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Verfahren zur Verbesserung der Holzoberfläche Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holz mit verbesserter Oberflächenstruktur
unter Sandstrahlen und anschließender Feinbehandlung der Holzoberfläche und gegebenenfalls
anschließendem Beizen oder Färben.
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Holz gehört neben Stein zu den ältesten Werkstoffen der
Menschheit.
Über Jahrtausende hinweg und selbst im Zeitalten synthetischer Werkstoffe kommt
dem Werkstoff Holz auf zahlreichen Gebieten für unterschiedlichste Anwendungszwecke
eine ganz erhebliche Bedeutung zu. Außer für Bauzwecke wird Holz auch heute noch
in größtem Umfange zur Herstellung von Möbeln und im Innenausbau verwendet. Vor
allem für dekorative Zwecke kommt dem Werkstoff Holz besondere Bedeutung zu.
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Es ist danach auch ohne weiteres verständlich, daß es eine außerordentlich
große Vielzahl von Verfahren zur Behandlung von Holzoberflächen gibt. Die ganz überwiegende
Zahl der Verfahren dient einer Hervorhebung oder Modifizierung des eigentümlichen
Holz charakters, nämlich der durch das harte Spätholz, auch Jahresringe genannt,
und dem dazwischen liegenden weicheren Frühholz geprägten Maserung. So ist es beispielsweise
bekannt, insbesondere für Innendekorationszwecke, wo ein rustikaler Eindruck entstehen
soll, die Holzoberfläche, vorzugsweise von Fichtenholz, mit der Lötlampe abzubrennen
und anschließend zu schleifen. Das leichter abbrennende weiche Frühholz bleibt nach
dem Schleifen dunkel gefärbt, während die erhabenen, d.h. stehengebliebenen Jahresringe
(Spätholz) nach dem Schleifen hell gefärbt sind. Diese Verfahrensweise führt zu
einer wesentlichen Verstärkung der Maserungskontraste, wenn auch mit einer zur natürlichen
Farbintensitätsverteilung reziproken Farbintensitätsverteilung.
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Es hat nun nicht an Versuchen gefehlt, Verfahren zu schaffen, welche
es erlauben, die der natürlichen Maserung des Holzes entsprechende Verteilung der
Farbintensitäten beizubehalten und darüber hinaus durch Schaffung einer "strukturen
den Holz charakter noch zu verstärken. Unter "Struktur" versteht man hier eine dreidimensionale
Ausgestaltung der Holzoberfläche in der Weise, daß die Jahresringe (Spätholz) erhaben
ausgebildet sind, während die zwischen den Jahresringen liegenden Teile (Frühholz)
demgegenüber zurücktreten. Man hat schon versucht, diese Effekte durch einfaches
Schleifen mit der Hand zu erzielen. Selbst wenn es möglich wäre, hierbei über eine
größere Fläche gleichmäßige Ergebnisse zu erzielen, so ist eine solche Verfahrensweise
für eine wirtschaftliche Fertigung schlechterdings ungeeignet. Sinngemäß das Gleiche
gilt für die Verwendung von Handdrahtbürsten, wobei bei der Verwendung von maschinengetriebenen
Drahtbürsten eine nicht vertretbare Zerfaserung der Jahresringe überall dort auftritt,
wo sie flach an das umgebende, weichere Material auslaufen. Auch die Sandstrahlung
der Oberfläche führt zu keinem befriedigendem Ergebnis, selbst wenn man das Holz
anschließend durch Drahtbürsten laufen läßt.
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Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß es gelingt, eine Holzoberfläche
zu schaffen, die unter weitgehender Beibehaltung einer der natürlichen Maserung
entsprechenden Verteilung der Farbintensität eine ausgezeichnete Struktur
aufweist-.
Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Oberfläche des Holzes zunächst einer
Sandstrahlung unterworfen wird, und dann eine Schleifbehandlung mit, den sandstrahigeschaffenen
Ausnehmungen und den stehengebliebenen Teilen (Spätholz) sich elastisch anpassenden
Schleifmitteln in Faserrichtung erfolgt. Auf diese Weise gelingt es tatsächlich,
die der natürlichen Maserung entsprechende Verteilung der Farbintensität beizubehalten
und darüber hinaus eine von Zerfaserungen freie Oberfläche zu erhalten, die sowohl
in den erhabenen, als auch in den durch die sandstrahlbehandlung geschaffenen Ausnehmungen
gleichmäßig fein ist und einen angenehmen Griff aufweist. Die erfindungsgemäße Schleifbehandlung
vermeidet einerseits ein unnötiges Abtragen der erhabenen Jahresringe und erlaubt
andererseits ein völlig befriedigendes Feinschleifen selbst in den tiefsten, durch
Sandstrahlen geschaffenen, zunächst eine völlig aufgerissene Oberfläche aufweisende
Ausnehmungen. Zudem wird durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise ein außerordentlich
weicher Übergang zwischen den Ausnehmungen im Früh- und dem Spätholz geschaffen.
Tatsächlich gelingt es, diese Ergebnisse jedoch nur durch Kombination des Sandstrahlens
mit der speziellen Schleifbehandlung gemäß Erfindung zu erzielen.
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Besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Behandlung mit
den Schleifmitteln im Gegenlauf erfolgt, d.h.
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wenn das Scleifmittel über die Holzoberfläche in einer
Richtung
geführt wird, welche der Vorschubbewegung des Holzes entgegengerichtet ist.
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Zur Schleifbehandlung sind vor allen Dingen Schleifbänder geeignet,
die in Längsrichtung, d.h. in ihrer Bewegungs-oder Laufrichtung geschlitzt sind
und die zumindest in einem Teil des Schleifbereichs elastisch belastet sind. Diese
Belastung kann z.B. durch Federelemente, durch Bürsten oder durch andere geeignete
elastische Einrichtungen erfolgen. Bandbreiten der Schleifbänder im Bereich von
3 bis 10, vorzugsweise 4 bis 8 mm haben sich besonders bewährt.
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Insbesondere kann das Verfahren mit Schleifbändern einer Schleifbreite
von 5 bis 6 mm durchgeführt werden.
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Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens haben sich insbesondere
rotierende sogenannte Bürstenschleifwalzen mit Köperschleifbändern besonders bewährt.
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Eine solche Bürstenschleifwalze weist einen zylindrischen Kern auf,
an dessen Umfang Tragelemente angebracht sind, von denen Borsten radial abstehen.
In Drehrichtung der Bürstenschleifwalze gesehen befinden sich vor den Borsten Schleifbänder,
die mit radial verlaufenden Perforationen versehen sind, so daß sie während des
Arbeitsvorgangs in einzelne Streifen aufgetrennt werden. Um den Umfang einer solchen
Bürstenwalze sind natürlich viele Tragelemente mit Borsten und Schleifbändern hirtereinander
und nebeneinander angeordnet.
Vorteilhaft ist im Inneren der Bürstenwalze
jeweils ein Vorrat an Schleifbandinaterial vorgesehen, von dem weiteres Schleifbandmaterial
abgezogen werden kann, wenn das vorstehende Schleifbandinaterial zu weit abgenützt
ist. Nach dem Herausziehen eines solchen Vorratsstückes muß natürlich das abgenützte
Bandmaterial abgeschnitten werden.
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Selbstverständlich ist es möglich, die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren zugänglichen -lzoberflächen mit den an sich üblichen Mitteln zu beizen
oder zu färben. In Anbetracht der besonders ausgestatteten Oberflä#che hat sich
jedoch gezeigt, daß bestimmte Verfahrensweisen von besonderem Vorteil sind. So hat
es sich z.B. besonders bewährt, die Beize oder Farbe mittels Giesköpfen aufzutragen,
danach eine Vibrationsverdichtung mittels einer quer zur Vorschubrichtung des fIolzweptücks
liegenden Bürstenleiste auszufhren, welche in der Ebene der zu behandelnden Oberfläche
eine kleine kreisende Bewegung ausführt und danach über die zu behandelnde Oberfläche
in Faserrichtung einer Bürstenleiste zu führen. Die Bürstenleisten weisen Borsten
entweder aus Naturborsten oder synthetischen Borsten auf.
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Durch die Vibrationsverdichtung und das nachfolgende Bürsten wird
zunächst eine sehr gute Einarbeitung des Lack- oder Beizauftrag in bzw. auf die
Holzoberfläche unter Ausschluß von Blasen erreicht und danach eine Glättung des
Auftrags etwa in der Art eines Pinselauftrags erreicht.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn eine solche ein-
oder zweistufige Behandlung mit Beize oder Farbe, gegebenenfalls nach einer Zwischentrocknung
wiederholt wird. ~:#ur in Ausnahmefällen ist eine Mehrfachwiederholung notwendig.
Die Zwischentrocknung kann in Abhängigkeit von den Erfordernissen und den Betriebseinrichtungen
bei Raumtemperatur oder bei erhöhten Temperaturen erfolgen.
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Es werden hierbei die bei der Holztrocknung üblichen Temperaturen,
beispielsweise im Bereich von 60 bis 800C angewendet.
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Vor allem bei gebeizten Oberflächen hat es sich als sehr empfehlenswert
erwiesen, die nach ein- oder mehrfachem Farbauftrag, z.ß. mit Vibrationsverdichtung
und anschließender Bürstenbehandlung bearbeiteten Oberflächen einer Drahtbürstung,
insbesondere im Gleichlauf, zu unterwerfen. ISierzu werden Drahtborstenwalzen verwendet,
wobei die mit der Oberfläche des Holzes in Berührung gelangenden Borsten in der
gleichen Richtung wie die Vorschubrichtung des Holzes laufen.
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Anschließend kann noch eine Glättung mit Hilfe üblicher Glättebtirstenwalzen,
insbesondere mit Naturbo#'st en oder Lederstreifen und anschließend rittel.' #chwabbelscheiben
unter :#i#gabe von Wachs erfolgen.
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Insbesondere bei Holzoberflächen rnit Farbauftrag hat es sich ~#j
vorteilhaft erwiesen, dar nach der sich an die
Vibrationsbehandlung
anschlißenden Trocknung eine Schleifbehandlung mit einer pneumatischen Schleifwalze
erfolgt.
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Die pneumatische Schleifwalze besteht aus einem aufblasbaren Gummiwalzenkörper,
auf welchen in entspanntem Zustand ein ringförmiges ungeschlitztes Schleifband aufgeschoben
wird und auf der Schleifwalze durch Aufblasen derselben festgelegt wird. Infolge
der radialen Nachgibigkeit der Gummischleifwalze kann sich beim Schleifvorgang das
Schleifband sehr gut an Unebenheiten der Holzoberfläche anpassen.
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Anschließend an die Behandlung der Holzoberfläche mit der pneumatischen
Schleifwalze kann eine Schleifbehandlung mit wenigstens einer Bürstenschleifwalze
mit geschlitzten Köperschleifbändern der weiter oben beschriebenen Art erfolgen.
Eine besonders gute Oberfläche wird dann erhalten, wenn sich an die vorgenannte
Schleifbehandlung eine weitere Schleifbehandlung mit wenigstens einer weiteren Bürstenschleifwalze
mit ungeschlitzten Köperschleifbändern anschließt.
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Dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sowohl Vollholz, Sperrholz, Furnierholz
oder dergl., bei denen ein Unterschied in der Härte zwischen dem Früh- und dem Spätholz
besteht, unterworfen werden. Bevorzugt eignen sich für die Behandlung gemäß Erfindung
die Hölzer von Fichte, Tanne und Pinie.
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Wegen des zu erzielenden Struktureffektes sollte dabei nach Möglichkeit
kein Furnier verwendet werden, dessen Furnierstärke unter 0,5 mm liegt. Im Sinne
des erfindungsgemäßen Verfahrens haben sich Furniere mit einer Stärke von mehr als
einem, insbesondere mehr als zwei Millimeter als brauchbar erwiesen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, Holzprodukte mit besonders
schönen Maserungs- und Struktureffekten unter gleichzeitiger Ausbildung einer feinen
Oberfläche mit angenehmen Griff zu erhalten.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungabeispielen erläutert:
Für die Erzielung einer Naturholzoberfläche wird ein Fichtenholzbrett zunächst einer
Sandstrahlungsbehandlung unterworfen. Hierbei werden zweckm Sandstrahldüsen mit
rundem Austrittsquerschnitt verwendet, deren Durchmesser zwischen 5 und 10 mm betragen
kann. Die Sandstrahldüsen arbeiten mit einem Druck von 5 - 8 atü.
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Anschließend wird das Brett durch eine Schleifbehandlungsstation geführt,
in welcher in Vorschubrichtung des Bretts aufeinanderfolgend drei Bürstenschleifwalzen
mit geschlitzten Köperschleifbändern angeordnet sind, wobei die Köperschleifbänder
der ersten Walze eine Körnung von 60, der
zweite Walze eine Körnung
von loo und der dritten Walze eine Körnung von 150 aufweisen.
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Für die Erzielung einer Farboberfläche auf einem Fichtenholzbrett
sind zunächst die gleichen Stationen wie zur Erzielung einer flaturoberfläche vorgesehen.
Daran schließt sich dann eine Farbaufgießvorrichtung an. An die Farbaufgi#ßvorrichtung
schließt sich in Vorschubrichtung des iiolzbrettes eine quer zu seiner Vorschubrichtung
verlaufende Bürstenleiste mit einer Breite in Vorschubrichtung von etwa lo - 15
cm an. Diese Bürstenleiste wird etwa in Form kleiner Kreise bewegt. In Vorschubrichtung
des Holzbrettes nach der Vibrationsbürstenleiste folgt eine feststehende Bürste,
unter der das Holzbrett mit seiner zu behandelnden Oberfläche hindurchgeschoben
wird, um eine Ausrichtung des Farbauftrages zu erzielen. An die feststehende Bürstenleiste
schließt sich dann ein Trockentunnel von etwa 10 m Länge an, der auf 700C beheizt
ist.
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Bis zu dieser Behandlungsstation sind die Behandlungsstationen einer
Farbauftragstraße gleich mit derjenigen einer Beizauftragstraße. Die weiteren Behandlungsstationen
der Beizauftragstraße sollen weiter unten erläutert werden.
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Bei der Farbauftragstraße schließt sich an den Trockentunnel die oben
erwähnte pneumatische Schleifwalze , dann eine Bürstenschleifwalze mit geschlitzten
Köperschleifbändern
und eine Bürstenschleifwalze mit ungeschlitzten
Köperschleifbändern an.
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Bei einer Beizauftragstraße schließt sich an den ersten Trockentunnel
eine weitere Beizgitßeinrichtung mit nachfolgender Vibrationsbürste, feststehender
Bürste und einem weiteren Trockentunnel an. Danach folgen zwei im Gleichlauf laufende
Drahtborstenwalzen, eine im Gegenlauf laufende Glättungsbürste mit Naturborsten
und Lederstreifen und schließlich eine Schwabbelwalze mit Wachsauftrag.
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Zu seiner Behandlung wird das Holzbrett durch die verschiedenen Behandlungsstationen
mit einer Vorschubschwindigkeit von etwa 6 bis 8 m/min bewegt.
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Die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifwalzen beträgt etwa 12 m/sec.
bei einer Drehzahl von 700 Umdrehungen/min.
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Vorteilhaft können die Bürstenschleifwalzen und andere Behandlungsschleifwalzen
im Gegenlauf zueinander arbeiten, d.h. bei einer von benachbarten Bürsten können
die Borsten oder Schleifbänder in Vorschubrichtung des Holzwerkstücks über dessen
Oberfläche streichen, wohingegen bei der anderen Bürstenwalze deren Borsten, bzw.
Schleifbänder entgegen der Vorschubrichtung des Holzwerkstücks über dessen Oberfläche
streichen.
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Die Bürstenwalzen sind vorzugsweise mit ihrer Rotationsachse
parallel
zur behandelnden Oberfläche und senkrecht zur Faserrichtung des zu behandelnden
Holzwerkstücks angeordnet.
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Patent ansprüche