DE2527564B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines der natuerlichen Struktur entsprechenden Reliefs an der Oberflaeche von Holz - Google Patents

Description

• Die Erfindung beruht auf der Idee, daß Holz zuerst selektiv in den Bereichen des weichen Frühholzes und auch nur in einer dem späteren Relief entsprechenden Tiefe von ca. 2 - 3 mm zu schwächen, bevor es gebürstet und dadurch in den geschwächten Bereichen abgetragen wird. Aufgrund der Schwächung lassen sich die geschwächten, weichen Holzzellen beim Abtragen bzw. Bürsten, bei dem eine gänzliche Zerstörung der Holzzellen erfolgt, sehr viel leichter und glatter als bisher aus dem Holzverbund lösen. Dies ist der Grund dafür, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren außergewöhnlich tiefe, von jeder Rauhheit praktisch freie Reliefs erhalten werden können. Holzoberflächen mit solchen tiefen Reliefs entfalten nicht nur eine besonders intensive ästhetische Wirkung, wenn sie z. B. zur Verkleidung oder Vertäfelung benutzt werden, sondern eignen sich vorzüglich auch zur Herstellung von Sichtbeton, der die natürliche Struktur des Holzes in einer ungewöhnlich starken Ausprägung wiedergibt. Wegen der Tiefe der mit der Erfindung erhaltenen Reliefs können entsprechende Schalformen mehrfach wiederholt eingesetzt werden, ohne daß die optische Wirkung der Sichtflächen Einbußen erleidet.
• An sich wäre es auch denkbar, die zuvor erläuterte selektive Schwächung durch Einwirkung eines chemischen Mittels zu erzielen. Abgesehen von den entsprechenden Handhabungsschwierigkeiten hätte ein solches Vorgehen jedoch den Nachteil, daß das Mittel nach Fertigstellung des Reliefs vollständig wieder aus dem Holz entfernt werden müßte, um möglicherweise nachteilige chemische Reaktionen bei der anschließenden Weiterbehandlung des Holzes, z. B. beim Beizen oder - im Falle von Furnieren - beim Aufkleben derselben zu vermeiden. Gemäß der Erfindung wird deshalb das weiche Holz durch Wärmeeinwirkung geschwächt. Die Schwächung beruht hierbei auf einem sehr weitgehenden Wasserentzug, durch den die Holzzellen ihre flexibilität und Festigkeit verlieren. In üblicher Weise vorgetrocknetes Holz hat noch einen Feuchtigkeitswert von ca. 11-14%. Durch die Erwärmung beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser Feuchtigkeitswert bis fast auf 0, also bis kurz vor den Punkt herabgesetzt, bei dem Verkohlung der Holzzellen durch vollständigen Wasserentzug einsetzt.
• Die selektive Wirkung beruht hierbei darauf, daß das harte Spätholz die Verdunstung des Wassers unter Wärmeeinwirkung bei weitem nicht in dem Maße wie das weiche Frühholz zuläßt. Das anschließende Bürsten ist deshalb im erwärmten Zustand des Holzes notwendig, weil anderenfalls das Holz aufgrund seiner hygroskopischen Natur zwischenzeitlich wieder Feuchtigkeit aufnehmen würde.
• Im allgemeinen wird man beim erfindungsgemäßen Verfahren vermeiden wollen, daß die erläuterte Verkohlung eintritt. Das Eintreten hängt unter der Voraussetzung einer bestimmten Einwirkungszeit der Wärme von der Temperatur ab, auf die die Oberfläche des Holzes erwärmt wird. Die zur Vermeidung der Verkohlung geeignete Temperatur läßt sich leicht an Hand der optischen Veränderungen der Holzoberfläche abschätzen, die bei Verkohlung auftreten. Man wird also eine Temperatur wählen, bei der noch keine optischen Veränderungen der Oberfläche wahrnehmbar sind. Will man zur Erzielung besonderer optischer Effekte jedoch eine gewisse Verkohlung erreichen, kann die Holzoberfläche natürlich auch auf eine höhere Temperatur erwärmt werden. Unter dem Gesichtspunkt einer ausreichenden Schwächung des weichen Holzes und einer Vermeidung der Verkohlung hat sich eine Erwärmung der Holzoberfläche auf eine Temperatur zwischen 650C und 80°C als besonders zweckmäßig erwiesen.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren soll das Holz zur Schonung nur an der Oberfläche bzw. den Oberflächen, die mit einem Relief zu versehen sind, und dort nur in der zur Herausarbeitung des Reliefs notwendigen Tiefe erwärmt werden. Dies läßt sich am einfachsten und genauesten bei einer Erwärmung durch Wärmestrahlung einhalten.
• Auf Grund der vorherigen Schwächung des weichen Holzes kann beim erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich kürzer als beim bekannten Verfahren ge- bürstet werden. Für das Bürsten genügt ein einziger Arbeitsgang, wobei zur Erzielung der größtmöglichen Wirkung am besten in Faserrichtung des Holzes gebürstet wird. Außerdem wird zweckmäßigerweise mit rotierender Bewegung gebürstet, weil dann besonders gleichmäßige Ergebnisse erzielt werden. Die bei der Erfindung vorher erfolgte Schwächung erlaubt es ferner, daß zur Verkürzung des Bürstvorganges bei gleichzeitiger Erzielung einer besonders feinen Oberfläche zuerst grob und/oder hart vorgebürstet und dann fein und/oder weich nachgebüstet wird. Durch das Vorbürsten wird das weiche Holz besonders rasch entfernt, während das Nachbürsten die feine, nicht rauhe Oberfläche gewährleistet.
• Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens mit einer Transporteinrichtung für Bretter oder Platten aus Holz und mit mindestens einer der Transporteinrichtung zugeordneten Bürstmaschine zur Bearbeitung mindestens einer Oberfläche der Bretter oder Platten, welche erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Transporteinrichtung unmittelbar vor der Bürstmaschine eine Heizeinrichtung zur Erwärmung jeder zu bearbeitenden Oberfläche zugeordnet ist.
• Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das neue Verfahren in einem kontinuierlichen Arbeitsgang ausgeführt werden, wobei insbesondere auch sichergestellt ist, daß die Bretter oder Platten im noch erwärmten Zustand zur Bürstmaschine gelangen.
• Die Heizeinrichtung ist zweckmäßigerweise durch z.B. elektrische Infrarotstrahler gebildet. Mit diesen läßt sich die bevorzugte Erwärmung durch Wärmestrahlung am einfachsten erreichen.
• Die Bürstmaschine kann eine mit der Drehachse quer zur Transportrichtung ausgerichtete Bürstenwalze umfassen, unter oder über welcher die Bretter oder Platten mit der Faserrichtung in Transportrichtung liegend durch die Transporteinrichtung entlanggeführt werden. In weiterer Ausgestaltung kann der Bürstmaschine eine weitere Bürstmaschine nachgeschaltet sein, deren Bürstenwalze feinere und/oder weichere Borsten als die der ersten Bürstmaschine aufweist.
• Im folgenden ist die Erfindung an Hand einer in der einzigen Zeichnungsfigur schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
• Die in der Figur gezeigte Vorrichtung dient zum Erzeugen von Reliefs an einer Oberfläche von Holzbrettern. Die Vorrichtung umfaßt eine Transporteinrichtung 1 mit einem Gestell 2, an welchem an der Aufgabestelle eine Umlenktrommel 3 und an der Abgabe stelle eine Umlenktrommel 4 gelagert ist. Zwischen den Umlenktrommeln 3 und 4, von denen eine in nicht näher gezeigter Weise angetrieben ist, läuft ein hitzebeständiger Drabtglieder-Fördergurt 5 in einer Richtung um, bei welcher sich sein Obertrum in Transportrichtung von der Aufgabe- zur Abgabestelle bewegt. Zu transportierende Holzbretter 6 werden mit ihrer Längsrichtung in Transportrichtung weisend auf den Fördergurt 5 aufgelegt. Dieser ist so breit, daß jeweils mehrere Holzbretter 6 nebeneinander transportiert werden können.
• In Transportrichtung hinter der Aufgabestelle bzw.
• der Umlenktrommel 3 sind mit Abstand über dem Obertrum des Fördergurtes 5 und unmittelbar nebeneinander zwei auf den Fördergurt gerichtete elektrische Infrarotstrahler 7 angeordnet. Beide Infrarotstrahler überspannen die gesamte Breite des Fördergurtes und sind für eine gleichmäßige Verteilung der abgegebenen Strahlung in Quer- und Längsrichtung des Fördergurtes ausgelegt. Mit den Infrarotstrahlern 7 wird die nach oben weisende Oberfläche der auf dem Fördergurt 5 liegenden Holzbretter 6 erwärmt, wenn diese auf dem Fördergurt unter den Infrarotstrahlern 7 entlangtransportiert werden.
• In Transportrichtung unmittelbar hinter den Infrarotstrahlern 7 ist der Transporteinrichtung 1 eine erste Bürstmaschine 8 mit einer rotierenden Bürstenwalze 9 zugeordnet. Die Bürstenwalze befindet sich über dem Übertrum des Fördergurtes 5 und ist mit ihrer Drehachse quer zur Transportrichtung ausgerichtet. Sie hat relativ harte Borsten, die aus einem mit Kunststoff ummantelten Stahlkern bestehen. Die Holzbretter 6 auf dem Fördergurt 5 werden der rotierenden Bürstenwalze 9 zugeführt und von dieser an der obenliegenden, erwärmten Oberfläche in der mit der Längsrichtung der Holzbretter zusammenfallenden Faserrichtung gebürstet.
• Der ersten Bürstmaschine 8 ist eine zweite, gleichartige Bürstmaschine 10 ebenfalls mit einer in Querrichtung ausgerichteten, rotierenden Bürstenwalze 11 nachgeschaltet. Die Bürstenwalze 11 hat jedoch gegenüber der Bürstenwalze 9 feinere und weichere Borsten, die ausschließlich aus Kunststoff bestehen.
• Im Betrieb der Vorrichtung werden an der Aufgabe stelle bei der Umlenktrommel 3 laufend glattgehobelte und in üblicher Weise in einer Trockenkammer auf einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 11 und 14% vorgetrocknete Holzbretter 6 auf den Fördergurt 5 aufgelegt. Beim anschließenden Durchlauf unter den Infrarotstrahlern 7 wird die obenliegende Oberfläche der Holzbretter 6 in einer Tiefe von 2-3 mm auf eine Temperatur zwischen 65 und 80° C erwärmt. Die Holzbretter mit der noch erwärmten Oberfläche werden unmittelbar anschließend vom Fördergurt 5 unter die Bürstenwalze 9 geschoben, wo durch deren Bürstwirkung in Faserrichtung das weiche und durch die Erwärmung geschwächte Frühholz an der Oberfläche aus dem Holzverbund gelöst und dadurch ein Relief an der Oberfläche erzeugt wird. Es schließt sich ein feines Nachbürsten mit der Bürstenwalze 11 an, durch welches alle Rauhigkeiten der reliefartigen Oberfläche beseitigt werden. Die fertigbearbeiteten Holzbretter werden an der Abgabestelle bei der Umlenktrommel 4 vom Fördergurt abgenommen.
• Die Temperatur, auf die die Oberfläche der Holzbretter erwärmt wird, und die Tiefe der Erwärmung hängt von der Heizleistung der Infrarotstrahler, ihrem Abstand von den Holzbrettern und der Verweilzeit der Holzbretter unter den Infrarotstrahlern d. h. von der Ausdehnung der Infrarotstrahler in Transportrichtung und der Transportgeschwindigkeit des. Fördergurtes, ab. Als geeignet hat sich eine Anordnung erwiesen, bei der die Infrarotstrahler insgesamt eine Heizleistung von 18 Kilowatt haben, einen Abstand von 8- 10 cm zur Oberfläche der Holzbretter aufweisen und in Transportrichtung eine Ausdehnung von 1,20m bei einer Transportgeschwindigkeit von 2,00 m pro Minute haben. Wünscht man unter Beibehaltung der Erwärmungstemperatur eine größere Erwärmungstiefe, müssen der Abstand der Infrarotstrahler zur Oberfläche der Holzbretter und die Einwirkungszeit vergrößert werden. Im übrigen sind Einzelheiten der Bemessung leicht durch Versuche zu ermitteln. Das gleiche gilt für die geeignete Drehzahl bzw. besser Umfangsgeschwindigkeit der Bürstenwalzen 9 und 11, die auf Holzart und Transportgeschwindigkeit abzustimmen ist. Im allgemeinen liegen die Drehzahlen bei der Transportgeschwindigkeit von 2 m/Min. und bei einem Bürstenwalzen-Durchmesser von ca. 30cm zwischen 1200 und 1800 Umdrehungen/Minute.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Erzeugen eines der natürlichen Struktur entsprechenden Reliefs an der Oberfläche von Holz, bei welchem die Oberfläche mechanisch gebürstet wird. dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche auf mindestens 50"C erwärmt und dann im erwärmten Zustand gebürstet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche auf eine Temperatur zwischen 65"C und 800C erwärmt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche durch Wärmestuhlung erwärmt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst grob und/oder hart vorgebürstet und dann fein und/oder weich nachgebürstet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit rotierender Bewegung gebürstet wird.
6. 6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Transporteinrichtung für Bretter oder Platten aus Holz, welcher mindestens eine Bürstmaschine zur Bearbeitung mindestens einer Oberfläche der Bretter oder Platten zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung (1) unmittelbar vor der Bürstmaschine (8) eine Heizeinrichtung (7) zur Erwärmung jeder zu bearbeitenden Oberfläche zugeordnet ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung durch Infrarotstrahler (7) gebildet ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstmaschine (8) eine mit der Drehachse quer zur Transportrichtung ausgerichtete Bürstenwalze (9) umfaßt.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstmaschine (8) eine weitere Bürstmaschine (10) nachgeschaltet ist, deren Bürstenwalze (11) feinere und/oder weichere Borsten als die Bürstenwalze der ersten Bürstmaschine aufweist.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines der natürlichen Struktur entsprechenden Reliefs an der Oberfläche von Holz, bei welchem die Oberfläche mechanisch gebürstet wird.

   ekanntlich zeigen die Oberflächen von Holzbrettern oder -platten eine den Jahresringen des Holzes entsprechende linienhafte Struktur, bei welcher Bereiche aus hartem Spätholz und Bereiche aus weichem Frühholz von Jahresring zu Jahresring abwechselnd nebeneinander liegen. Man benutzt diese Eigenschaft schon seit längerer Zeit dazu, ein der natürlichen linienhaften Struktur entsprechendes, sehr schönes Relief an der Holzoberfläche zu erzeugen, indem man - dem Vorbild der Verwitterung durch Wind und Wetter folgend - das weiche Frühholz an der Oberfläche in gewißer Tiefe abträgt, während das harte Spätholz zur Bildung der erhabenen Bereiche des Reliefs stehenbleibt.

   Zur Erzeugung solcher Keliefs an Holzoberllächen sind bisher zwei mechanische Verfahren bekanntgeworden. Bei dem einen Verfahren wird die Holzoberfläche gesandstrahlt. Dies ist sehr aufwendig und erzeugt viel Schmutz. Außerdem ist es unvermeidlich, daß Sandkörner im Holz stecken bleiben, die dann zur Erzielung eines guten Aussehens der Holzoberfläche in einem besonderen Arbeitsgang wieder entfernt werden müssen. Bei dem anderen Verfahren wird die Holzoberfläche mechanisch gebürstet, vgl.

   DT-OS 23 58 045 und DT-OS 23 04 439. Hierdurch wird das weiche Frühholz aus dem Holzverband gelöst, während das harte Spätholz der mechanischen Einwirkung des Bürstens einen größeren Widerstand entgegensetzt und im Vergleich zum Frühholz länger stehenbleibt. Bei beiden Verfahren ist die erzielbare Relieftiefe begrenzt, weil bei längerer Einwirkung des Sandstrahles oder der Bürste natürlich auch das harte Spätholz angegriffen wird. Außerdem bleibt aufgrund des rein mechanischen Herauslösens des weichen Frühholzes eine relativ rauhe, wenig gefällige Oberfläche zurück.

   Gemäß der DT-OS 23 58 045 erfolgt das Bürsten z. B. eines Brettes mit einer Anordnung, welche mehrere parallele, angetriebene Bürstenwalzen mit relativ harten Borsten umfaßt. Unterhalb der Bürstenwalzen ist eine Transporteinrichtung mit einem Fördergurt vorgesehen, dessen Transportrichtung quer zu den Drehachsen der Bürstenwalzen verläuft. Auf dem Fördergurt wird das Brett in Längsrichtung seines Faserverlaufes oder in einem spitzen Winkel hierzu an den Bürstenwalzen entlang bewegt und dadurch mit rotierender Bewegung gebürstet.

   Bei einer anderen, aus der DT-OS 23 04439 bekannten Anordnung sind statt der Bürstenwalzen Tellerbürsten vorgesehen, welche mit einer ebenen, rotierenden Wirkfläche parallel an der zu bürstenden Holzoberfläche angreifen. Hierdurch wird im Gegensatz zu der vorgenannten Anordnung eine Bürstwirkung in allen Richtungen relativ zum Faserverlauf des Holzes erzielt, welche ein feineres Relief ergeben soll.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Erzeugung einer Relief-Oberfläche durch Bürsten so auszugestalten, daß mit ihm trotz eines möglichst noch verringerten Zeitaufwandes für seine Durchführung sehr tiefe und von jeder Rauhheit freie Reliefs erzielt werden können. Es soll ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

   Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Holzes auf mindestens 500C erwärmt und anschließend im erwärmten Zustand gebürstet wird.