Es ist bekannt, für Hartbodenbeläge wie. z. B.

Laminatfußboden oder Parkettböden als Kernmaterial eine Holzwerkstoff wie Spanplatte oder Faserplatte zu verwenden.

Ein solcher Hartbodenbelag besteht aus einer Vielzahl einzelner Elemente, sogenannter Dielen, wie es Fig. 1 zeigt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, verfügt die Diele 1 über eine an jeweils 2 Seiten umlaufende Nut 2 bzw. Feder 3, die es erlauben,-durch Zusammenfügen mehrerer Elemente einen großflächigen Bodenbelag zu erzeugen. Die Nuten 2 und Federn 3 können wie in Fig. 1 ausgebildet sein, wobei für das nachhaltige Vereinen mehrerer Dielen ein Klebstoff im Nut-Feder-Bereich aufgebracht wird.

Eine Diele besteht aus einem Trägermaterial 4, welches in der Regel eine Spanplatte oder eine Faserplatte (insbesondere mitteldichte Faserplatte MDF oder hochdichte Faserplatte HDF) sein kann. Das Trägermaterial verfügt über eine obere Beschichtung 5 und eine untere Beschichtung 6.

Die Beschichtung 5 gibt dem Boden das optische Aussehen und kann aus einer Echtholzauflage wie z. B. einem Furnier bestehen, eine dekorative Beschichtung mit einem Laminat ist ebenso möglich. Unter Laminat versteht man in diesem Zusammenhang eine Beschichtung aus einem bedruckten Papier, das mit zumindest einem Tränkharz auf Basis eines Formaldehyd-Kondensationsharz imprägniert ist und unter Einwirkung von Druck und Temperatur eine hochbelastbare Oberflächenbeschichtung ergibt.

Eine andere Ausbildungsform nach dem Stand der Technik zeigt die Fig. 2, wobei hier mechanische Verbindungsmittel eine nachhaltig wirkende Verbindung der einzelnen Dielen ermöglichen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von mechanisch verriegelbaren Fußbodenpaneelen. Es ist verständlich, dass für das Zusammenführen solcher Art ausgebildeter Nuten und Federn sehr hohe Anforderungen an den Trägerwerkstoff gestellt werden.

Zum einen muss er eine hochpräzise Herstellung der Profilausformung mit Toleranzen bspw. im 1/100 mm Bereich ermöglichen. Weiterhin muss er über eine entsprechende Oberflächenruhe verfügen, so dass sich insbesondere für Laminatfußböden keine Unebenheiten, die vom Trägerwerkstoff kommen, beim fertigen Produkt abzeichnen. Eine hohe Druckfestigkeit der Oberfläche des Trägerwerkstoffes wiederum wirkt sich positiv auf die Gebrauchstauglichkeit aus, so dass bei stoßweiser Belastung des Bodenbelages die Oberflächenbeschichtung durch den darunter liegenden Trägerwerkstoff wirkungsvoll unterstützt werden kann. All diese Anforderungen können von einer HDF-Platte als Trägerwerkstoff erfüllt werden. Ein Nächteil sind die herstellungsbedingt hohen Kosten bei einer solchen Platte im Vergleich zu einer Spanplatte.

Eine Spanplatte wiederum verfügt neben den geringeren Kosten auch Vorteile hinsichtlich der Elastizität. Beim Einrasten von Profilen, welche die Figur 2 beispielhaft zeigt, muss die Feder 13 beziehungsweise das Rastorgan 14 entsprechend elastisch ausweichen können, ohne dabei geschädigt zu werden. Durch das gegenseitige Ineinandergleiten der Nut 12 und der Feder 13 kommt es im Nutgrund 17 zu einer hohen Kerbspannung, die zu einer Rissbildung führen kann. Solche Risse sind von HDF-Platten bekannt, wurden überraschenderweise bei Spanplatten aber kaum beobachtet.

Die Offenporigkeit der Spanplatte im Gegensatz zur MDF- Platte erlaubt beim Verkleben von Dielen dem Klebstoff, welcher in der Regel ein Polyvinylacetat- Dispersionklebstoff (Weißleim) ist, das Wasser an den Trägerwerkstoff besser abzugeben, ohne dass dieser einer hohen ungewollten Quellung unterworfen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Fußbodenpaneel und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das die für die Anwendung bei Fußbodenpaneelen besonderen Vorteile der beiden Werkstoffe miteinander verbindet.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird erfindungsgemäß durch eine Fußbodenpaneel mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Fußbodenpaneel weist eine Trägerplatte aus einem Holzwerkstoff, eine obere Deckschicht und eine Gegenzugschicht auf. Die Trägerplatte weist eine Mittelschicht sowie eine obere Schicht und eine untere Schicht auf. Die Schichten weisen unterschiedliche Materialeigenschaften auf, die vorteilhaft für die spezielle Anwendung bei Hartfußbodenpaneelen und Laminatfußbodenpaneelen sind.

Die obere Schicht und die untere Schicht können insbesondere eine größere Dichte, eine größere Elastizität und/oder eine größere Offenporigkeit als die Mittelschicht aufweisen.

Als Materialien für die Mittelschicht und die obere und die untere Schicht kommen beliebige Holzmaterialien in Frage.

So kann beispielsweise die Mittelschicht aus einem Spanplattenmaterial und die obere Schicht und die untere Schicht aus MDF-Material oder HDF-Material hergestellt sein. Ebenso können unterschiedliche Spangrößen des Spanplattenmaterials ausgenutzt werden, indem für die Mittelschicht die Späne im Mittel größer sind als die Späne in den äußeren Lagen. Auch dadurch lassen sich die unterschiedlichen Dichten der Mittelschicht einerseits und der oberen und unteren Schichten andererseits erreichen.

Die vorliegende Erfindung vereint also insbesondere die jeweiligen Vorteile der Trägerwerkstoffe einer HDF-Platte und einer Spanplatte in der Form, dass eine Span-Faser- Kombinationsplatte verwendet wird, deren mittlerer Bereich aus einer Spanplatte und deren beiden äußeren Bereiche aus einer MDF-oder HDF-Platte bestehen.

Des weiteren wird das aufgezeigte technische Problem durch ein Verfahren zur Herstellung des Paneels mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus : vorbeleimte Holzspäne und vorbeleimte Holzfasern werden hergestellt, aus den vorbeleimten Holzfasern und den vorbeleimten Holzspänen wird ein Formling hergestellt, wobei der Formling eine untere Faserlage, eine mittlere Spänelage und eine obere Faserlage aufweist, anschließend wird unter Anwendung von Druck und Temperatur der Formling gepresst, wobei die Holzspänelage die Mittelschicht und die Faserlagen die untere Schicht und die obere Schicht bilden, und anschließend wird die Trägerplatte mit einer Deckschicht und einer Gegenzugschicht beschichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde zuvor anhand von Span- und Fasermaterialien beschrieben. Das Verfahren kann auch mit verschiedenen Spanmaterialien durchgeführt werden, die sich durch verschieden große mittlere Spangrößen unterscheiden und zu unterschiedlichen Dichten führen.

Die unterschiedlichen Ausgestaltungen des Verfahren werden nachfolgend beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Ausführungsbeispiel einer Fußbodenplatte, Fig. 2 ein weitere aus dem Stand der Technik bekanntes Ausführungsbeispiel einer Fußbodenplatte Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fußbodenpaneels, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fußbodenpaneels, Fig. 5 ein erstes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Fußbodenpaneels und Fig. 6 ein zweites Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Fußbodenpaneels.

Im folgenden wird die Erfindung im Detail erläutert, wobei die Ausführungsbeispiele jeweils auf die Materialien Spanplattenmaterial einerseits und Faserplattenmaterial andererseits spezifiziert sind. Dieses soll jedoch nicht beschränkend verstanden werden, da-wie oben erläutert- auch andere Materialzusammensetzungen wie Spanmaterialien mit unterschiedlich großen mittleren Spanabmessungen gewählt werden können.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fußbodenpaneels 20 mit einer Trägerplatte 21. Die Mittellage besteht aus einer Späneschicht 29 und die beiden äußeren Schichten bestehen aus den Faserschichten 28 die zusammen mit der Späneschicht 29 die Trägerplatte 21 bilden. Die beiden äußeren Schichten 28 sind wiederum mit einer oberen Beschichtung 25 und ggf. mit einer unteren Beschichtung 26 verbunden. Damit lassen sich alle technologischen Vorteile der Spanplatte hinsichtlich der Dichte, der Elastizität und Porosität mit den Vorteilen der HDF-Platte hinsichtlich Toleranzen, Oberflächenruhe und Druckfestigkeit vereinen.

Die Späneschicht 29 erstreckt sich über den ausgeformten Bereich der Nut 22 bzw. Feder 23, und oberhalb und unterhalb der Späneschicht 29 schließen sich die Faserschichten 28 beidseitig an. Mit anderen Worten sind die Nut 22 und die Feder 23 vollständig aus dem Material der Mittelschicht ausgebildet. Dieses hat den Vorteil, dass die Materialeigenschaften des Spanplattenmaterials für die Nut-Feder-Verbindung ausgenutzt wird, während die größere Dichte der oberen und der unteren Schichten vorteilhaft für das Fußbodenpaneel 20 vorteilhaft ausgenutzt wird.

Fig. 4 zeigt den zuvor beschriebenen Aufbau für eine mechanisch verriegelbare Kantenausformung. Die beiden Paneelen 30 weisen-wie in Fig. 2 ebenfalls dargestellt- eine Nut 32 und eine Feder 33 auf. Die Feder 33 weist ein nach unten vorstehendes Rastelement auf, das mit einem Rastorgan 34 in mechanischen Eingriff gebracht werden kann.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel geschieht dieses durch horizontales Zusammenschieben. Während des Zusammenschiebens kommt es zu einer elastischen Verformung, wie auch schon in Bezug auf Fig. 2 im Detail beschrieben wurde. Auch dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Trägerplatte obere und untere Schichten 38 sowie eine Mittelschicht 39 auf, wobei die Mittelschicht 39 eine Späneschicht und die obere und untere Schicht 38 jeweils eine Faserschicht ist. Insbesondere die besseren elastischen Eigenschaften der Mittelschicht 39 werden bei dem mechanisch verriegelnden Profil ausgenutzt, da es wesentlich darauf ankommt, dass das Rastorgan 34, also die untere Begrenzung der Nut 32 während des Verriegelungsvorganges elastisch verformt werden kann.

Die Dicke einer solchen Platte liegt in der Regel zwischen 5 und 15 mm. Dünnere und dickere Platten können für bestimmte Anwendungen aber ebenso sinnvoll sein.

Das spezifische Gewicht der Platte kann zwischen 550 und 950 kg/m3 betragen, wobei für die Verwendung als Trägerplatte für einen Laminatfußboden eine Dichte zwischen 800 und 900 kg als besonders geeignet angesehen werden kann.

Das Masseverhältnis von Spänen : Fasern (Summe aus beiden äußeren Schichten) kann zwischen 1 : 5 und 5 : 1 betragen, wobei ein symmetrischer oder auch asymmetrischer Aufbau angestrebt werden kann.

Fußbodendielen werden in der Regel über ein unterschiedliches Zugverhalten der oberen und unteren Beschichtung leicht zur Oberseite hin bombiert hergestellt.

Eine Bombierung lässt sich auch bei einem asymmetrischen Aufbau der Trägerplatte derart erreichen, dass die beiden äußeren Faserlagen 28 nicht über die selbe Stärke verfügen.

Relative Dickenunterschiede der beiden äußeren Schichten von etwa 10 bis 30% reichen durchwegs aus durch die Asymmetrie eine bombierte Diele zu erzeugen. Die unterschiedlichen Dicken sind in den Fig. 3 und 4 schematisch dargestellt.

Der Kostenvorteil der Kombinationsplatte im Vergleich zur HDF-Platte ergibt sich aus der Tatsache, dass getrocknete Fasern im Vergleich zu getrockneten Spänen etwa doppelt so teuer sind.

Die Herstellung einer solchen Platte ist entweder durch Zusammenführen von drei einzelne Fertigplattenlagen möglich. Dann lassen sich zwar die technologischen Vorteile der erfindungsgemäßen Platte ausschöpfen, Kostenvorteile sind allerdings kaum welche gegeben, da das Zusammenführen der einzelnen Platten einen zusätzlichen Bearbeitungsschritt erfordert.

Kostenvorteile ergeben sich dann, wenn die Herstellung wie nachfolgend beschrieben erfolgt. Fasern werden nach dem Stand der Technik durch einen thermo-mechanischen Aufschluss hergestellt, nach dem Passieren des Zerfaserers (Refiner) mit Bindemittel gemischt und im Anschluss daran getrocknet. Die Zumischung des Bindemittels kann auch nach dem Trocknen erfolgen oder in zwei Stufen mit einer Zumischung eines Teils des Bindemittels vor und eines Teil des Bindemittels nach dem Trocknen.

Die Späne werden ebenfalls nach dem Stand der Technik hergestellt durch Trocknen von Spänen, mit anschließender Nachzerkleinerung und Fraktionierung durch Sieben. Das Bindemittel wird den getrockneten Spänen zugemischt.

Aus den beiden Rohstoffen wird nun ein Formling aus einer unteren Lage Fasern, einer mittleren Lage Spänen und einer oberen Lage Fasern gebildet. Das kann zum Beispiel nach dem Verfahren wie in Fig. 5 dargestellt erfolgen, wobei auf ein Formband 41 die untere Faserlage 42 mittels einer Faserstreuvorrichtung 43 gebildet aufgetragen wird, darauf die Spänelage 44 mit einer Streuvorrichtung 45 und die obere Faserlage 46 mit einer Streuvorrichtung 47. Der so erhaltene 3-schichtige Formling wird dann durch die Vorpresse 48 vorverdichtet und der Heißpresse 49 zugeführt, in welcher durch die Einwirkung von Druck und Temperatur eine stabile Platte geformt wird. Der relative Massenanteil der einzelnen Lagen zueinander kann sehr einfach über die ausgetragene Materialmenge der Streuvorrichtungen 43,45 und 47 gesteuert werden, wodurch ein symmetrischer Ausbau aber auch ein asymmetrischer Aufbau erzielt werden kann.

Das Plattenendlosband wird mit einer Diagonalsäge 50 in Einzelformate aufgetrennt und nach dem Stand der Technik weiterbearbeitet wie Kühlen, Schleifen und Beschichten.

Die Möglichkeit der separaten Beleimung der Fasern und der Späne erlaubt es auch unterschiedliche Bindemitteltypen zu verwenden. Zielsetzung davon ist einerseits die mechanisch- technologischen Eigenschaften zu optimieren (wie beispielsweise Quellungsverhalten, Beschichtungsverhalten, Elastizität und Formaldehydabgabe) und andererseits die Leistungsfähigkeit der Presse zu steigern. In der Regel kommen als Bindemittel Kondensationsharze zum Einsatz wie Harnstoff-Formaldehyd-Harze (UF), Melamin-Formaldehyd-Harze (MF) und Phenol-Formaldehyd-Harze (PF) bzw. Mischungen aus diesen oder Isocyanat (PMDI). Eine beispielhafte Kombination ist die Verwendung eines MUF-Bindemittels für die beiden äußeren Faserlagen und eines Isocyanats für die Spänelage. Damit kann die Formaldehydabgabe einerseits verringert werden, da Isocyanat kein formaldehyd- basierendes Bindemittel ist, zum anderen benötigt Isocyanat Wasser zum Abbinden, das im Zuge der Einwirkung von Druck und Temperatur durch den sogenannten Dampfstoßeffekt von den heißen Faseraußenbereichen zu der kalten Spänemittellage diffundiert. So wird einerseits Wasser durch das Isocyanat gebunden und die Abbindung des Isocyanats beschleunigt, was zu einer stabileren Produktion führt (weniger Plattenspalter am Pressenauslauf) und zu einer Beschleunigung der Herstellung.

Die Verwendung unterschiedlicher Bindemittel der oberen und unteren Faserlage ist aber ebenso denkbar. Ermöglicht wird das beispielsweise, wenn eine getrennte Beleimung der oberen und unteren Fasern möglich ist, entweder durch 2 separate Zerfaserer und Trockner oder durch eine einem Trockner nachgeschaltene getrennte Trockenbeleimung für die beiden Faserströme.

Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Herstellung einer Span-Faser-Kombinationsplatte. Ein Faserkuchen 52 wird mittels einer Streuvorrichtung 53 hergestellt und anschließend durch eine Teilvorrichtung 54 in eine obere Faserlage 55 und eine untere Faserlage 56 getrennt. Die Teilvorrichtung kann als wie ein Messer wirkender Keil ausgebildet sein, der Einsatz schneidende Werkzeuge zur Faserformlingtrennung ist aber ebenso möglich. Die Steuerung des Masseanteils der unteren Faserlage 56 und der oberen Faserlage 55 ist durch die Position der Teilvorrichtung 54 in Bezug auf die Dicke des Faserformlings 52 möglich. Die Faserlage 55 wird über die Spänestreuvorrichtung 57 geführt, die ihrerseits eine Spänelage 58 auf die untere Faserlage 56 legt. Nach der Streuvorrichtung 57 wird die obere Faserlage 55 auf die Spänelage 58 gelegt und man erhält einen 3-lagigen Formling für eine Kombinationsplatte, der in weiterer Folge nach entsprechender Vorverdichtung und dem Heißpressen wie in Fig. 5 dargestellt eine stabile Platte ergibt.