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 Messerringoder
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.