DE4213690A1 - Anwendung eines Verfahrens zur Verminderung der Rauhigkeit von Holzoberflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Anwendung eines Ver­ fahrens zur Verminderung der Rauhigkeit von Holzoberflächen mittels mindestens einer erwärmten, rotierenden Walze, die auf die zu behandelnde Oberfläche mit definiertem Druck im wesentlichen längs einer relativ zu dieser Oberfläche be­ wegten Linie einwirkt.

Die DE-Z Holztechnologie-Leipzig 29 (1988) 4, Seiten 178 bis 181, befaßt sich mit dem sogenannten "Thermoglätten" furnierter Möbelbauteile. Darunter versteht man die Be­ handlung der Oberflächen mittels erwärmter Walzen, die auf den zu behandelnden Oberflächen abrollen und dabei längs der Berührungslinie einen definierten hohen Druck ausüben. Es wird über Versuche berichtet, bei denen beidseitig furnierte Spanplatten durch den Walzenspalt eines Kalanders geschickt werden. Aufgrund der Versuche werden Vorschubge­ schwindigkeiten von 3-6 m/min und Walzentemperaturen von 180-200°C empfohlen. Bei einigen Furnierarten wurden verringerte Rauhtiefe, verbesserte "Griffigkeit" und er­ höhter "Glanzgrad" erzielt. Insbesondere wurde auch fest­ gestellt, daß der bisher stets erforderliche Lackzwischen­ schliff ohne Beeinträchtigung der Qualität entfallen und der zweite Lackauftrag eingespart werden konnte.

Abweichend von der erwähnten Druckschrift, in der durch den Begriff "Glätten" eine Verbesserung der Mikrostruktur be­ zeichnet wird, verwendet man den gleichen Begriff in Zu­ sammenhang mit der Furniertrocknung oft in einem anderen Sinne: Unter "Glätten" versteht man hier meistens eine Verbesserung der Makrostruktur eines Furnierblattes, und zwar die Vermeidung oder Beseitigung von wellen- oder beu­ lenförmigen Unebenheiten, die infolge von Schrumpfungsvor­ gängen bei der Furniertrocknung auftreten.

Eine "Glättung" in dem zuletzt genannten Sinne wird insbe­ sondere bei Rollen- oder Walzenbahntrocknern bewirkt, die zumeist für relativ dicke Furniere eingesetzt werden. Bei einem derartigen Trockner sind, wie z. B. in der DE-PS 24 03 506 beschrieben, längs der Förderbahn zahlreiche Rollen­ paare hintereinander angeordnet, bestehend je aus einer unteren und einer oberen Rolle. Das Furnierblatt durchläuft nacheinander die Spalte der einzelnen Rollenpaare, wobei jeweils die obere Rolle durch ihr Eigengewicht längs der Berührungslinie einen Druck auf das Furnier ausübt. Der Liniendruck liegt bei gebräuchlichen Rollentrocknern in der Größenordnung von 75-150 N/m. Durch diesen Liniendruck wird erreicht, daß die den Trockner verlassenden Furniere nahezu eben sind. Eine nennenswerte Verminderung der Ober­ flächenrauhigkeit wird nicht beobachtet.

Das Gleiche gilt auch für den in der DE-PS 7 58 580 be­ schriebenen Trockner, bei dem die Förderbahn innerhalb der Trockenkammer in zwei Teilstrecken unterteilt ist, von denen die erste mit einem Bandförderer und die zweite mit einem Rollenförderer ausgestattet ist.

Auch in der EP-B1-0 152 576 wird das Wort "Glätten" in dem Sinne verwendet, daß die Ausbildung einer welligen Makro­ struktur unterdrückt wird. Eingespannt zwischen zwei Förderbändern, die eine Anzahl von Walzen wechselseitig umschlingen, durchläuft das Furnierblatt die Trockenkammer längs einer annähernd sinusförmigen Bahn. Auf den bogen­ förmigen Bahnabschnitten an den einzelnen Walzen, die auch beheizt sein können, wirkt großflächig ein radialer Preß­ druck, der die Entstehung von Wellen oder Beulen nicht zuläßt. Der Druck liegt in der Praxis in der Größenordnung 1500-3000 N/m². Auch bei diesem Trockner wird die Rauhig­ keit der Furnieroberflächen nicht nennenswert beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Anwendungsbe­ reich des eingangs angegebenen Verfahrens zu erweitern und die erzielbaren Vorteile besser zu nutzen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verfahren auf Furnierblätter angewendet wird.

Die Furnierblätter erhalten durch die Behandlung verdich­ tete, seidenmatt glänzende Oberflächen. Es hat sich ge­ zeigt, daß durch die verbesserte Mikrostruktur der Ober­ flächen beim Verleimen des Furniers je nach Furnierart der Leimbedarf beträchtlich geringer ist. Einerseits durch die verringerte Leimmenge, andererseits durch die verdichtete Oberfläche - insbesondere bei harzreichen Hölzern - werden Leimdurchschläge vermieden. Durch den vergleichmäßigten Reibwert wird das Zusammenfügen der Furnierblätter er­ leichtert. Außerdem wird das nachträgliche Schleifen ganz oder teilweise eingespart, der Lackbedarf vermindert und die Lackaufnahme vergleichmäßigt. Eine Verbesserung der Makrostruktur kann als Nebeneffekt auftreten. Es versteht sich, daß die Anwendung des Verfahrens vorzugsweise für hochwertige Edelholzfurniere vorgesehen ist. Diese Furniere sind in aller Regel weniger als 1 mm dick.

Es wurde beobachtet, daß bei mindestens zweimaliger Druck­ einwirkung gemäß Anspruch 2 die Furnierblätter einen er­ höhten Glanz bekommen.

Eine für die großtechnische Anwendung besonders geeignete Ausführungsform ist in Anspruch 3 angegeben.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5 lassen sich beson­ dere Oberflächeneffekte erzielen.

Wenn der Liniendruck die in Anspruch 6 angegebene Unter­ grenze übersteigt, erreicht man in der Regel schon eine deutliche Verbesserung im Vergleich zur unbehandelten Oberfläche.

Für optimale Ergebnisse werden wesentlich höhere Linien­ drücke gemäß Anspruch 7 empfohlen. Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Anwendung des bekannten Verfahrens besteht darin, daß bei Furnierblättern - anders als bei­ spielsweise bei furnierten Spanplatten - bei derart hohen Drücken gearbeitet werden kann, ohne daß Schädigungen des Gefüges zu befürchten sind.

Bei den meisten Holzarten hat sich gezeigt, daß bei der Arbeitsweise gemäß Anspruch 8 selbst unter extrem hohen Drücken kaum Risse auftreten.

Wenn jedoch die Furnierblätter bei Quertransport dazu neigen, sich an eine Walze anzulegen und Wickel zu bilden, dann bietet die Arbeitsweise gemäß Anspruch 9 einen Ausweg. Dabei sind allerdings extrem hohe Drücke zu vermeiden.

Bei der Anwendung auf getrocknete Furnierblätter gemäß Anspruch 10 ist der für die Glättung erforderliche zu­ sätzliche Aufwand gering.

Gemäß Anspruch 11 erfolgt die Oberflächenbehandlung vor­ zugsweise im kontinuierlichen Durchlauf im Anschluß an die Trocknung.

In dem Geschwindigkeitsbereich gemäß Anspruch 12 ward ein guter Glätteffekt erzielt, ohne die Durchsatzleistung des Trockners allzusehr zu beeinträchtigen.

Bei der Anwendung auf ungetrocknete Furnierblätter gemäß Anspruch 13 wird der durch die Berührung mit den heißen Walzen bedingte Trocknungseffekt ausgenutzt.

Dabei wird zweckmäßig gemäß Anspruch 14 die Anzahl der Durchläufe an die Relativgeschwindigkeit angepaßt.

Der optimale Geschwindigkeitsbereich für die Behandlung feuchter Furnierblätter ist in Anspruch 15 angegeben.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfachter, schematischer Darstellungen.

Die Fig. 1-4 zeigen verschiedene Vorrichtungen zur Verminderung der Oberflächenrauhigkeit von Furnierblättern nach dem erfindungsgemäß anzuwendenden Verfahren.

Fig. 5 zeigt für ein Anwendungsbeispiel eine Trocknungs­ kurve.

Fig. 1 veranschaulicht einen Kalander mit zwei Walzen 1, 2, deren Durchmesser zwischen 300 und 600 mm liegt. Die Walzen sind geschliffen und poliert. Sie sind durch Thermo­ öl oder Dampf beheizbar, so daß ihre Oberflächentemperatur im Bereich von 160-250°C gehalten werden kann. Mittels einer nicht dargestellten Hydraulikvorrichtung ist der Liniendruck im Walzenspalt auf einen beliebigen Wert im Bereich von 3 × 10⁴ bis 5 × 10⁴ N/m einstellbar. Mit einem ebenfalls nicht dargestellten, einstellbaren Antrieb läßt sich die Drehzahl der Walzen variieren, so daß die Ober­ flächengeschwindigkeit auf einen Wert zwischen 10 und 40 m/min einstellbar ist. Mit dieser Geschwindigkeit rollen sie auf den beiden Oberflächen des in Faserrichtung oder quer zur Faserrichtung durchlaufenden Furnierblattes 3 ab. Das Furnierblatt ist vorher bis unter den Fasersättigungs­ punkt getrocknet worden, der in der Regel zwischen 20 und 40% Feuchte liegt.

Bei einer Verfahrensvariante rotieren die Walzen 1, 2 mit unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten, so daß mindestens eine der beiden Walzen auf der zugehörigen Furnieroberläche gleitet.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 4 ist unmittelbar hinter dem Ausgang eines Durchlauftrockners 5 angeordnet. Sie besteht aus zwei Walzenpaaren 6, 7 bzw. 8, 9. Die beiden oberen Walzen 6, 8 sind von einem Stahlband 10 umschlungen, die beiden unteren Walzen 7, 9 von einem Stahlband 11. Die Stahlbänder gewährleisten den sicheren Transport des auf 10-15% getrockneten Furnierblattes 12 von dem ersten Walzenpaar 6, 7 zu dem zweiten Walzenpaar 8, 9. Sie ändern aber nichts daran, daß der Walzendruck im wesentlichen längs einer Linie auf die beiden Furnierober­ flächen einwirkt. Der optimale Liniendruck muß für jede Holzart durch Versuche ermittelt werden. Er liegt meistens zwischen 1,5 und 4 × 10⁵ N/m. Unterhalb des Optimums ist der Effekt abgeschwächt, darüber besteht die Gefahr, daß sich Risse bilden.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 3 weist insgesamt sieben be­ heizte, antreibbare Walzen auf, und zwar vier Unterwalzen 13-16 und drei Oberwalzen 17-19, die zu den Unterwalzen auf Lücke angeordnet sind, so daß die Oberwalzen mit je zwei Unterwalzen enge Spalte bilden. Bei Vorrichtungen, die dazu bestimmt sind, gleichzeitig mit der Glättung eine Kontakttrocknung durchzuführen, ist die Anzahl der Walzen in der Praxis deutlich größer als bei der vereinfacht dar­ gestellten Vorrichtung gemäß Fig. 3. Die Unterwalzen 13-16 sind an einem Maschinengestell 20 gelagert, die Ober­ walzen 17-19 sind federnd an einer waagerechten, mittels Zylindern 21, 22 heb- und senkbaren Traverse angebracht. Die Absenkung der Traverse 23 ist durch einen einstellbaren Anschlag begrenzt, so daß die zwischen den Unterwalzen 13-16 und den Oberwalzen 17-19 bestehenden Spalte eine Mindestweite, die kleiner ist als die Furnierdicke, nicht unterschreiten. Ein endloses Förderband 24 umschlingt die einlaufseitige Unterwalze 13 und eine in der Zeichnung nicht dargestellte Umlenkwalze. Ein weiteres endloses Transportband 25 umschlingt die auslaufseitige Unterwalze 16 und eine nicht dargestellte weitere Umlenkwalze. In den Lücken zwischen benachbarten Unterwalzen 13-16 bzw. Ober­ walzen 17-19 sind Abweisbleche 26 angeordnet. Die Walzen­ anordnung ist von einem Gehäuse umschlossen, welches in der Zeichnung der Einfachheit halber nur symbolisch als Haube 27 dargestellt ist. Von der Haube 27 geht eine Absaug­ leitung 28 für die Brüden aus.

Die mit dem Förderband 24 zugeführten ungetrockneten Fur­ nierblätter werden quer zu ihrer Faserrichtung längs einer welligen Linie durch die Walzenanordnung transportiert. Die Abweisbleche verhindern die Entstehung von Wickeln. Die Furnierblätter durchlaufen mit einer Geschwindigkeit von maximal 6 m/min insgesamt sechs Walzenspalte, in denen sie längs einer Linie, die sich in Faserrichtung erstreckt, einem hohen Liniendruck ausgesetzt werden. Durch den Kontakt mit den beheizten Walzen werden sie gleichzeitig getrocknet.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 sind mehrere beheizte Walzen 29-34 in einem senkrecht stehenden Ständer 35 übereinander angeordnet. Mittels eines nicht dargestellten Antriebs sind sie antreibbar, so daß alle Walzen mit gleicher Oberflächengeschwindigkeit rotieren. Es ist aber auch möglich, die Walzen 29-34 mit abgestuften Ober­ flächengeschwindigkeiten anzutreiben, so daß jede der Walzen 30-34 mit geringfügig höherer Oberflächengeschwin­ digkeit rotiert als die darüber befindliche Walze. Bei einem Ausführungsbeispiel haben die Walzen unterschiedliche Oberflächenrauhigkeiten; vorzugsweise wechseln matte Walzen mit polierten Walzen ab. Mittels eines Preßluftzylinders 36 ist der Liniendruck in den Walzenspalten einstellbar. Der Preßluftzylinder 36 dient auch zum Anheben der Walzen im Rahmen von Reinigungs- und Wartungsarbeiten. In den obersten, durch die Walzen 29 und 30 gebildeten Walzenspalt ist eine Beschickungsvorrichtung 37 zum zuführen von Fur­ nierblättern gerichtet. Ein gekrümmtes Führungselement 38 umschließt mit Abstand die gegenüberliegende Seite der Walze 30, so daß zwischen Walze 30 und Führungselement 38 ein im Querschnitt etwa sichelförmiger Zwischenraum be­ steht. Entsprechende Führungselemente sind wechselseitig den Walzen 31-33 zugeordnet. Von dem untersten Walzen­ spalt geht ein Abführband 39 aus. In dem Zwischenraum zwischen der untersten Walze 34, deren Durchmesser nur etwa halb so groß ist wie der Durchmesser der übrigen Walzen, ist eine rotierende Bürste 40 angeordnet. Die turmartige Walzenanordnung ist von einem Gehäuse umschlossen, in Fig. 4 symbolisiert durch eine Haube 41, von der eine Absaug­ leitung 42 für die Brüden ausgeht.

Die Furnierblätter durchlaufen die insgesamt fünf Walzen­ spalte und die von den Führungselementen 38 begrenzten ge­ krümmten Wegstrecken quer zur Faserrichtung von oben nach unten und werden dabei gleichzeitig geglättet und getrock­ net.

In Fig. 5 ist auf der Abszisse die Anzahl n der Durchläufe eines Furnierblattes durch einen Walzenspalt aufgetragen, auf der Ordinate die Feuchte x in Prozent, bezogen auf das Darrgewicht, d. h. das Gewicht des absolut trockenen Holzes. Die dargestellte Trocknungskurve wurde bei einem Furnier­ blatt aus Eichenholz mit den Abmessungen (in mm) 1550 × 290 × 0,63 gemessen. Die Walzentemperatur lag bei etwa 220°C, die Transportgeschwindigkeit bei 12 m/min, der Liniendruck bei etwa 3 × 10⁴ N/m.

Claims (15)

1. Anwendung eines Verfahrens zur Verminderung der Rauhig­ keit von Holzoberflächen mittels mindestens einer rotie­ renden erwärmten Walze, die auf die zu behandelnde Ober­ fläche mit definiertem Druck im wesentlichen längs einer relativ zu dieser Oberfläche bewegten Linie einwirkt, auf Furnierblätter.

2. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Furnierblatt mindestens zweimal hintereinander der Druckeinwirkung ausgesetzt wird.

3. Anwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Furnierblätter mindestens einen von zwei Walzen gebildeten Spalt durchlaufen.

4. Anwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Walzen mit unterschiedlichen Oberflächenge­ schwindigkeiten rotieren.

5. Anwendung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die verschiedenen Walzen unterschied­ liche Oberflächenrauhigkeiten haben.

6. Anwendung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit einem Liniendruck von mindestens 10⁴ N/m gearbeitet wird.

7. Anwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Liniendruck von mindestens 10⁵ N/m gearbeitet wird.

8. Anwendung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einwirkungslinie sich in Faser­ richtung erstreckt.

9. Anwendung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einwirkungslinie sich quer zur Faserrichtung erstreckt.

10. Anwendung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zu behandelnden Furnierblätter vorher getrocknet werden.

11. Anwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung der Furnierblätter im An­ schluß an die Trocknung im kontinuierlichen Durchlauf erfolgt.

12. Anwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufgeschwindigkeit 12-20 m/min beträgt.

13. Anwendung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zu behandelnden Furnierblätter ungetrocknet sind.

14. Anwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnete daß die Anzahl der Druckeinwirkungen mindestens gleich der in m/min gemessenen Relativgeschwindigkeit zwischen der Furnieroberfläche und der Einwirkungslinie ist.

15. Anwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeit 6-12 m/min beträgt.