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Title:
LAMINATED MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/057480
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a laminated material for producing molded articles or boards from laminated veneer or a board from other materials covered with veneer. Said laminated material consists of a center layer and one or more pairs of sheets of veneer that have structural features such as grain, apparent density and knottiness which vary across the surface but are congruent or almost identical in their variation. Those sheets of veneer are disposed in pairs and in a congruent manner and symmetrically in respect of the cross-section of the molded article or board. The arrangement of the sheets of veneer leads to a symmetry of the structural feature variations in the respective surface areas of the molded article or board and thus to a symmetric distribution of stresses while resulting in an even moisture distribution across the cross-section. The production of quasi-congruent sheets of veneer for the disposal in pairs in the laminated material is preferably carried out according to the rotary cut method. The innovative laminated material is characterized by a high resistance to warping (twisting, bending) at varying exposures to moisture, especially at varying air moisture.

Inventors:
MOELLER ACHIM (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/000016
Publication Date:
July 17, 2003
Filing Date:
January 03, 2003
Export Citation:
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Assignee:
MOELLER ACHIM (DE)
International Classes:
B27D1/04; B27L5/02; B32B21/13; B32B21/14; B32B37/00; B44C3/02; B44C5/04; (IPC1-7): B32B21/13; B27D1/06; B27L5/02
Domestic Patent References:
WO1995016579A11995-06-22
Foreign References:
EP0378097A21990-07-18
CH425211A1966-11-30
DD271670A11989-09-13
US3812893A1974-05-28
US5040582A1991-08-20
DE19713983A11998-10-08
FR2565899A11985-12-20
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 198621, Derwent World Patents Index; Class A81, AN 1986-135650, XP002239293
Attorney, Agent or Firm:
KAILUWEIT & UHLEMANN (Dresden, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schichtwerkstoff für Formteile oder Platten, bestehend aus einer Mittel lage (4) und einem oder mehreren Paaren von zueinander beabstan deten Furnierblättern (10, lu ; 2o, 2u ; 22o, 22u ; 3o, 3u) mit einer, in ihrer Variation kongruenten oder hochgradig deckungsgleichen Holzstruktur, wobei die Furnierblätter im wesentlichen deckungsgleich zueinander angeordnet sind.
2. Schichtwerkstoff nach Anspruch 1, bestehend aus mehreren Paaren von Furnierblättern (10, 1u ; 2o, 2u ; 22o, 22u, 3o, 3u), wobei die Furnierblätter jedes Paares bezogen auf den Querschnitt des Schichtwerkstoffes symmetrisch zur Mittellage (4) angeordnet sind.
3. Schichtwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Paare von Furnierblättern (10, lu ; 2o, 2u) zueinander kongruent angeordnet sind.
4. Schichtwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Paare von Furnierblättern (1o, 1u ; 22o, 22u, 2o, 2u) kreuz weise zueinander angeordnet sind.
5. Schichtwerkstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Paare von Furnierblättern diagonal zueinander angeordnet sind.
6. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils benachbarte Furnierblätter durch eine Verbindungsschicht miteinander verbunden sind.
7. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellage (4) eine Holzwerkstoffplatte ist.
8. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellage (4) ein Wabenkern ist.
9. Schichtwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellage (4) aus Kunststoff besteht.
10. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwerkstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass quasi kongruente Furnierblätter (10, 1u ; 22o, 22u, 2o, 2u) nach dem Rundschälverfahren erzeugt werden, indem die Basiskante der Furnierblätter stets mit einer festen radialen Linie des Schälblockes zusammenfällt.
11. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwerkstoffes nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneiden der Basiskante der Furnierblätter (10, 1u ; 22o, 22u, 2o, 2u) durch Ritzen des Schälblockes (5) längs zu dessen Achse in jeweils der selben Stellung des Umdre hungswinkels a erfolgt.
12. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwerkstoffes nach Anspruch 11, wobei das Abtrennen (lippen) des quasi endlos ablaufenden Furnier bandes nach jeweils einer Umdrehung des Schälblockes erfolgt.
13. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwerkstoffes nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das quasi endlos ablaufende Furnierband vor dem Abtrennen mit Markierungen versehen wird.
14. Verfahren zur Herstellung eines Schichtwerkstoffes nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung durch Einprägen, Ein ritzen oder das Aufbringen von Stoffen oder Markern erfolgt, auf die ein optisch, pneumatisch, magnetisch oder elektrisch wirkender Sensor anspricht.
Description:
Schichtwerkstoff Schichtwerkstoffe, die für die Fertigung von Formteilen oder Platten verwendet werden, entstehen durch Verpressen von mehrfach parallel oder kreuzweise geschichteten und mit Klebstoff versehenen Furnieren. Vorzugsweise werden dazu Schälfurnierblätter oder-bei hochwertigen Produkten-Messerfurnier- blättern für die Decklage eingesetzt. Daraus werden u. a. Lagenholzformteile oder Sperrholzplatten gefertigt.

Daneben ist das beidseitige Furnieren von Trägerwerkstoffen wie Spanplatten bekannt.

Nachteilig ist dabei die Neigung dieser Formteile oder Platten, sich nach Abschluss des Pressvorganges während der anschließenden Lagerung bzw. des Gebrauchs durch wechselnde Feuchteeinwirkung mehr oder weniger entgegen der Sollform zu verziehen, insbesondere zu verbiegen und zu verwinden ("Windschiefigkeit"). Ursache dafür sind Inhomogenitäten des natürlichen Ausgangswerkstoffes, insbesondere die ungleichförmige Verteilung der Rohdichte und der Faserrichtung.

Dem begegnet man durch das Aussortieren ungleichmäßiger Furnierblätter.

Die Werkstoffeigenschaften derartiger Schichtwerkstoffe genügen indes nicht gehobenen Qualitätsanforderungen, wie z. B. bei der Fertigung komplizierter, insbesondere dreidimensional verformter, schalenförmiger Halbzeuge oder Werkstücke.

Zur Minderung des Verzuges solcher Bauteile wird in EP 0 744 282 vorgeschlagen, lange, dünne Holzstäbe ("Strahlen") quer zu den danebenlie- genden Holzschichten anzuordnen. Dabei entsteht zwar eine absperrende und stabilisierende Wirkung, jedoch wird der Verzug kaum gemindert, da die Strahlen ebenfalls aus Holz bestehen.

In"Formholzbriefe", Firmenschrift der Fa. Fritz Becker, Brakel/Deutschland, wird das faserparallele Ausschneiden von Furnierblättern aus dem endlos anfallenden Schälfurnierband beschrieben. Bei schräg verlaufenden Fasern<BR> entsteht dabei jedoch nicht verwertbarer Verschnitt. Nicht berücksichtigt wird ein Holzfaserverlauf anteilig quer zur Furnierfläche. Somit ist die Wirkung dieser Maßnahme eng begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schichtwerkstoffes für die Herstellung von Formteilen oder Platten aus geschichtetem Furnier oder aus einer mit Furnier beschichteten Platte aus anderen Werkstoffen mit einer hohen Stabilität gegen Verzug (Verwinden, Verbiegen) bei wechselnder Feuchte- einwirkung, insbesondere bei wechselnder Luftfeuchtigkeit.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorzugsweise Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.

Der Schichtwerkstoff für die Herstellung von Formteilen oder Platten aus geschichtetem Furnier oder aus einer mit Furnier beschichteten Platte aus anderen Werkstoffen besteht aus einer Mittellage und einem oder mehreren Paaren von Furnierblättern, die in der Fläche zwar variierende, aber in der Variation kongruente oder nahezu deckungsgleiche Strukturmerkmale wie Faserrichtung, Rohdichte und Ästigkeit aufweisen. Diese Furnierblätter sind jeweils paarweise und deckungsgleich und bezogen auf den Querschnitt des Formteils oder der Platte gesehen symmetrisch angeordnet.

Die Herstellung von quasi kongruenten Furnierblättern für die paarige Anordnung im Schichtwerkstoff erfolgt bevorzugt nach dem Rundschäl- verfahren.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Furnierblätter führt zu einer Symmetrie der Strukturmerkmal-Variationen in den jeweiligen Flächenbereichen des Formteils oder der Platte und damit zu einer symmetrischen Spannungsvertei- lung bei über den Querschnitt gleichmäßigen Feuchteänderungen. Folglich entstehen so keine Veränderungen der während der Werkstoffherstellung fixierten Konturen (Verzug). Ausgenommen davon sind Winkelveränderungen an Formteilen, die eine Folge des Quellens und Schwindens des Holzes in Richtung quer zur Formteilfläche sind und bekanntermaßen auch bei ideal parallelfasrigem Holz auftreten.

Die aus dem Schichtwerkstoff gefertigten Formteile oder Platten können aus einer Vielzahl von jeweils kreuzweise, ggf. auch parallel angeordneten und miteinander verklebten Furnierblättern bestehen, die jeweils zu erfindungsge- mäßen Paaren angeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, nur die an den beiden Außenflächen des zu Formteils oder der Platte liegenden und ggf. wenige nachfolgende Furnierblätter paarweise anzuordnen und den restlichen Anteil der in der Nähe der Querschnittsmitte liegenden Furnierblätter ohne die erfindungsgemäße paarweise Ordnung zu verwenden. Da die stabilisierende Wirkung der Furnierblatt-Paare außen am größten ist und zur Querschnittsmitte hin gegen Null geht, führt diese Anordnung zu einem befriedigenden Ergebnis, wobei nicht paarweise vorliegende Furnierblätter günstig verwertet werden können.

Ebenso ergeben sich Vorteile beim erfindungsgemäßen Furnieren von Formteilen oder Platten aus anderen Werkstoffen wie Spanplatten oder Plastwerkstoffen. Müssen mehrere Furnierblätter zu einer größeren Fläche zusammengesetzt werden, so ist auch hier das Prinzip der Deckungsgleichheit der gesamten Fläche zu ihrem paarigen Gegenstück erforderlich.

Nahezu deckungsgleiche Furnierblätter werden nach dem üblichen Rundschäl- verfahren erzeugt, indem die Basiskante der Furnierblätter stets mit einer festen radialen Linie des Schälblockes zusammenfällt. Bei zwei Umdrehungen des Schälblockes ist so ein deckungsgleiches Furnierblattpaar entstanden, wobei das zweite Furnierblatt um den minimalen und unbedeutenden Betrag der Umfangsdifferenz kleiner ist. Dieses Paar wird, der benötigten Größe der Furnierblätter entsprechend, zu mehreren kleineren Paaren aufgeteilt, der Rest wird"unpaarig"verwertet. Beim wiederholten Schälen solcher Furnierblattpaare wird dieser Rest entsprechend dem abnehmenden Schälblockdurchmesser stetig kleiner. Der Grad der Vollkommenheit der Deckungsgleichheit nimmt mit abnehmender Furnierdicke zu, da hierbei eine feinere Differenzierung entsteht.

Bei üblichen Furnierdicken ist die Deckungsgleichheit vollkommen ausreichend.

Das Schneiden der Basiskante der Furnierblätter kann durch Ritzen des Schälblockes längs zu dessen Achse in jeweils der selben Stellung des Umdrehungswinkels erfolgen. Es ist auch ein Schnitt des quasi endlos ablaufenden Furnierbandes möglich, wobei die Schneideinrichtung jeweils nach einer Umdrehung des Schälblockes wirkt.

Eine Variante stellt die bloße Markierung des Furnierbandes nach je einer Umdrehung des Schälblockes dar, an der ggf. nach Ausführung weiterer Arbeitsgänge wie dem Furniertrocknen abgetrennt wird. Ebenso kann diese Markierung alle späteren Aufteilschnitte kennzeichnen oder auch nur eine Maßskala verkörpern, die jeweils bei dem Basis-Umfangspunkt beginnt.

Die Markierung kann durch optisch wahrnehmbares Einprägen, Einritzen oder auch durch Aufbringen (z. B. Aufkleben bzw. Aufstempeln) eines Stoffes erfolgen, der z. B. einen optischen, magnetischen oder elektrisch wirkenden Sensor anspricht.

Beim Furniermessern wird weitgehende Deckungsgleichheit von Furnieren während ihrer Herstellung automatisch erreicht, wenn die jeweils abgemesser- ten Furnierblätter gleichförmig ausgerichtet zu einem Paket abgestapelt werden. Die Deckungsgleichheit ist, je nach Beschaffenheit des Holzes, auch noch ausreichend, wenn mehrere Furnierblätter des Paketes wie üblich zu einer größeren Fläche zusammengesetzt werden und die zum Paar gehörende Gegenfläche nachfolgend in der gleichen Art hergestellt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand dreier Ausführungsbeispiele näher beschrieben und in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen : Fig. 1 : Einen Schälblock in einer schematisierten Seitenansicht Fig. 2 : Ein 7-lagiges Presspaket mit drei paarigen Furnierblatt- Zuschnitten und einer einzelnen Mittellage aus einem Furnierrest Fig. 1 zeigt in einer schematisierten Seitenansicht die Schnittaufteilung bei der Herstellung paariger Furnierblatt-Zuschnitte aus einem Schälblock.

Von dem Rotbuchen-Schälblock (5) mit einem Anfangsdurchmesser von 600 mm wird 1,2mm dickes Furnier in der Arbeitsbreite von 1200mm endlos abgeschält und sofort mit einem Furnierklipper in (in Arbeitsrichtung gesehen) 500mm lange Furnierblätter (lo, lu ; 2o, 2u ; 3o, 3u) geschnitten. Der Klipper wird so gesteuert, dass ein erster Schnitt bei Erreichen der Winkel-Nullstellung (6) des Schälblockes erfolgt und die nächsten Schnitte nach jeweils 500 mm Arbeitsfortschritt. Der fünfte Schnitt beginnt erneut bei Erreichen der Winkel- Nullstellung (6) des Schälblocks (5). Nach zwei Umdrehungen des Schälblocks sind drei jeweils deckungsgleiche, (in Faserrichtung gesehen) 500 mm breite Furnierblatt-Paare und ein ca. 385mm breites Furnierblatt-Restpaar (4o ; 4u) entstanden. Bei der Fortführung dieser Arbeitsweise werden die vierten Furnierblatt-Paare (Restpaare) durch den sich verkleinernden Schälblock- durchmesser immer kleiner. Wenn deren Breite Null erreicht hat, wird das gleiche Schnittregime, jedoch um eine Schnittzahl pro Umdrehung vermindert, weitergeführt.

Bei der nachfolgenden Qualitätskontrolle werden fehlerhafte Furnierblätter jeweils paarweise ausgesondert. Meist sind Holzfehler wie Risse oder Äste ohnehin am jeweiligen Umfangspunkt des Schälblockes häufig wiederkehrend, so dass ein Aussondern oft auch ohne diese Ordnung erforderlich wäre.

Die Furnierblätter werden anschließend getrocknet, die 500 mm breiten Zuschnitte deckungsgleich und paarweise gelagert und die Restpaare, unabhängig von ihrer Paarung, zu einem Endlosband gefügt und zu 500mm breiten Blättern gekippt.

Parallel zur beschriebenen Fertigung von 500 mm breiten und 1200 mm langen Furnierblättern werden in gleicher Weise Furnierblätter in der Breite von 1200 mm und der Länge von 500 mm hergestellt (22o ; 22u).

Aus den so gefertigten Furnierblättern wird eine Stuhischale hergestellt. Dazu werden die 1200 mm langen Furnierblätter und die 500 mm langen Blätter nach vorheriger Beleimung im Wechsel-wie in Fig. 2 dargestellt-zu einem Presspaket geschichtet. Die Furnierpaare müssen dabei stets deckungsgleich angeordnet sein und in dieser Position während des Pressvorganges verbleiben.

Das in der Nähe der Mitte des Schichtwerkstoffes angeordnete Paar 2o ; 2u kann dabei aus stärker fehlerhaftem Furnier bestehen, während Paar 1 o ; 1 u als Decklage und 22o ; 22u quasi fehlerfrei sein müssen.

Bei den Decklage (10, 1u) wird die sogenannte offene Seite (mit eventuellen Schälrissen) an der Rückseite des Stuhiformteils angeordnet, während die sogenannte geschlossene Seite des Furniers die Vorderseite bildet. Die beleimten und geschichteten Furniere werden in einem entsprechenden Formwerkzeug zu einer Stuhlschale verpresst. Das so hergestellte Formteil weist praktisch keine Verwindung bei Feuchteänderung auf.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine ebenflächige Furnierplatte gefertigt. Die Herstellung der Furnierblätter und deren Aufbereitung erfolgt wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.

Abweichend davon erfolgt die Erkennung und Aussonderung von fehlerhaften Furnierbereichen mittels eines Sensors. Sobald vom Sensor ein Furnierfehler detektiert wurde, wird ein Schaltbefehl an den Klipper weitergeleitet, der die fehlerhafte Stelle unabhängig von der eingestellten 500 mm-Schnittfolge vom ausschneidet. Von dieser neuen Ausschnitt-Kante beginnt die 500 mm- Schnittfolge erneut. Nach einer Umdrehung des Schälblockes wird diese Gesamt-Schnittfolge einmal wiederholt. Die dritte Umdrehung beginnt wieder wie beschrieben mit Wirkung des Sensors. Auf diese Weise entstehen nur fehlerfreie und deckungsgleiche 500 mm-Furnierblattpaare. Vorhandene Fehlerbereiche werden verworfen. Die Restpaare, die nun auch vor einem Fehlerausschnitt anfallen, werden zu deckungsgleichen, endlosen Furnierblatt- paaren zusammengesetzt und bei Bedarf paarweise zugeschnitten oder auch unpaarig verwendet.

Die fehlerfreien 500 mm-Furnierblätter werden analog Ausführungsbeispiel 1 geschichtet und zu einer ebenflächigen Platte verpresst. Diese Furnierplatte weist keinerlei Verzugsneigung auf.

In einem dritten Ausführungsbeispiel werden nach der DD 271 670 jeweils 0,6 mm dicke 3D-Flächenelemente der Länge 200 mm und der Breite 100 mm von einem Block aus gestapelten, 0,6 mm dicken Furnieren abgemessert. Die 3D- Flächenelemente werden stets in gleicher Weise abgenommen und nacheinander gestapelt, so dass die jeweils aneinanderliegenden Flächen- elemente bezüglich ihrer Strukturmerkmale deckungsgleich sind.

Die so hergestellten Flächenelemente werden zur Fertigung eines dünnwandi- gen, dreidimensional geformten, dreilagigen Brillen-Etuis verwendet.

Dazu werden zwei aufeinfolgende Flächenelemente, die in keiner Richtung gegeneinander verdreht werden dürfen, als Decklage auf ein mit Klebstoff versehenes, als Mittellage eingesetztes, 100 mm langes und 200 mm breites 3D-Flächenelement aufgelegt. Das so entstandene Presspaket wird an- schliessend 3D-verformt und gepresst. Es entsteht ein 1,8 mm dickes, verwin- dungsfreies Etui-Formteil mit einer dekorativen Streifenstruktur.

Bezugszeichenübersicht 10 oberes Furnierblatt des 1. Paares (Decklage, Faserverlauf längs) 1u unteres Furnierblatt des 1. Paares (Decklage, Faserverlauf längs) 2o oberes Furnierblatt des 2. Paares (Faserverlauf längs) 2u unteres Furnierblatt des 2. Paares (Faserverlauf längs) 22o oberes Furnierblatt des 1. Paares (Faserverlauf quer) 22u unteres Furnierblatt des 1. Paares (Faserverlauf quer) 3o oberes Furnierblatt des 3. Paares (Faserverlauf längs) 3u unteres Furnierblatt des 3. Paares (Faserverlauf längs) 4 Mittellage 4o oberes Furnierblatt des Restpaares (Faserverlauf längs) 4u unteres Furnierblatt des Restpaares (Faserverlauf längs) 5 Rotbuchen-Schälblock 6 Winkel-Nullstellung des Schälblocks a Umdrehungswinkel