-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Langspänen oder
Langschnitzeln (OSB) aus Holz mit definierten Abmessungen.
-
Langschnitzel
weisen üblicherweise
Dicken von 0,4 mm bis 2 mm, Breiten von 5 mm bis 100 mm und Längen von
50 mm bis 300 mm auf. Furnierstreifenholz, welches aus Furnieren
mit Längen über 1200
mm, Breiten von 100 bis 2400 mm sowie Dicken im Bereich 2-5 mm besteht,
wird mit Methoden, wie sie bei der Sperrholzherstellung üblich sind,
aufgrund der großen
Abmessungen der Furnierstreifen hergestellt. Dies betrifft insbesondere
die Trocknung, Siebung, Beleimung und Streuung. Beispielsweise können Trommeltrockner
und rotierende Beleimmaschinen – wie
sie bei der OSB Herstellung üblicherweise
eingesetzt werden – nicht
verwendet werden.
-
Die
Herstellung von Langschnitzeln ist derzeit mit verschiedenen Wegen üblich:
- a) Herstellung von Langschnitzeln aus einem Rundholz
mittels Zerspanung durch eine Scheibe und Vorschieben des Rundholzes
in Längsrichtung,
- b) Messern der Langschnitzel von einem Rundholz mittels stehender
Messer und Vorschieben des Rundholzes in Längsrichtung,
- c) Herstellung von Brettern aus Rundholz und Zerspanung der
Bretter mittels einer Messerscheibe oder eines Messerringzerspaners,
- d) Herstellung von Langschnitzel aus Rundholz mittels eines
Messerring- oder
Scheibenzerspaners.
-
a)
Herstellung von Langschnitzeln am Rundholz mittels einer Messerscheibe:
Aus
DE 195 04 030 C1 ist
ein Verfahren bekannt, mit den aus Rundholz Kantholz und weiter
Langschnitzel in einem Arbeitsgang erzeugt werden, in dem am Rundholz
die äußeren Bereiche
mittels einer drehenden Messerscheibe zu Langschnitzel zerspannt
werden. Das Rundholz wird dabei in der Längsrichtung an der Messerscheibe
vorgeschoben. Dieses Verfahren konnte sich nicht durchsetzen, da
das erzeugte Kantholz nicht maßhaltig
ist und Langschnitzel mit großen
unterschiedlichen Dicken und Abmessungen erzeugt werden. Die Ursache
liegt darin, dass das Rundholz während
der Zerspannung nicht genau fixiert werden kann, welches zu den
schwankenden Abmessungen führt.
-
b)
Messern der Langschnitzel direkt vom Rundholz:
Bei diesem Verfahren
nach
EP 0 914 913 A2 wird
das Rundholz an stehenden Messern vorbeigeführt und dabei werden Kantholz
und Langschnitzel in einem Arbeitsgang erzeugt. Probleme bei diesen
Verfahren sind die Standzeiten der Messer, die exakte Führung des
Rundholzes und die Durchführung
des Messerwechsels. Die Langschnitzeldicke zeigt starke Schwankungen.
Auch dieses Verfahren hat keinen Eingang in die industrielle Praxis
finden können.
-
c)
Herstellung von Brettern aus Rundholz und Zerspanung der Bretter
zu Langspänen:
Um
Langschnitzel definierter Breite zu erzeugen, werden in diesem Verfahren
Bretter zu Langschnitzel mit Messerring-, Messerwellen- und Scheibenzerspanern
zerspant. Als Beispiel dieses Verfahrens sei die
DE 197 27 127 C1 genannt.
Die Langschnitzel weisen aber nach diesem Verfahren nur dann eine konstante
Breite auf, wenn sie nicht beim Zerspanen und der nachfolgenden
Handhabung in Faserrichtung undefiniert auseinander brechen. Dieses
undefinierte Auseinanderbrechen ereignet sich verstärkt bei
Nadelhölzern
wie Kiefer. Laubhölzer
wie Pappel ergeben Langschnitzel konstanter Breite. Dennoch weist
die Dicke dieser Langschnitzel eine größere Streuung auf, da im Gegensatz
zur Furnierherstellung die Führung
der Bretter während
der Zerspannung nicht vollkommen exakt durchgeführt werden kann, auch wenn
im Gegensatz zum Zerspanen des Rundholzes die Fixierung der Bretter
und die kontinuierliche Beschickung etwas besser möglich ist.
Nachteilig ist auch die komplizierte Handhabung der Bretter und
der Anfall von Sägespänen, die
nur noch einen geringeren Verkaufserlös erzielen.
-
d)
Herstellung von Langschnitzeln aus Rundholz mit Messerring- oder
Scheibenzerspanern:
Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung
von Langschnitzeln ist die Zerspannung von Rundholz mit Messerring-,
Messerwellen- und Scheibenzerspanern. Hierbei ist die Führung des
Rundholzes während
der Zerspannung von großer
Bedeutung um Langschnitzel einheitlicher Dicke zu erzielen. Die Breite
der Langschnitzel ist nicht direkt definierbar. Durch so genannte
Gegenmesser wird versucht, ein einheitliches Brechen der Langschnitzel
zu erzielen, welches nur in gewissen Grenzen möglich ist. Bei diesen Verfahren
der Langschnitzelerzeugung fällt bis
zu 40% Feingut an, welches in der Regel aus dem Prozess ausgeschleust
werden muss. Als Feingut wird Material, das eine Siebmaschenweite
geringer 6 mm passiert, bezeichnet.
-
Alle
vier genannten Verfahren haben Nachteile hinsichtlich der Konstanz
in der Dicke und Breite der Langschnitzel. Der Variationskoeffizient
für die Dicke
liegt meist über
20% und für
die Breite sogar über
50%. Die aus den Langschnitzeln der oben genannten Verfahren erzeugten
Platten weisen bei starker Streuung der Langschnitzeldicke eine
porenreiche Oberfläche
und auch Fehlstellen (Lockerstellen bzw. Lunkerstellen) in der Plattenmitte
auf. Die porenreiche Oberfläche
entsteht unter anderem dadurch, dass unter einem sehr dicken Langschnitzel ein
sehr dünner
Langschnitzel angeordnet ist, wobei der dünne Langschnitzel seitlich
neben dem dicken herausragt und so eine Lücke entsteht. Durch diese Poren
ist eine Beschichtung mit einem harzgetränkten Papier geringen Flächengewichts
ohne weitere Maßnahmen
nicht möglich.
-
Weiterhin
ist die Herstellung von Langschnitzeln mit Dicken geringer 0,5 mm
mit konstanter Dicke mittels der oben genannten vier Verfahren nur schwer
möglich,
da während
der Zerspanung keine exakte Führung
des Holzes möglich
ist und keine Druckleiste – wie
sie bei der Furnierherstellung benutzt wird – vorhanden ist. Die Langschnitzel
brechen zum großen
Teil in der Breite undefiniert auseinander und weisen stark unterschiedliche
Dicken auf. Langschnitzel mit Dicken unter 0,5 mm werden zur Herstellung
von Platten mit sehr glatten Oberflächen benötigt.
-
Insbesondere
bei dünnen
OSB – Platten
mit Dicken unter 6 mm verursacht die schwankende Langschnitzeldicke
eine starke Streuung des Flächengewichts
der gestreuten OSB-Matte. Die Streuung der Matte erfolgt mittels
einer quasi volumetrischen Dosierung, so dass auf einen kurzen Intervall hin
gesehen in etwa die gleiche Anzahl von Langschnitzel gestreut werden.
Wenn ein oder mehrere überdicke
Langschnitzel gestreut werden, kommt es zu lokalen hohen Flächengewichten.
Dies führt
bei der Heißpressung
zu hohen lokalen spezifischen Drücken,
zu starken Schwankungen der Platteneigenschaften und zu einer unebenen
buckligen Plattenoberfläche.
-
Langschnitzel
mit nicht stark streuender Breite lassen sich besser orientiert
streuen, da die Streumaschinen optimal zur Streuung einer Breite ausgeführt werden
kann. So lassen sich bei einheitlicher Breite Matten herstellen,
deren Langschnitzellängsachse
maximal 10° Abweichung
von der Orientierung aufweist. Durch eine bessere Orientierung der
Langschnitzel werden insbesondere die Querzugfestigkeit, die Quellwerte
und die Biegeeigenschaft, hier vor allem der Biege-E-Modul in Orientierungsrichtung
verbessert. Langschnitzel genau definierter Breite führen also
zu einem höheren
E-Modul einer Platte. Sie sind daher zum Einsatz für Platten mit
einem notwendigen hohen E-Modul, zum Beispiel als Langschnitzeldeckschicht
für OSB,
bzw. für
Platten, die als Balkenersatz dienen, besonders vorteilhaft einzusetzen.
Dies wird in der
DE
100 37 508 A1 bereits hinreichend beschrieben.
-
Nach
einem fünften
Verfahren gemäß der
US 3,164,511 wird die Langschnitzelherstellung
aus Furnieren mittels des Schneidens des Furniers (clippen) parallel
zur Holzfaser mit einem einzelnen Messer beschrieben. Damit ist
die Breite des Langschnitzels definiert, wobei auch erkannt wird,
dass die Langschnitzel einheitliche Breite aufweisen. Über das Schneiden
hinsichtlich der Länge
wird nichts beschrieben. Diese Methode ist jedoch großindustriell nicht
einsetzbar, da die Menge an produzierbaren Langschnitzeln viel zu
gering für
eine OSB-Herstellungsanlage ist. Bei den heutigen Schälgeschwindigkeiten
von 200 m/min, würde
ein Clippen im Abstand von 15 mm im Durchlaufverfahren eine Taktzeit
von 250 Schnitten pro Sekunde erfordern.
-
In
der CAN 2126456 wird die Furnierherstellung durch Schneiden bzw.
Messern des Furniers aus einem Brett beschrieben, wobei die Brettlänge der
Strandlänge
entspricht. Die Breite des Strands soll über Clippen des Furnierstreifens
oder über
Gegenmesser eingestellt werden. Eine Druckleiste wird beim Messern
eingesetzt. Zwar lassen sich mit dieser Methode Strands definierter
Abmessungen erzeugen, aber die erzeugten Mengen sind aufgrund des komplizierten
Holzhandlings zu gering. Ebenfalls sind die Kosten der Strands sehr
hoch, da zunächst Bretter
erzeugt werden müssen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren
zur Herstellung von Langschnitzeln für die OSB-Produktion anzugeben, mit
dem Langschnitzel mit geringer Streuung der Abmessungen herstellbar
sind und welche bevorzugt bei OSB mit glatter Oberfläche, OSB
mit hohem E-Modul und bei Platten mit Dicken unter 6 mm sowie auch
zur Balkenherstellung verwendbar sind.
-
Die
Lösung
dieser Aufgabe besteht nach Anspruch 1 in einem Verfahren zur Herstellung
von Langspänen
oder Langschnitzeln aus Holz mit genau definierten Abmessungen,
wobei aus einem Rundholz oder einem Baumstamm eine Furnierbahn mit genauer
Dicke geschält
oder gemessert wird, die Furnierbahn senkrecht zur Faserrichtung
mit einem Hacker oder einer ähnlichen
Maschine zu Streifen genauer Länge
zerlegt und die Streifen mit einem Flake-Splitter oder einer ähnlichen
Maschine zu genauer Breite abgetrennt werden.
-
Die
Furnierherstellung erfolgt somit mit den bei der herkömmlichen
Furnierherstellung eingesetzten Schäl- oder Messermaschinen, also
mit einer genauen Führung
des Holzes und einer Zerspanung unter Verwendung einer Druckleiste.
Die Rundholzlänge
beträgt
in der Regel 1 bis maximal 4 m.
-
Mittels
der obigen Methode werden Furnierbahnen mit einer konstanten Dicke
im Bereich von 0,3 bis 2 mm erzeugt. Bei dem Schälen eines Stammes entstehen
zunächst
sogenannte Abfallfurniere, die nur ein Länge unter 20 cm und eine ganz
unterschiedliche Breite aufweisen, dann fallen die sogenannten Anschäler an,
die bereits eine größere Länge bis
zu maximal des halben Stammumfanges und unterschiedliche Breite
aufweisen. Danach kann erst eine endlose Furnierbahn abgeschält werden,
sofern der Stamm keine Risse aufweist. Wenn der Stamm Risse, die
von außen
immer in Richtung des Mittelpunktes verlaufen, aufweist, entstehen
sogenannte Furnierabschnitte. Die Furnierbahnen weisen eine Breite
(also in Holz-Faserrichtung) in etwa der Rundholzlänge auf.
Sie können
aber auch in Falle von Anschälern
bzw. von Abfallfurnieren schmaler sein.
-
Die
so erzeugten Furnierbahnen müssen
im Falle einer längeren
Endlosbahn mit einem Clipper auf die Breite des Hackers aufgeteilt
werden. Anschließend
werden die Furnierabschnitte zu Streifen genauer Länge in Faserrichtung
im Bereich 30 mm bis 300 mm, in einem möglichst breiten Hacker, zerlegt.
Dabei werden die Furnierabschnitte in Richtung Faserrichtung transportiert
und dem Hacker zugeführt.
Es entstehen Streifen genauer Länge
und Dicke.
-
Anschließend wird
die genaue Breite, in einem so genannten Flake-Splitter, eingestellt.
Diese Maschine besteht aus 2 rotierenden Wellen, an denen Brecher
montiert sind. Die Furnierbahn wird von oben aufgegeben, wobei die
Faserrichtung parallel zu den Wellen ausgerichtet ist, und von den
rotierenden Brechern zu den stationären Brechern transportiert.
Die Aufteilung der Furnierbahn in der Breite erfolgt zwischen den
beiden Brechern. Im Ergebnis können
dickengenaue Langschnitzel mit definierter Länge und Breite hergestellt
werden. Weiterhin besteht aufgrund der Anwendung der Furnierherstellung
die Möglichkeit,
sehr dünne
Langschnitzel mit einer Dicke von 0,5 mm zu erzeugen.
-
Eine
weitere Methode zur Langschnitzelherstellung ist die Produktion
von schmalen Furnierbahnen mit definierten Länge in Faserrichtung (=Strandlänge) beim
Rundschälen
des Stammes und anschließendes
Paketweise schneiden der kurzen Furnierbahnen auf Strandbreite.
Die Länge
in Faserrichtung der Furnierbahn wird über Ritzmesser oder über andere
Schneidwerkzeuge eingestellt. Die Ritzmesser werden an die Druckleiste
angestellt und ritzen in das Rundholz, unmittelbar bevor es geschält wird. Die
Ritzmesser oder ein anderes Schneidwerkzeug kann an die Furnierbahn
je nach Wunsch, ob ein Furnier oder Strand erzeugt werden soll,
angestellt oder wieder entfernt werden. Wenn eine breite endlose Furnierbahn
erzeugt werden kann und soll, können die
Ritzmesser abgestellt werden. Mittels dieser Methode können die
normalerweise als Abfallfurniere anfallenden Anschäler bzw.
Furnierabschnitte als hochwertige Strands verwendet werden. Die
in Faserrichtung kurzen Furnierbahnen werden separat von dem normalen
Furnier abtransportiert und mit einer Paketschere in der Breite
(Quer zur Faserrichtung) aufgeteilt. Die Paketschere weist in etwa
eine Länge
von dem Rundholz und eine Breite bei einer Taktzeit von 2 Sekunden
(Schälgeschwindigkeit
200 m/min) von 6 m auf. Die Abstände
der Messer auf der Paketschere entsprechen der Furnierbreite.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist besonders für
Laubhölzer
vorteilhaft anzuwenden, da im normalen OSB-Messerringzerspaner Laubhölzer nur sehr
schwer zu Langschnitzeln gleicher Breite und Dicke zu zerspanen
sind. Es ist auch wirtschaftlich, da keine Sägespäne anfallen und die Schäl-Restrolle zu
sehr brauchbaren Hackschnitzeln für die Papier- oder MDF-Herstellung
zerspant werden können
oder zu Langschnitzeln mit einem Messerringzerspaner für eine Mittelschicht
einer OSB-Platte.
-
Weiterhin
können
sehr minderwertige Furniere, Abfallfurniere, Anschälfurniere
und Furnierabschnitte, die bei der Sperrholzherstellung nicht verwendet
werden können,
eingesetzt werden Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich
also mit der normalen Furnierherstellung kombinieren. Die erzeugte endlose
Furnierbahn wird weiterhin herkömmlich
verarbeitet und die minderwertigen Furniere werden zu hochwertigen
Strands umgewandelt.
-
Vorteile
des Verfahrens gemäß der Erfindung
sind insbesondere
- • beim Schälvorgang und beim Messern können die
Dicke der Furniere genau eingestellt werden, da beim Zerspanen das
Rundholz genau fixiert ist, eine Druckleiste verwendet wird und
der Anpressdruck des Rundholzes gegen die Druckleiste genau geregelt
werden kann,
- • es
können
dünne Langspäne hergestellt
werden, die vor allem für
dünne OSB
und für
OSB mit glatter Oberfläche
zu verwenden sind. Beide sind auch als Sperrholzersatz einzusetzen.
-
Langspäne mit den
gleichen Maßen
für die Dicke
und Breite finden Verwendung als 3-D-Langschnitzel für Deckschichten
von OSB, in der Balkenherstellung oder für dünne OSB mit 2 mm bis 6 mm Dicke.
Die Langschnitzel können
auch mittels einer Vakuumstreuung zu einer zweischichtigen Bahn
für Dünn-OSB gestreut
werden. Besonders wirtschaftlich ist eine Holzwerkstoffplatte aus
Langschnitzeln, wobei diese aus einer oberen und unteren äußeren Deckschicht
aus den 3-D Langschnitzeln gemäß dieser Erfindung
mit einem Gewicht von 30 – 250
g/m2 besteht und einer oder mehreren weiteren
Schichten aus herkömmlichen
Langschnitzeln. Diese Platte weist eine sehr glatte Oberfläche auf
und kann direkt mit einem dünnen
Melamin-Papier von 80 g/m2 und geringer
beschichtet werden. Die 3-D Langschnitzel dieser Platte weisen bevorzugt
eine Dicke im Bereich von 0,35 – 0,45
mm auf.
-
Bei
der Flake Splitter Maschine wird durch die rotierende Bewegung Luft
von oben angesaugt und nach unten abgeführt. Diese Maschine kann damit
auch zum Trocknen verwendet werden, wenn die angesaugte Luft erwärmt wird.
-
In
großen
Furnierwerken mit mehrerer Schälmaschinen
und Messermaschinen werden die Abfallfurniere, Anschäler und
Furnierabschnitte häufig
in einem Förderer
gesammelt und der Verbrennung zugeführt. Gemäß dieser Erfindung können diese
Furnierstücke
ebenfalls dem Hacker zur Längeneinstellung
und dann der Flake-Splitter Maschine zugeführt werden. Dabei können auch
Furnierstücke von
mehreren Furnierwerken gesammelt und gemäß der Erfindung zur Langschnitzel
verarbeitet werden. Vor der Langschnitzelerzeugung können die
Furnierstücke
auch an der Luft getrocknet werden. Dazu können die Furniere so gelagert
werden, dass nahezu jedes Furnier von Luft umströmt werden kann. Durch die Lufttrocknung
kann Energie eingespart werden.