkeiten führt. Somit gerät der Prozess in der Presse wirtschaftlich unter Druck, da alle Komponenten in der Produktionslinie grundsätzlich höhere Transportgeschwindigkeiten bewältigen können. Die Presse (mit konventioneller Erhitzungsstufe) wird zum Flaschenhals.
  • Folglich spielt die Mikrowellen-Vorwärmung eine immer größere Rolle.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, das damit auch bemaßte Materialien, insbesondere Furnierschichtholzplatten, mit größeren Dicken mit höheren Geschwindigkeiten, insbesondere Vorschubgeschwindigkeiten, hergestellt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Bestrahlen des Blocks mit Mikrowellenenergie derart erfolgt, dass eine komplette Volumenerwärmung in der Dickenrichtung des Blocks mit einem räumlichen Temperaturprofil mit einem zur jeweiligen die Dicke begrenzenden Oberfläche hin gerichteten positiven Temperaturgradienten stattfindet.
  • Vorteilhafterweise ist das räumliche Temperaturprofil in der Vorerhitzungsstufe invers zum beim konventionellen Erhitzen des Blocks in der konventionellen Erhitzungsstufe erzeugten Temperaturprofil.
  • Zweckmäßigerweise werden die Betriebsparameter zum Erzeugen des inversen räumlichen Temperaturprofils in der Vorerhitzungsstufe durch Vorversuche (teachen) ermittelt. Da sowohl die Furnierholzarten als auch die Breite des Furnierpakets sowie die Schichtdicke als auch der Leimtyp und die Auftragsstärke des Leims variieren, muss zunächst die Kammergröße angepasst werden. Durch die Kammergröße und das Furnierpaket mit Leimauftrag als Dielektrikum ergeben sich MW-Modenverteilungen (Feld-Minima & Maxima), welche so zu optimieren sind, dass die entlang einer Transport- beziehungsweise Förderrichtung aufgenommene MW-Leistung über die Breite am Ausgang ein nahezu konstantes Temperaturprofil aufweist. Zum Beispiel wird mit Hilfe einer computergestützten Grundmodellierung beim Bau der Anlage eine MultiMode-Verteilung festgelegt, die später beim Einfahren der Anlage mit zum Beispiel Mode-Stirrern noch weiter optimiert werden kann.
  • Für das Temperatur-Inversprofil entscheidend sind die dielektrischen Eigenschaften des Holzes in Abhängigkeit von der Feuchte und des Leims sowie die Furnierschichtdicken. Bezogen auf die komplexen dielektrischen Eigenschaften bei der jeweiligen Mikrowellenfrequenz ε = ε'r – jε''r kann man die Eindringtiefe d mit folgender Formel berechnen:
    Figure DE102013010108A1_0002
  • Für Holzarten in einem typischen Feuchtigkeitsbereich von 3 bis 15% ergeben sich für ε'r ein typischer Bereich von 1–5 und für ε''r ein typischer Bereich von 0.3–1.2. Leime, insbesondere wasserhaltige Leimarten haben hohe dielektrische Eigenschaften. Z. B. Phenolharzleim liegen im Bereich 40–90 für εr und 8–25 für ε''r. Gemäß der Volumen und Gewichtsanteile zwischen Leim und Furnierholz ergeben sich durchschnittliche dielektrische Eigenschaften. Jedoch wird im Sandwichaufbau zwischen Leimschicht und Furnierholz partiell wesentlich mehr Mikrowellenenergie in dem Leim absorbiert. Deshalb ist es wichtig, dass der Leim eine gute konduktive Anbindung an die Furnierholzschicht hat. Ist dies nicht der Fall, kann es zu punktuellen Überhitzungen im Leim kommen, wodurch der Leim bereits abbindet oder sogar thermisch geschädigt wird. Deshalb wird in einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung während eines Teils des Bestrahlens des Blocks mit Mikrowellenenergie Druck auf den Block, vorzugsweise auf die die Dicke des Blocks begrenzenden Oberflächen, ausgeübt, um einen guten Verbund/Kontakt der Furnierholzschichten sicherzustellen.
  • Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Block im Durchlaufverfahren in der Vorerhitzungsstufe bestrahlt.
  • Günstigerweise wird die Oberflächentemperatur zumindest einer die Dicke des Blocks begrenzenden Oberfläche gemessen. Dies kann punktuell, teilflächig oder vollflächig erfolgen und/oder zeitlich kontinuierlich oder diskret verlaufen und/oder eine Temperaturüberwachung und Leistungsregelung umfassen.
  • Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Oberflächentemperatur in diskreten räumlichen Abständen, vorzugsweise in Durchlaufrichtung und/oder quer zur Durchlaufrichtung, gemessen wird. Zum Beispiel wird der Temperatur-Gleichlauf der jeweils quer zur Transportrichtung installierten Temperaturmessstellen überwacht und mit zum Beispiel Mode-Stirrern auf nahezu Temperaturkonstanz geregelt. Beim Einfahren der Anlage wird das Temperaturprofil im Querschnitt ermittelt. Ebenso wird die Temperaturdifferenz zwischen Kern- und Oberflächentemperatur bei unterschiedlichen Mikrowellenleistungen und Vorschubgeschwindigkeiten gemessen und danach in der Anlagen-Steuerung hinterlegt. Somit repräsentiert die später online gemessene Oberflächentemperatur bei konstantem Vorschub und konstanter Mikrowellenleistung eine bekannte Kerntemperatur.
  • Auch ist denkbar, dass die thermisch eingetragene Mikrowellenenergie sowie die von dem Block aufgenommene Mikrowellenenergie ermittelt werden und daraus eine Energiebilanz aufgestellt wird.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die thermisch eingetragene Mikrowellenenergie mit der gemessenen Oberflächentemperatur abgeglichen wird. Die über mehrere Spuren gemessenen Temperaturprofile können zu einer durchschnittlichen Ausgangstemperatur gerechnet werden. Die Differenz zwischen Einlauf- und Auslauftemperatur, der Massenstrom als auch die bekannte spezifische Wärmekapazität ermöglichen die thermische Leistungsbestimmung zum Beispiel nach der Formel P(thermisch) = cp [kJ/(kgK)] × deltaT [K] × Massenstrom [kg/s]
  • Diese Bilanz wird zum Beispiel in Relation zu eingetragenen MW-Leistung nach der Formel P(mw) absorbiert = P(mw) vorwärts – P(mw) rückwärts berechnet. Damit lässt sich der Prozess energetisch überwachen.
  • Günstigerweise wird das Bestrahlen des Blocks mit Mikrowellenenergie in der Vorerhitzungsstufe mittels eines Multimode-Mikrowellen-Systems durchgeführt.
  • Zweckmäßigerweise wird die Mikrowellenenergie in die Vorerhitzungsstufe indirekt eingekoppelt. Hierzu kann zum Beispiel eine T-Einkopplungseinrichtung und/oder ein oder mehrere Modenrührer (Mode-Stirrer) verwendet werden.
  • Schließlich beträgt die Mikrowellenfrequenz vorteilhafterweise 915 MHz.
  • Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch gezieltes/gesteuertes Erzeugen eines Temperaturprofils über die Dicke beispielsweise einer Furnierschichtholzplatte, das in der Dickenmitte ein Maximum aufweist, mittels Mikrowellenvolumenerwärmung in einer Vorerhitzungsstufe in der additiven Überlagerung mit dem durch Kontaktwärme erzeugten Temperaturprofil eine im Endeffekt gleichmäßigere Temperaturverteilung über die Dicke erzeugt werden kann. Insbesondere bei Plattenstärken von über 80 mm ist dies besonders vorteilhaft, da die beheizte Presse sonst nur mit 20–60% Vorschubgeschwindigkeit gefahren werden kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen im Einzelnen erläutert wird. Dabei zeigt:
  • 1 eine perspektivische Ansicht von einem Teil einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines bemaßten Materials gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Ansicht im Schnitt in der Dickenrichtung einer Furnierschichtholzplatte mit Temperaturprofil über die Dicke sowohl für eine Mikrowellenvolumenerwärmung als auch für eine Kontakterwärmung; und
  • 3 beispielhafte Temperaturverteilungen über die Breite einer Furnierschichtholzplatte.
  • 1 zeigt den Schritt des Bestrahlens eines Furnierpakets 10 (Blocks) mit Mikrowellenenergie in einer Vorerhitzungsstufe 12. Weder die nachgeschaltete konventionelle Erhitzungsstufe noch eine vorgeschaltete Legestufe, in der beleimte Furniere zum Furnierpaket gelegt werden, sind dargestellt. Um eine ausreichend definierte Erwärmung des Furnierpakets 10 mit Mikrowellen, insbesondere eine Mikrowellenvolumenerwärmung, d. h. eine Erwärmung über die gesamte Dicke, zu erzielen, ist es von Vorteil, das Furnierpaket 10 als homogenes Gefüge/homogenen Verbund durch die Vorerhitzungsstufe 12 zu fuhren. Mechanische Spannungen in dem Furnierpaket 10, Dichteunterschiede und Welligkeiten werden über ein Andrücksystem innerhalb der Vorerhitzungsstufe 12 so ausgeglichen und verdichtet, dass das Furnierpaket 10 als im Wesentlichen homogener Strang erwärmt werden kann. Insbesondere müssen die Leimschichten in den Fugen der Furnierlagen ausreichend Kontakt haben, so dass Hohlräume vermieden werden, die zu inhomogenen Erwärmungseffekten (hot spots) mit den Mikrowellen fuhren können. Das Andrücksystem sollte so gestaltet sein, dass es die Homogenität des Mikrowellenfeldes nicht zu sehr nachteilig beeinflusst. Das Andrücksystem weist dazu einen metallischen Stempelrahmen 14 auf. Im vorliegenden Beispiel ist der Stempelrahmen 14 im Wesentlichen rechteckig und im Wesentlichen horizontal angeordnet. Besagter Stempelrahmen 14 lässt sich über zwei Hydraulikstempel 16 und 18 absenken und anheben. In dem Stempelrahmen 14 sind im vorliegenden Beispiel vier mikrowellentransparente Langrollen 20 aus Kunststoff parallel zueinander und quer zur Förder- bzw. Durchlaufrichtung F drehbar gelagert angeordnet.
  • Die Vorerhitzungsstufe 12 weist einen Metall-Unterbau 22 auf, der geeignet ist, hohe Kräfte aufzunehmen. Auf dem Metall-Unterbau 22 wird ein unteres Transportband 24 geführt, mittels dessen das Furnierpaket 10 durch die Vorerhitzungsstufe 12 gefördert wird. Zwischen den Langrollen 20 und dem Furnierpaket 10 befindet sich ein oberes Förderband 26. Das obere Förderband 26 führt das Furnierpaket 10 von oben und schützt es vor Verwerfungen. In dem oberen Förderband 26 sind kreisförmige Ausschnitte, von denen nur einige mit der Bezugszahl 28 gekennzeichnet sind, entlang von mehreren Spuren in der Förderrichtung F angeordnet, um die Oberflächentemperatur des Furnierpakets 10 an der Oberseite berührungslos von oben zu messen. Dazu sind in verschiedenen Positionen entlang der Vorerhitzungsstufe 12 IR-Kameras 30 vorgesehen.
  • Da die Oberflächentemperatur eine Funktion der Volumentemperatur ist, lassen sich hiermit die Temperaturverteilungen über die Breite des Furnierpakets 10 nicht nur an der Oberfläche überwachen.
  • In der Vorerhitzungsstufe 12 wird der Stempelrahmen 14 von oben abgesenkt. Auf diese Weise werden mittels der Langrollen 20 Linienkräfte quer zur Förderrichtung F eingetragen und wird somit ein definierter und einstellbarer Druck auf das Furnierpaket 10 gegeben.
  • Wie sich ferner aus der 1 ergibt, wird von oben Mikrowellenenergie über eine T-Mikrowellen-Einkopplungseinrichtung 32 in die Vorerhitzungsstufe 12 indirekt eingekoppelt.
  • Da das Mikrowellen-Generatorsystem (nicht gezeigt) über eine Bilanzierung der vorlaufenden und der reflektierten Mikrowellenleistung verfügt, lässt sich die thermisch eingetragene Mikrowellenleistung gegen das Temperaturprofil abgleichen. Über die bekannte spezifische Wärmekapazität des Furnierpakets 10 (Furnierstrang) und die bekannte Masse im Durchlauf durch die Vorerhitzungsstufe 12 lässt sich somit der Prozess energetisch bilanzieren und überwachen.
  • Da mit Mikrowellen-Generatoren sehr hohe Leistungen im Bereich von 100 kW und mehr gefahren werden können, kommt der energetischen Bilanzierung und dem Abgleich mit dem tatsächlichen Temperaturprofil eine wesentliche Bedeutung zu, um reprozierbare Ergebnisse in der Erwärmung zu garantieren.
  • Am Ausgang der Vorerhitzungsstufe 12 sollten die gemessenen Temperaturen über die Breite des Furnierpakets 10 gleichmäßig sein. Da die verwendete Länge der Mikrowellen sehr viel kleiner als die Kantenabmessungen der Vorerhitzungsstufe 12 (Mikrowellenkammer) gewählt ist, bildet sich in der Vorerhitzungsstufe 12 eine sogenannte Multimode-Mikrowellenverteilung aus, die räumliche Energieminima und -maxima innerhalb der Vorerhitzungsstufe 12 erzeugt. Die energetische Verteilung im Furnierpaket 10 ergibt sich aus der Summe der aufgenommenen Mikrowellenenergie entlang der Förderrichtung F. Ziel ist es, eine Minima- und Maximaverteilung zu erzielen, die in der Summe eine gleichmäßige Temperaturverteilung (Gleichlauf) in der Breite des Furnierpakets 10 am Ausgang der Vorerhitzungsstufe 12 liefert. Wenn dies nicht der Fall ist, muss die Mikrowellen-Feldverteilung so verändert und angepasst werden, dass hier ein Optimum im Gleichlauf erreicht wird. Dies kann zum Beispiel mittels sogenannter Modestirrer (nicht gezeigt) erreicht werden. Die Modestirrer lassen sich über zum Beispiel Schrittmotoren gezielt ansteuern, so dass bestimmte zeitliche Winkelabfolgen der Modestirrer möglich sind. Die Wirkung der Modestirrer lässt sich zu einer Optimierung des Mikrowellen-Feldes nutzen, um die Temperaturverteilung in der Breite des Furnierpakets 10 am Ausgang gleichmäßig zu regeln.
  • Da in der Vorerhitzungsstufe 12 (Mikrowellenkammer) sehr hohe Mikrowellen-Leistungsdichten gefahren werden (können), sind statische Einbauten kritisch und können zu lokalen Überhitzungen führen. Ebenso können statische Verschmutzungen und Ablagerungen unter Mikrowelle anlagern. Somit wird durch eine seitliche Zeile von Infrarot-Kameras (nicht gezeigt) der Innenbereich von oben (Temperatur der Langrollen 20 und des Stempelrahmens 14) und von unten überwacht, um mögliche Hotspots zu detektieren.
  • In der 2 ist ein Temperaturprofil 34 bei Kontakterwärmung in der nachgeschalteten konventionellen Erhitzungsstufe (nicht gezeigt) und ein dazu inverses Temperaturprofil 36, das mittels der Mikrowellenerwärmung in der Vorerhitzungsstufe 12 erreicht werden soll, in der Dickenrichtung des Furnierpakets 10 (Furnierschichtholzplatte) gezeigt. Idealerweise sollte das Bestrahlen des Furnierpakets 10 mit Mikrowellenenergie in der Vorerhitzungsstufe 12 so erfolgen, dass das räumliche Temperaturprofil in der Vorerhitzungsstufe 12 invers zum Temperaturprofil 34 ist. Das Temperaturprofil 36 weist in der Dickenmitte des Furnierpakets 10 ein Temperaturmaximum auf. Die additive Überlagerung des Temperaturprofils 36 mit dem Temperaturprofil 34 erzeugt eine ideal gleichmäßige Temperaturverteilung für das Furnierpaket 10 in der Dickenrichtung.
  • 3 zeigt beispielhafte Temperaturverteilungen über die Breite b eines Furnierpakets 10 (Furnierschichtholzplatte). Genauer gesagt zeigt die gestrichelte Temperaturverteilung (Temp) die Temperaturverteilung in der Dickenmitte des Furnierpakets 10, während die gepunktete Linie die Temperaturverteilung an der Oberfläche des Furnierpakets 10 zeigt.
  • Beide Temperaturverteilungen weisen noch kleine Schwankungen in der Breite b auf. Beim Einfahren (Teachen) der Vorrichtung bzw. Anlage sind diese vorzugsweise zu minimieren.
  • Wie anhand von Versuchen und Simulationsrechnungen festgestellt werden konnte, ist eine Mikrowellenfrequenz von 915 MHz zur Mikrowellenvolumenerwärmung in der Vorerhitzungsstufe für Furnierschichtholzplatten mit einer Dicke von ca. 60 bis ca. 180 mm besonders gut geeignet. Bei einer Mikrowellenfrequenz von 2450 MHz wäre bei derartigen Plattendicken keine komplette Volumenerwärmung mehr möglich, d. h., dass die Temperatur in der Dickenmitte kein Maximum hätte, sondern wieder abfallen würde.
  • Das Verfahren kann bei Furnierpaketen mit einer Feuchte im Bereich von ca. 3 bis ca. 15% besonders vorteilhaft eingesetzt werden. Dies entspricht einer dielektrischen Konstante des Furnierpakets im Bereich von ca. 1 bis ca. 5. Wenn wasserhaltige Leime, wie zum Beispiel Phenolharzleime, für die Furnierpakete verwendet werden, so weisen diese typischerweise dielektrische Konstanten im Bereich von ca. 40 bis ca. 90 auf.
  • Hinsichtlich der Anzahl der Moden und der Anzahl der Mikrowellen-Generatoren, die vorteilhafterweise bei dem Verfahren eingesetzt werden können, ist noch auf Folgendes hinzuweisen:
    Berechenbare (von Simulationsprogrammen) und steuerbare Moden (beeinflusst von Modenstirrer) in der Längsachse (Förderrichtung F) der Vorerhitzungsstufe (Mikrowellenkammer) sind maximal 10–12. Bei einem einzelnen Magnetron (Mikrowellen-Generator) lassen sich Moden noch gut vorherbestimmen (sowohl berechnen als auch hinterher in der Anlage messtechnisch – statische Versuche als Thermografie – nachweisen). Bei zwei Magnetronen (Mikrowellen-Generatoren) treten bereits Überlagerungen und Frequenzunterschiede auf (915 MHz Magnetronen schwingen im Bereich der Grundfrequenz ±10 MHz). Zwei Magnetronen kann man noch beherrschen. Bei mehr als zwei Magnetronen wird es jedoch sehr schwierig. Ein Einzelsystem mit mehr als fünf Magnetronen lässt sich nicht mehr sinnvoll in der Feldstärke-Verteilung steuern.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Furnierpaket
    12
    Vorerhitzungsstufe
    14
    Stapelrahmen
    16, 18
    Hydraulikstempel
    20
    Langrollen
    22
    Metall-Unterbau
    24
    unteres Förderband
    26
    oberes Förderband
    28
    Ausschnitte
    30
    IR-Kameras
    32
    T-Mikrowellen-Einkopplungseinrichtung
    34
    Temperaturprofil
    36
    Temperaturprofil
    b
    Breite
    F
    Förderrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3540567 A1 [0004]
    • US 5628860 [0005]
    • US 5895546 [0006]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines bemaßten Materials, insbesondere einer Furnierschichtholzplatte, unter Verwendung eines faserigen Bestandteils, insbesondere einer oder mehrerer Furnierholzschicht(en), und eines Bindematerialbestandteils, insbesondere eines Holzleims, der aushärtet, wobei eine Aushärtegeschwindigkeit durch Hitze beschleunigt wird und die beiden Bestandteile in einem Block oder dergleichen mit einer Mitte und einer Längsachse angeordnet sind, umfassend die Schritte: Bestrahlen des Blocks mit Mikrowellenenergie in einer Vorerhitzungsstufe (12) und anschließendes Führen des Blocks durch eine konventionelle Erhitzungsstufe und konventionelles Erhitzen des Blocks in selbiger, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlen des Blocks mit Mikrowellenenergie derart erfolgt, dass eine komplette Volumenerwärmung in der Dickenrichtung des Blocks mit einem räumlichen Temperaturprofil (36) mit einem zur jeweiligen die Dicke begrenzenden Oberfläche hin gerichteten positiven Temperaturgradienten stattfindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das räumliche Temperaturprofil (36) in der Vorerhitzungsstufe (12) invers zum beim konventionellen Erhitzen des Blocks in der konventionellen Erhitzungsstufe erzeugten Temperaturprofil (34) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter zum Erzeugen des inversen räumlichen Temperaturprofils (36) in der Vorerhitzungsstufe (12) durch Vorversuche (teachen) ermittelt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur zumindest einer die Dicke des Blocks begrenzenden Oberfläche innerhalb der Vorerhitzungsstufe (12) vorzugsweise mehrfach gemessen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur in diskreten räumlichen Abständen, vorzugsweise in Durchlaufrichtung (F) und/oder quer zur Durchlaufrichtung, gemessen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch eingetragene Mikrowellenenergie sowie die von dem Block aufgenommene Mikrowellenenergie ermittelt werden und daraus eine Energiebilanz aufgestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch eingetragene Mikrowellenenergie mit der gemessenen Oberflächentemperatur abgeglichen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während eines Teils des Bestrahlens des Blocks mit Mikrowellenenergie Druck auf den Block, vorzugsweise auf die die Dicke des Blocks begrenzenden Oberflächen, ausgeübt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlen des Blocks mit Mikrowellenenergie in der Vorerhitzungsstufe (12) mittels eines Multimode-Mikrowellen-Systems durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenenergie in die Vorerhitzungsstufe (12) indirekt eingekoppelt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenfrequenz 915 MHz beträgt.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3540567A1 (de) 1984-12-05 1986-06-05 Raute Oy, Lahti Verfahren zur kontinuierlichen herstellung einer schichtplatte
US5628860A (en) 1994-10-12 1997-05-13 Durand-Raute Industries Ltd. Dielectric-heated, continuous layup laminated veneer lumber press
US5895546A (en) 1996-07-04 1999-04-20 Maschinenfabrik J. Dieffenbacher Gmbh & Co. Process and plant for the continuous assembly and gluing of veneer panels to form veneer laminates

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19737593C1 (de) * 1997-08-28 1999-03-04 Kuper Heinrich Gmbh Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum Verkleben von Furnierstreifen
DE19919823B4 (de) * 1999-05-01 2015-01-22 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Verfahren zum Verkleben von Sperrholz- bzw. LVL-Platten

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3540567A1 (de) 1984-12-05 1986-06-05 Raute Oy, Lahti Verfahren zur kontinuierlichen herstellung einer schichtplatte
US5628860A (en) 1994-10-12 1997-05-13 Durand-Raute Industries Ltd. Dielectric-heated, continuous layup laminated veneer lumber press
US5895546A (en) 1996-07-04 1999-04-20 Maschinenfabrik J. Dieffenbacher Gmbh & Co. Process and plant for the continuous assembly and gluing of veneer panels to form veneer laminates

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