EP3285979B1 - Verfahren zum herstellen von platten, scheiben und anderen körpern aus birkenrindenstücken - Google Patents

Verfahren zum herstellen von platten, scheiben und anderen körpern aus birkenrindenstücken Download PDF

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EP3285979B1
EP3285979B1 EP16739013.7A EP16739013A EP3285979B1 EP 3285979 B1 EP3285979 B1 EP 3285979B1 EP 16739013 A EP16739013 A EP 16739013A EP 3285979 B1 EP3285979 B1 EP 3285979B1
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    • B27M3/0013—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles
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    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
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    • B27K3/15—Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/06—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to wood

Definitions

  • the invention relates to advantageous processing of birch bark pieces into slabs, disks and other bodies with improved surface.
  • the WO 95/31710 A1 describes a method for determining the quality parameters of cellulose fibers before, during and also after their processing into final products. Birch wood and birch bark mulch was also investigated.
  • an adhesive composition which comprises water-soluble carbohydrates derived from a lignocellulosic material and phenolic compounds provided by an extract of bark, wood or nutshells.
  • the WO 2012/038594 A1 describes a composite material and a method of making it using wood fiber or wood fiber containing materials and a polymer.
  • the composite material is characterized by improved properties such as increased surface hardness, scratch resistance and other strength properties, low hygroscopicity and biological resistance to fungi and insects.
  • the birch bark pieces are alternately stacked rotated by 90 ° corresponding to the main fiber direction and glued into a block. By layering with changing fiber direction a higher strength is achieved.
  • a further advantageous embodiment provides that in the birch bark pieces before the binder wetting in the area a plurality of holes or through holes are introduced by selective impressions, punching or drilling.
  • the object of the invention is to improve the surfaces of the plates made of birch bark, profiles and body.
  • the invention proposes that the binder is added as filler dust from birch bark.
  • the dust as well as the birch bark has antiseptic effect.
  • Dust with a grain size of less than 0.35 mm is preferably used.
  • the proportion of the dust should not exceed 40% by weight of the binder.
  • the binder used is preferably an adhesive.
  • the birch bark pieces are brushed on both sides in a preferred embodiment prior to wetting with binder, so that the birch bark pieces have perforations.
  • the layered body is a block which consists of layers of birch bark pieces stacked on top of one another, wherein at least one layer is composed over its entire area of pieces of birch bark.
  • the main fiber direction of the birch bark pieces of each layer is rectified and superimposed layers have an offset of 90 ° in the main fiber direction.
  • the thus prepared block of birch bark layers is dissected by cutting at an angle ( ⁇ ) to the surface of the layers along cutting lines in slices or plates or bodies, wherein the cut surfaces form the useful surface.
  • ⁇ is preferably 90 ° and the cutting lines are parallel and at equal intervals.
  • Such plates or slices can then be glued to achieve a larger usable space on a substrate.
  • support materials wood, wood materials, plastics, metals, screed, etc. are suitable.
  • plates, tiles or planks prepared by the described method, used in damp areas and so-called "barefoot zones”. These can be shower mats or floors, floors or even wall coverings, room dividers or furniture, etc. Especially in bath, shower and sauna areas, bacterial and fungal transmission is prevented by the antiseptic effect of the birch bark. In addition, there is a very high slip resistance as well as the tactile effect on contact of the usable surfaces by the human skin.
  • Sliced prismatic bodies may be mechanically processed into cylindrical or spherical or other bodies or combinations thereof and provided with a bore or blind bore so that they can be used as a handle for use by the human hand.
  • the Fig. 1 shows a block 1 of the stacked layers 2.1 - 2.n consists of birch bark pieces 3, wherein the majority of the layers 2 are composed over the entire surface of Birkenrinden Divisionen 3. This can be seen in the uppermost layer 2.n.
  • the illustration shows the principle why the layers 2.1 - 2.n were represented by straight lines. Since the birch bark pieces 3 have different thicknesses and are not even in itself, the natural shape is slightly wavy, with some compensation takes place when curing under pressure.
  • the main fiber direction of the birch bark pieces 3 of each layer 2 is rectified and superimposed layers 2.1 - 2.2 to 2.n-1 - 2.n have an offset of 90 ° in the main fiber direction.
  • the cut birch bark pieces 3 have been brushed on both sides before wetting with binder so that the birch bark pieces 3 have perforations.
  • the binder used has dust from birch bark as a filler, the dust having a particle size of less than 0.35 mm and its weight fraction is preferably between 4 and 40% by weight of the binder.
  • the birch bark pieces 3 of each layer 2 are adhesively bonded to the respective underlying layer 2.
  • the first layer 2.1 is arranged on a carrier.
  • the block 1 can be trimmed before being further processed into slices 4 or plates or other bodies by at least one cut or brought into a dimensionally stable shape.
  • the block 1 of birch bark layers 2.1 - 2.n is separated by cuts at an angle ⁇ to the surface of the layers 2.1 - 2.n guided along sections 5 in slices 4 with the dimension length L, width B and height H, where ⁇ here 90 °, d. H. they are vertical cuts.
  • the usable area is formed by the cut surface.
  • Such discs 4 or plates can then be glued to achieve greater usable space in shock on a substrate.
  • prismatic bodies can also be cut out, which can be used as profiles or mechanically processed into cylindrical or spherical or other bodies or combinations thereof.
  • cylindrical spherical or other body can be used as handles, in which they are attached, for example, a Erl.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Wood Science & Technology (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Description

  • Verfahren zum Herstellen von Platten, Scheiben und anderen Körpern aus Birkenrindenstücken, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus dem Dokument DE102008032940A1 bekannt.
  • Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Verarbeitung von Birkenrindenstücken zu Platten, Scheiben und anderen Körpern mit verbesserter Oberfläche.
  • Das Herstellen von Paletten oder ähnlichen Gegenständen aus zellulosen Materialien und auch direkt aus Birkenrinde ist bekannt.
  • So wird in der US 4 221 751 A ein Verfahren beschrieben, bei dem Papierfabrikschaum mit Fasermaterial verstärkt wird, um Formen herzustellen.
  • Die WO 95/31710 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Qualitätsparameter von Zellulosefasern vor, während und auch nach deren Verarbeitung zu Finalprodukten. Dabei wurde auch Birkenholz - und Birkenrindemulch untersucht.
  • Aus der DE 698 23 338 T2 ist eine Klebstoffzusammensetzung bekannt, die umfasst wasserlösliche Kohlenhydrate, die sich von einem Lignocellulosematerial ableiten und Phenolverbindungen, die durch einen Extrakt aus Rinde, Holz oder Nussschalen bereitgestellt werden.
  • Die WO 2012/038594 A1 beschreibt ein Compositematerial und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem Holzfasermaterial oder Holzfasern enthaltene Materialien und ein Polymer Verwendung finden. Das Compositematerial zeichnet sich durch verbesserte Eigenschaften aus wie erhöhte Oberflächenhärte, Kratzfestigkeit und andere Festigkeitseigenschaften, eine niedrige Hygroskopizität und eine biologische Widerstandsfähigkeit gegen Pilze und Insekten.
  • Ferner wird eine antibakterielle Wirkung erreicht. Verwendet wird auch hier u. a. Birkenrinde.
  • Aus der DE 10 2008 032 940 B4 ist ein Verfahren bekannt, bei dem
    • Birkenrinde möglichst großstückig vom Baum abgeschält, nach Größe sortiert und die äußerste Schichtlage entfernt wird,
    • größere Birkenrindenstücke nach Größengruppen sortiert und auf ein jeweils einheitliches Flächenmaß geschnitten werden,
    • die Birkenrindenstücke mindestens teilweise mit einem Bindemittel benetzt und anschließend geschichtet und unter definiertem Druck zu einem Schichtkörper ausgehärtet,
    • und danach aus dem Schichtkörper durch mechanische Bearbeitung Platten, Profile und Körper geformt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden die Birkenrindenstücke nach der Bindemittelbenetzung entsprechend der Hauptfaserrichtung abwechselnd jeweils um 90° gedreht gestapelt und zu einem Block verklebt. Durch die Schichtung mit wechselnder Faserrichtung wird eine höhere Festigkeit erreicht.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass in die Birkenrindenstücke vor der Bindemittelbenetzung in die Fläche eine Vielzahl von Löchern oder Durchgangslöchern durch punktuelles Eindrücken, Einstanzen oder Bohren eingebracht werden.
  • Damit soll eine höhere Festigkeit, auch innerhalb der Birkenrindenschicht erzielt werden, was aber den Nachteil hat, dass dadurch die Oberfläche der Platten, Profile und Körper Unregelmäßigkeiten, sowohl haptischer als auch visueller Natur aufweisen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Oberflächen der aus Birkenrinde hergestellten Platten, Profile und Körper zu verbessern.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand er Unteransprüche. Die Ansprüche 10 und 11 benennen Verwendungen.
  • Für ein Verfahren zum Herstellen von Platten, Scheiben und anderen Körpern aus Birkenrindenstücken, von denen die äußere Schicht entfernt, die auf ein Flächenmaß zugeschnitten, die mit einem Bindemittel mindestens teilweise benetzt, anschließend geschichtet und unter einem definierten Druck zu einem Schichtkörper aushärten, der mechanisch bearbeitet wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass dem Bindemittel als Füller Staub aus Birkenrinde beigemischt wird.
  • Das hat den Vorteil, dass Hohlräume und Unebenheiten ausgeglichen werden mit einem Farbstoff der Birkenrinde, was die Qualität der Nutzfläche nach der mechanischen Bearbeitung des Schichtkörpers deutlich erhöht.
  • Zum anderen hat der Staub ebenso wie die Birkenrinde antiseptische Wirkung.
  • Bevorzugt findet dabei Staub mit einer Korngröße kleiner 0,35 mm Verwendung.
  • Der Anteil des Staubes sollte 40 Gew.% des Bindemittels nicht übersteigen.
  • Als Bindemittel wird bevorzugt ein Kleber eingesetzt.
  • Die Birkenrindenstücke werden in einer bevorzugten Ausführung vor dem Benetzen mit Bindemittel beidseitig gebürstet, so dass die Birkenrindenstücke Perforationen aufweisen.
  • Auf diese Weise wird ein maximaler nicht oder schlecht verleimbarer Birkenrindenanteil entfernt, so dass der Schichtkörper eine erhöhte Festigkeit erhält.
  • In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schichtkörper ein Block ist, der aus übereinandergeschichteten Lagen aus Birkenrindenstücken besteht, wobei mindestens eine Lage vollflächig aus Birkenrindenstücken zusammengesetzt wird. Durch das Zusammenfügen von Lagen aus Birkenrindenstücken erhöht sich die Ausbeute an nutzbarer Birkenrinde beträchtlich. Ferner besteht die Möglichkeit, die Blöcke in der Länge Breite und Höhe mit Blick auf die gewünschte Nutzfläche auszulegen.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn die Hauptfaserrichtung der Birkenrindenstücke jeder Lage gleichgerichtet ist und aufeinanderliegende Lagen einen Versatz von 90° bei der Hauptfaserrichtung aufweisen.
  • Der so gefertigte Block aus Birkenrindenlagen wird durch in einem Winkel (α) zur Fläche der Lagen geführte Schnitte entlang von Schnittlinien in Scheiben oder Platten oder Körper zerlegt, wobei die Schnittflächen die Nutzfläche bilden. Zum Erhalt von Scheiben oder Platten ist (α) bevorzugt 90° und die Schnittlinien liegen parallel und weisen gleiche Abstände auf.
  • Solche Platten oder Scheiben können dann zur Erzielung größerer Nutzflächen auf ein Trägermaterial aufgeklebt werden. Als Trägermaterialien sind Holz, Holzwerkstoffe, Kunststoffe, Metalle, Estrich usw. geeignet.
  • Bevorzugt werden Platten, Fliesen oder Dielen, hergestellt nach dem beschriebenen Verfahren, in Feuchtraumbereichen und sogenannten "Barfußzonen" eingesetzt. Das können Duschmatten oder -böden, Fußböden oder auch Wandverkleidungen, Raumteiler oder Möbel usw. sein. Gerade in Bad-, Dusch- und Saunabereichen wird durch die antiseptische Wirkung der Birkenrinde Bakterien- und Pilzübertragungen vorgebeugt. Hinzu kommt eine sehr hohe Rutschfestigkeit sowie die haptische Wirkung bei Berührung der Nutzflächen durch die menschliche Haut.
  • Durch Schnitte hergestellte prismatische Körper können mechanisch zu zylinderförmigen oder kugelförmigen oder anderen Körpern oder Kombinationen daraus weiterverarbeitet und mit einer Bohrung oder Sacklochbohrung versehen werden, so dass sie als Griff zur Benutzung durch die menschliche Hand einsetzbar sind.
  • Bewährt haben sich z. B. Türgriffe oder auch Besteckgriffe. Diese sehen nicht nur gut aus, sondern sind rutschfest, ph-neutral und wirken antibakteriell, pilzhemmend und antiviral.
  • Die Erfindung soll anhand der Zeichnung erläutert werden.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Block 1 der aus übereinandergeschichteten Lagen 2.1 - 2.n aus Birkenrindenstücken 3 besteht, wobei die Mehrzahl der Lagen 2 vollflächig aus Birkenrindenstücken 3 zusammengesetzt sind. Dies ist bei der obersten Lage 2.n ersichtlich.
  • Die Darstellung zeigt das Prinzip, weshalb die Lagen 2.1 - 2.n durch gerade Linien dargestellt wurden.
    Da die Birkenrindenstücke 3 unterschiedliche Dicken aufweisen und auch in sich nicht eben sind, ist die natürliche Form leicht wellenförmig, wobei beim Aushärten unter Druck ein gewisser Ausgleich stattfindet.
  • Die Hauptfaserrichtung der Birkenrindenstücke 3 jeder Lage 2 ist gleichgerichtet und aufeinanderliegende Lagen 2.1 - 2.2 bis 2.n-1 - 2.n weisen einen Versatz von 90° bei der Hauptfaserrichtung auf.
  • Die zugeschnittenen Birkenrindenstücke 3 sind vor dem Benetzen mit Bindemittel beidseitig gebürstet worden, so dass die Birkenrindenstücke 3 Perforationen aufweisen.
  • Das eingesetzte Bindemittel weist als Füller Staub aus Birkenrinde auf, wobei der Staub eine Korngröße kleiner 0,35 mm besitzt und sein Gewichtsanteil vorzugsweise zwischen 4 - 40 Gew.% des Bindemittels beträgt.
  • Die Birkenrindenstücke 3 jeder Lage 2 werden auf Stoß auf die die jeweils darunterliegende Lage 2 aufgeklebt. Die erste Lage 2.1 wird auf einem Trägermittel angeordnet.
  • Durch die erfindungsgemäsße Verwendung des Füllers im Bindemittel werden nicht nur in der Fläche der Lagen 2.1 - 2.n vorhandene Unebenheiten farblich angepasst angeglichen, sondern auch möglicherweise vorhandene kleine Stoßnähte, so dass ein homogener Block 1 vorhanden ist.
  • Sollte es erforderlich sein, kann der Block 1 vor der Weiterverarbeitung zu Scheiben 4 oder Platten oder anderen Körpern durch mindestens einen Schnitt besäumt oder in eine maßhaltige Form gebracht werden.
  • Der Block 1 aus Birkenrindenlagen 2.1 - 2.n wird durch in einem Winkel α zur Fläche der Lagen 2.1 - 2.n geführte Schnitte entlang von Schnittlinien 5 in Scheiben 4 mit dem Maß Länge L, Breite B und Höhe H zerlegt, wobei α hier 90° beträgt, d. h. es sind senkrechte Schnitte.
  • Die Nutzfläche wird durch die Schnittfläche gebildet. Derartige Scheiben 4 oder Platten können dann zur Erzielung größerer Nutzflächen auf Stoß auf ein Trägermaterial aufgeklebt werden.
  • Möglich ist es auch, die Scheiben 4 oder Platten in geometrische Körper zu zerlegen und dann auf einem Trägermaterial mosaikähnlich anzuordnen.
  • Durch die Kombination von Schnitten mit α = 90° und α ≠ 90° lassen sich auch prismatische Körper ausschneiden, die als Profile nutzbar sind oder mechanisch zu zylinderförmigen oder kugelförmigen oder anderen Körpern oder Kombinationen daraus weiterverarbeitet werden.
  • Versehen mit einer Bohrung oder einem Sackloch sind zylinderförmige kugelförmige oder andere Körper als Griffe einsetzbar, in dem sie z.B. auf ein Erl aufgesteckt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Block
    2
    Birkenrindenlagen 2.1 - 2.n
    3
    Birkenrindenstücke
    4
    Scheiben
    5
    Schnittlinien
    L
    Länge einer Scheibe
    B
    Breite einer Scheibe
    H
    Höhe einer Scheibe
    α
    Schnittwinkel

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen von Platten, Scheiben und anderen Körpern aus Birkenrindenstücken, von denen die äußere Schicht entfernt, die auf ein Flächenmaß zugeschnitten, die mit einem Bindemittel mindestens teilweise benetzt, anschließend geschichtet und unter einem definierten Druck zu einem Schichtkörper aushärten, der mechanisch bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    dem Bindemittel als Füller Staub aus Birkenrinde beigemischt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Staub eine Korngröße kleiner 0,35 mm aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Gewichtsanteil des Schleifstaubes bis 40 Gew. % des Bindemittels beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Birkenrindenstücke (3) vor dem Benetzen mit Bindemittel beidseitig gebürstet werden, so dass die Birkenrindenstücke (3) Perforationen aufweisen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Schichtkörper ein Block (1) ist, der aus übereinandergeschichteten Lagen (2.1 - 2.n) aus Birkenrindenstücken (3) besteht, wobei mindestens eine Lage (2) vollflächig aus Birkenrindenstücken (3) zusammengesetzt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Hauptfaserrichtung der Birkenrindenstücke (3) jeder Lage (2) gleichgerichtet ist und aufeinanderliegende Lagen (2.1 - 2.2 bis 2.n-1 - 2.n) einen Versatz von 90° bei der Hauptfaserrichtung aufweisen.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Block (1) aus Birkenrindenlagen (2.1 - 2.n) durch in einem Winkel (α) zur Fläche der Lagen (2.1 - 2.n) geführte Schnitte entlang von Schnittlinien (5) in Scheiben (4) oder Platten oder Körper zerlegt wird, wobei Schnittflächen die Nutzfläche bilden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Platten oder Scheiben (4) auf ein Trägermaterial aufgeklebt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    prismatische Körper mechanisch zu zylinderförmigen oder kugelförmigen oder anderen Körpern oder Kombinationen daraus weiterverarbeitet und mit einer Bohrung oder Sacklochbohrung versehen werden.
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