Способ изготовления шпона
Способ изготовления шпона, содержащий этапы склеивания плоских кусков дерева в виде досок с помощью адгезива в брус в виде балки, увлажнения и/или термической обработки бруса в виде балки, разрезания упомянутого бруса в виде балки на шпон, сушки шпона, полученного, пока влагосодержание не становится ниже точки насыщения волокна. Изобретение позволяет получить высококачественный конечный продукт из шпона с минимальной сложностью. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 22 ил.
Изобретение относится к способу изготовления шпона, к способу изготовления бруса в виде балки, из которого изготавливают упомянутый шпон, к шпону и к брусу в виде балки per se, которые изготовлены посредством упомянутых способов, а также к устройству для осуществления упомянутых способов. В упомянутых способах могут использоваться конкретные адгезивы на основе полиуретана.
Как известно, изготовление шпона является технологией производства для изготовления декоративных, имеющих высокое качество поверхности материалов, выполненных из натурального дерева. Таким образом, при традиционном изготовлении шпона с бревен сдирают кору, или «окоривают», затем бревна распиливают на половины, трети, четверти или другое количество частей бревна (так называемые «бруски неквадратного сечения») и затем увлажняют, как правило, на несколько дней при повышенной температуре для подготовки их к последующему разрезанию на шпон, к так называемому строганию. Затем упомянутый процесс строгания дает в результате шпон, имеющий различную толщину, например, шпон, имеющий толщину приблизительно 0,5 мм, в результате чего, в зависимости от процесса резания, в полученном продукте различают так называемый строганный шпон (горизонтальное и вертикальное строгание), так называемый лущеный шпон (ротационное строгание) или ножевой шпон (основное ротационное строгание).
Схематично, на видах в перспективе, широко распространенное строгание, горизонтальное или вертикальное строгание, представлено на Фиг.15-17. Фиг.15 показывает разрезанное пополам бревно 10, которое строгают вдоль направления древесного волокна. С другой стороны, Фиг.16 и 17 показывают строгание поперечно направлению волокна. После упомянутого процесса строгания остается бракованная доска, которая также называется «подгорбыльная доска», показанная на Фиг.17. По технологическим причинам упомянутая подгорбыльная доска не может быть обработана в шпон, поскольку оснастка в режущем оборудовании является причиной отхода, который не может быть в дальнейшем обработан.
Впоследствии полученный таким образом грубый шпон, обычно имеющий толщину от около 0,45 мм до 2,5 мм, предпочтительно от 0,45 мм до 0,8 мм, сушится в течение нескольких минут, предпочтительно при температурах выше 100°С. В случае сильной волнистости или «коробления» упомянутый шпон дополнительно подвергается стадии прессования.
После этого высушенный шпон раскраивается в размер и сортируется в соответствии с качеством. При упомянутом раскрое в размер должны приниматься большие потери материала, которые могут достигать 60%.
За ход строгального станка и после раскроя в размер вырабатывается (продаваемый) шпон, имеющий площадь поверхности приблизительно 0,6 м2.
Эта проблема при изготовлении шпона, которое является точным, однако сложным и очень неэкономным процессом, усугубляется тем фактом, что исходный материал «древесина», соответственно «дерево» является натуральным продуктом. Таким образом, как правило, нельзя спрогнозировать, приведет ли используемое для изготовления шпона бревно к приемлемому конечному продукту. Если вообще только опытные покупатели древесины способны сделать обоснованные реальные прогнозы о конечном продукте. Включения, зачатки конечностей и изъяны в бревне являются чаще всего нераспознаваемыми и поэтому приводят к дефектам в необработанном шпоне, который часто не может быть принят для дальнейшей обработки. Все это приводит к повышению до 85% вырабатывания отходов материала от сырого материала бревна до конечного продукта из шпона, которые должны приниматься в упомянутом способе изготовления.
Традиционный последующий рабочий процесс изготовления законченной поверхности состоит в сборке нескольких отдельных листов шпона на сборочной фабрике или «фабрике стяжки шпона» и в последующей обрезке упомянутых собранных/склеенных ребрами поверхностей шпона. Как правило, сборка/стяжка листов шпона осуществляется склеиванием отдельных листов и фактически главным образом посредством одновременного приложения тепла и давления, используя так называемые станки для стяжки шпона, продольной или поперечной подачи. Однако склеивание тонких и, вследствие этого, чувствительных листов шпона, которые не могут быль легко обработаны, оказалось сложным, и безбороздчатый, тонкий, узкий на вид шпон не может быть изготовлен, поскольку для достижения адекватного приклеивания собираемые листы шпона должны иметь некоторую минимальную ширину. Кроме того, локальное приложение тепла может приносить ущерб свойствам дерева (например, цвету), а излишки клея должны быть удалены в области клеевых соединений.
Соответственно, полученный шпон может быть нанесен с помощью приклеивания на подложку, такую как древесностружечная плита.
Вышеописанные этапы процесса составляют так называемые «Европейский способ» или «Североамериканский способ» изготовления шпона.
В другом техническом процессе, так называемом «Азиатском способе», упомянутый необработанный шпон получают толщиной приблизительно от 0,1 мм до 0,8 мм. После выборочной обрезки кромок (вдоль длины), еще влажные листы шпона наносятся на подложку посредством приклеивания. Обычно подложка представляет собой клееную фанеру. Затем потребители покупают «декоративную фанеру» и вырезают часть панели, которая им нужна. Это приводит к низкой продуктивности, поскольку нужные размеры не обязательно соответствуют размерам декоративной панели.
Упомянутый Азиатский стиль изготовления шпона требует совмещенного процесса. Шпон после строгания бруса/бревна имеет высокое влагосодержание (выше точки насыщения волокна). Оставление листа лежащим на некоторое время, в то же время создает плесневый гриб и ухудшение шпона, делая его непригодным. Невозможны хранение или транспортировка на длинное расстояние. Только когда шпон запрессован на подложке, продукт может транспортироваться/обрабатываться. Стоимость подложки является сравнительно более низкой, чем самого шпона. Таким образом, продукт из шпона может экономично транспортироваться значительно быстрее, чем продукт из декоративной фанеры. Это чрезвычайно важно с увеличением стоимости транспорта.
Требуемая точность изготовления этого чрезвычайно тонкого шпона возможна только с оборудованием, которое обычно может изготовить менее чем 45 листов в минуту.
Далее US 3969558 раскрывает склеивание коротких кусков деревянной балки, которые впоследствии могут строгаться. Для склеивания упомянутый патент предлагает адгезивы, такие, как эпоксидная смола, фенольная смола и резорциновая смола. Упомянутый US 3969558 имеет цель избежать использования при традиционном изготовлении шпона процессов нагревания/кипячения и предлагает в течение всего процесса постоянно поддерживать влагосодержание древесины в точке насыщения волокна или выше. Кроме того, упомянутый документ предлагает, чтобы никакой процесс нагревания/кипячения не имел место до разрезания. Поэтому в течение всего процесса необходимо строго уделять внимание, чтобы влагосодержание древесины не увеличивалось, а также не было краткосрочным. Наконец, упомянутый шпон, имеющий толщину между 0,1 мм и 0,8 мм и влагосодержание большее, чем точка насыщения древесного волокна, накладывается и приклеивается на подложку.
Патент US 3897581 раскрывает склеивание коротких, в виде балок кусков дерева с последующим строганием, посредством чего склеивание осуществляется с использованием специального полиуретанового адгезива, который также застывает в присутствии влаги.
Патент US 3977499 раскрывает процесс изготовления деревянного шпона, имеющего большую площадь и искусно выполненные рисунки дерева, адаптированные для массового производства. В упомянутом процессе бревно распиливается и строгается на множество отдельных брусков, которые являются ровными на поверхностях и впоследствии склеиваются адгезивом для формирования составного бруса. Составной брус затем строгается для формирования листа широкого деревянного шпона, который может быть приклеен к подложке или шпону посредством адгезива. В продолжение всего процесса, при осуществлении всех этапов, древесина поддерживается при влагосодержании в точке насыщения волокна дерева или выше. Также влагосодержание полученного шпона поддерживается в точке насыщения волокна или выше.
За исключением традиционного изготовления шпона, также известен так называемый технический шпон. При изготовлении шпона упомянутого типа стремятся к достижению постоянного качества и размерной точности для того, чтобы были доступны большие прогнозируемые характеристики конечного продукта из шпона.
В этой связи, например, традиционно изготовленный лущеный шпон, при необходимости после предварительной обработки, такой, как сушка или просушивание структур, склеивается один с другим и полученный таким образом материал впоследствии повторно строгается. Таким образом, может быть создана поверхность шпона, имеющая в основном заданную структуру поверхности, и отходы материла могут быть уменьшены. Однако полученный таким образом шпон, что касается его поверхности, никоим образом не сравним с обычной поверхностью шпона, поскольку полученный конечный продукт имеет ненатуральный эстетический вид и не дает впечатление натурального дерева. Также очевидно, что такие процессы является сравнительно сложными.
Изобретение основано на проблеме усовершенствования процессов изготовления шпона, известных в настоящее время, таких, при которых, начиная от исходного древесного сырья, может быть достигнут высокий выход высококачественного конечного продукта из шпона с минимальной сложностью. Таким образом, с одной стороны, процесс должен поддерживаться насколько возможно более простым, а с другой стороны, дополнительная обработка шпона должна быть облегчена для пользователя, например, производителя мебели. Кроме того, в шпоне должна поддерживаться эстетика используемого натурального дерева. Помимо этого, задачей было использовать стандартное оборудование процессов изготовления шпона Европейского стиля, в частности лущильные станки, допускающие скорости свыше 90 листов в минуту.
Упомянутая задача решена посредством способа изготовления шпона, имеющего признаки независимого пункта 1 формулы изобретения, и посредством устройства осуществления упомянутого способа согласно пункту 35 формулы изобретения. Кроме того, решение упомянутой задачи включает изготовление бруса в виде балки для изготовления шпона согласно независимому пункту 29 и шпон, соответствующий брусу per se согласно независимому пункту 33, соответственно пунктам 30 или 32.
Отдельно предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. При этом полное содержание всех пунктов формулы изобретения включено в данное описание посредством ссылки.
В способе изготовления шпона согласно изобретению плоские куски дерева в виде досок прочно полногранно склеиваются при помощи клея/адгезива, который также застывает в присутствии влаги, в брус в виде балки. Упомянутый брус разрезается по определенной плоскости сечения на шпон.
Согласно изобретению брус в виде балки увлажняется и/или термически обрабатывается перед разрезанием, посредством чего увлажнение и/или термическая обработка предпочтительно осуществляются при возрастающей температуре, предпочтительно при температуре >60°С, более предпочтительно при температуре >70°С, в частности при температуре между 75 и 85°С. Температура приблизительно 80°С является хорошо подходящей.
Упомянутое увлажнение и/или термическая обработка осуществляется в течение периода предпочтительно нескольких дней, в частности, в течение периода более чем двух дней, в частности, в течение периода от двух до трех дней.
Шпон, который получен из упомянутого бруса в виде балки, разрезанием (лущением/строганием) сушится для уменьшения влагосодержания ниже точки насыщения волокна дерева. Предпочтительно, влагосодержание высушенного шпона составляет ниже 80%, более предпочтительно ниже 60%, еще более предпочтительно ниже 40%. В частности, содержание воды составляет ниже 20%. Весьма предпочтительный шпон имеет влагосодержание между 5 и 20%.
Упомянутая точка насыщения волокна определяет точку в процессе сушки дерева, где упомянутая древесина, преимущественно, не содержит «свободную» воду, но только «связанную» воду. «Свободная» вода находится в ячеистых полостях дерева, а «связанная» вода находится в ячеистых стенках дерева.
Влагосодержание определяется согласно DIN 52 183.
Могут быть использованы другие методы определения, такие как электрические методы (измерение омического сопротивления) или определение через отражение инфракрасного излучения. Однако целесообразно использование вышеуказанного DIN метода в качестве градуировочного метода для получения сравнимых значений.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения упомянутый способ изготовления шпона содержит этапы (i)-(iv):
(i) склеивание плоских кусков дерева в виде досок посредством адгезива в брус в виде балки,
(ii) увлажнение и/или термическая обработка упомянутого бруса в виде балки,
(iii) разрезание упомянутого бруса в виде балки на шпон,
(iv) сушка упомянутого шпона, полученного на этапе (iii), до тех пор, пока влагосодержание становится ниже точки насыщения волокна.
В предпочтительном варианте осуществления за один ход лущильного станка, который используется на этапе (iii), на этапе (iv), получают шпон, где одна площадь поверхности предпочтительно составляет от 1 до 4 м2, более предпочтительно от 1,5 до 3,5 м2.
В предпочтительном варианте осуществления, длина шпона, полученного на этапе (iv), по существу соответствует длине упомянутого бруса.
Сушка на этапе (iv) осуществляется при возрастающей температуре, предпочтительно при температуре >40°С, более предпочтительно >70°С, в частности >100°С.
Предпочтительно, сушка осуществляется непосредственно после упомянутой резки на этапе (iii).
В другом предпочтительном варианте осуществления упомянутый способ дополнительно содержит один или более следующих этапов (v)-(vii):
(v) перед этапом (i): строгание по меньшей мере одной поверхности упомянутых деревянных кусков в виде досок;
(vi) перед этапом (ii): прессование упомянутого бруса в виде балки;
(vi) перед этапом (vi): укладка упомянутых деревянных кусков в виде досок.
Изобретатели обнаружили, что способы согласно изобретению обеспечивают экономичное изготовление большого разнообразия шпона, имеющего первоклассное качество. Преимущественно, в упомянутых способах могут применяться широко используемые машины и устройства. Посредством этапов кондиционирования согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения разрезание шпона приводит к тому, что он является чрезвычайно гладким и имеет высокое качество, а также при малой толщине шпона не вызывает трещин. Таким образом, применительно к настоящему изобретению, на самом деле возможно, однако не обязательно, поддерживать влагосодержание древесины постоянно в точке насыщения волокна или выше на протяжении всего способа, за исключением этапа (iv). Таким образом, способы согласно изобретению очевидно упрощены по сравнению с известным уровнем техники, например, по сравнению со способом, раскрытым в US 3969558.
В то же время согласно способам по изобретению шпон также имеет превосходное качество и экономичность. За счет применения в качестве сырьевого материала адгезива, который застывает также в присутствии влаги, могут использоваться произвольные куски дерева, без предварительной выдержки, например, в сушильной камере для регулирования определенного влагосодержания. Посредством протяженного проклеивания получают высококачественные и стабильные клеевые соединения без влияния на свойства шпона (например, нагреванием) и без необходимости удалять излишки клея в области соединений. Кроме того, с самого начала шпон может быть изготовлен с требуемыми размерами, которые могут быть приспособлены для последующей обработки, так, что отходы минимизируются, поскольку обрезка уже не требуется. И последнее, но не менее важное - то, что способы согласно изобретению также позволяют изготавливать имеющий различные структуры и полосчатый, тонкий и линейный на вид шпон.
Таким образом, куски дерева, используемые в качестве сырьевого материала, представляют собой такие куски, которые обычно называются досками. Однако не должно быть препятствий относительно, например, толщины соответствующей калибру упомянутых кусков дерева, пока, например, длина упомянутых кусков дерева больше, чем толщина таких кусков дерева. То же применимо к брусьям в виде балок, которые получены при осуществлении способа. Также здесь не должно быть препятствий относительно размеров соответствующих брусьев.
Кроме того, следует рассматривать, что применительно к настоящему изобретению, шпон разрезается, но не распиливается или иным образом формируется в процессе удаления (обработки резанием) волокон. Упомянутое разрезание часто также упоминается как «строгание» и имеет отношение к формированию шпона посредством ножа, лезвия или подобного.
Для создания различных узоров поверхности согласно изобретению плоскость сечения, вдоль которой брус разрезается на шпон, может свободно выбираться. В данном случае это возможно с помощью соответствующего выбора плоскости сечения, также для осуществления ротационного строгания или процесса резания ножевого шпона с движением бруса по половине окружности. Как правило, предпочтительно он обрабатывается способом, когда резка осуществляется поперечно, в частности, перпендикулярно плоскости, которая определяется адгезионными слоями. Как вариант или в дополнение, согласно одному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что направление сечения проходит поперечно направлению волокон кусков дерева, в частности, по существу перпендикулярно, посредством чего плоскость сечения является предпочтительно параллельной плоскости, которая включает продольную ось бруса.
В основном, в способах согласно изобретению могут использоваться произвольные куски дерева. Так, например, могут применяться такие куски дерева, которые склеены друг с другом из различных частей массива. Однако предпочтительно, чтобы данные куски дерева являлись досками из массива. Такие доски являются обычно распиленными досками из различных пород дерева, которые при необходимости являются строганными с одной или с обеих сторон. Как упомянуто выше, толщина или «калибр» таких цельных деревянных досок не является критичным для способа согласно изобретению.
Согласно одному варианту осуществления изобретения оказывается чрезвычайно экономичным то, что массивные доски являются бракованными досками, которые появляются в результате традиционного процесса изготовления шпона. Упомянутые так называемые «подгорбыльные доски» являются досками, имеющими толщину несколько миллиметров, которые, однако, по техническим причинам не могут дальше строгаться, хотя дерево упомянутых досок имеет обычно очень высокое качество. Упомянутый высококачественный материал может легко использоваться посредством способа согласно изобретению. Является преимущественным, если отходы строгания получаются из центра бруса, поскольку здесь он является высококачественным деревом, и в дальнейшем процессе могут быть предприняты необходимые меры (например, угол строгания/плоскость сечения) в отношении того, чтобы сердцевидные лучи не присутствовали в конечном шпоне, которые бы иначе существенно снизили экономическую выгоду.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения куски дерева являются сегментами, которые отделяются от центра бревна или «круглого лесоматериала» расщеплением бревна предпочтительно по меньшей мере на три сегмента. Во-первых, использование таких сегментов свежесрубленного бревна имеет то преимущество, что дерево является еще по существу необработанным и увеличивается возможность того, что при дальнейшей обработке будет происходить изменение материала, такое как потускнение. Кроме того, сегменты из центра бревна имеют ту отличительную особенность, что в упомянутых сегментах сердцевидные лучи очень разрастаются, которые более очевидно выступают в традиционном шпоне. В отличие от этого, в рамках настоящего изобретения, центральные сегменты бревна, из которого отщеплены полукруглые сектора, могут быть изготовлены в шпон посредством соответствующей обработки, предусматривающей соответствующие плоскости сечения, в которых сердцевидные лучи едва видны или не видны совсем.
В этом смысле, согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, далее предпочтительно, чтобы куски дерева являлись по существу полукруглыми сегментами, которые были отщеплены от граничных областей бревна расщеплением бревна предпочтительно по меньшей мере на три сегмента, посредством чего упомянутые по существу полукруглые сегменты склеиваются друг с другом своими плоскими сторонами и затем разрезаются предпочтительно по существу параллельно плоскости, которая определяется адгезионными слоями. В данном случае это является полностью новым способом изготовления, в котором сначала берется средний сегмент бревна и обрабатывается, как указано выше, тогда как, с другой стороны, граничные сегменты бревна могут быть склеены друг с другом, чтобы обеспечить возможность строгания упомянутых граничных сегментов, имея настолько мало отходов, насколько возможно, и используя стандартное оборудование для традиционного производства шпона.
Предпочтительно, в способе согласно изобретению используются куски дерева, имеющие сравнительно высокую (относительную) влажность дерева. Это является преимуществом для последующего процесса строгания, при котором разрезаемое дерево обычно должно иметь высокую влажность дерева. Соответственно, куски дерева, склеенные в способе согласно изобретению, в частности, имеют относительную влажность дерева в точке насыщения волокна или выше. Точка насыщения волокна изменяется между 60 и 90% относительной влажности дерева в зависимости от древесных пород. В таких ситуациях к тому же, упомянутое дерево предпочтительно является так называемым сырым пиломатериалом, то есть древесиной из свежераспиленных деревьев, которые или не хранились совсем или, в сравнении, выборочно сохранялись в течение короткого времени. В среднем сырой пиломатериал имеет относительную влажность приблизительно 80%.
В других вариантах осуществления способов согласно изобретению используемыми кусками дерева являются склеенные, имеющие очень высокую влажность дерева (увлажненные), посредством чего, например, упомянутая высокая влажность дерева может также достигаться увлажнением упомянутых кусков дерева. В таких ситуациях, можно принимать относительную влажность дерева >50%, в частности, между 50% и 80% или даже выше 80%.
Как уже упоминалось выше, в способе согласно изобретению плоские куски дерева в виде досок склеиваются друг с другом посредством адгезива, предпочтительно полногранно. В упомянутом контексте понятно, что упомянутый адгезив/клей должен быть способен обеспечить фиксированный, стойкий композит между склеенными кусками дерева. Кроме того, как обсуждается ниже, адгезив должен сопротивляться обработке бруса, который был получен с помощью адгезии перед разрезанием (например, обработка увлажнением), а также обработке шпона, который был получен после разрезания (например, обработка сушкой). Наконец, адгезив должен гарантировать надежное клеевое соединение, если, например, куски дерева, имеющие высокую влажность дерева (увлажненные), должны быть склеены друг с другом.
В данный момент уже известен ряд адгезивов, которые по меньшей мере частично удовлетворяют упомянутым требованиям и которые приводят по меньшей мере к удовлетворительному адгезивному соединению между кусками дерева.
В высокой степени подходящими для способа согласно изобретению являются так называемые полиуретановые адгезивы, в силу чего упомянутые адгезивы могут применяться как однокомпонентные адгезивы, так и как двухкомпонентные адгезивы. Так называемые термические полиуретановые адгезивы могут быть также очень предпочтительными. Как известно, однокомпонентные полиуретановые адгезивы используются как один продукт, посредством чего адгезив застывает, образуя нерастворимую в воде смолу вследствие вступления в реакцию содержащихся в нем изоцианатных групп с влагой дерева и/или другими полярными группами, содержащимися в дереве. Двухкомпонентные полиуретановые адгезивы состоят из двух различных ингредиентов и также застывают посредством взаимодействия влаги дерева.
Например, рыночным однокомпонентным полиуретановым адгезивным продуктом является адгезив Prefere 6000 компании Dynea, Norway или Collano RP 2501 компании Collano AG, Швейцария.
Термические полиуретановые адгезивы (так называемые «термоклеи»), такие как предлагаемые компанией Henkel, Германия, применяются в горячем виде и должны быть быстро обработаны. Здест также отверждение осуществляется посредством влаги дерева и/или других полярных групп, содержащихся в дереве. В процессе отверждения упомянутые термоклеи изменяются из термопластичного в отвержденное состояние. Для изобретения термическая стойкость, которая происходит в результате этого, является особенно преимущественной.
Предпочтительно однокомпонентные полиуретаны, имеющие содержание группы цианатов, являются теми, которые раскрыты в US 3897581, раскрытие которого включается в настоящее изобретение посредством ссылки. Предпочтительно наносить полиуретаны, которые были приготовлены посредством реакции подходящего полиглиголя с соответствующим полиизоцианатом. Предпочтительно реакция осуществляется способом, в котором упомянутый полиизоцианат наносится в стехиометрической добавке для гарантии содержания группы изоцианатов в полученном полиуретане, которое можно будет регулировать для характерных требований склеиваемого бруса.
Предпочтительные полигликоли - полиэтиленгликоль или полипропиленгликоль. В частности, упомянутый полигликоль является полипропиленгликолем.
Предпочтительно полиизоцианат выбирают из группы, состоящей из гексаметилендиизоцианата, ксилилендиизоцианата, толилендиизоцианата, дифенилметандиизоцианата, диметилдиизоцианата, гидрированного дифенилметандиизоцианата, гидрированного толилендиизоцианата, гидрированного ксилилендиизоцианата и их смесей.
Продукт реакции дифенилметандиизоцианата и/или гидрированного дифенилметандиизоцианата с полигликолем очень предпочтителен, в частности, с полипропиленгликолем.
Очень хорошие свойства достигаются, если применяется полиуретановый адгезив, который содержит продукт реакции дифенилметандиизоцианата с полигликолем, в частности, с пропиленгликолем.
В особенно предпочтительном варианте осуществления упомянутый дифенилметандиизоцианат содержит смесь 4,4'-дифенилметандиизоцианата и 2,4'-дифенилметандиизоцианата.
Далее предпочтительным является то, что упомянутый полицианат упомянутого очень предпочтительного варианта осуществления при необходимости также содержит модифицированный дифенилметандиизоцианат, такой как гибрированный дифенилметандиизоцианат или гомологический изоцианат.
Предпочтительно, содержание изоцианата в упомянутом полиуретане может колебаться в пределах между 5 и 25% по весу, исходя из общего количества упомянутого адгезива, более предпочтительно между 10 и 20%, в частности между 13 и 16%.
Вышеупомянутые типы полиуретановых адгезивов от компании Dynea или Collano основаны на дифенилметандиизоцианате.
Свежесрубленная древесина или другая древесина, которая может быть использована в способе согласно изобретению и которая распилена на плоские куски дерева в виде досок, может иметь влажность приблизительно 80%. При склеивании плоских кусков дерева в виде досок, имеющих такое высокое содержание влаги, вода, связанная в дереве, может неблагоприятно действовать на соединительные свойства наносимого адгезива/клея для некоторых пород и для короткого времени схватывания некоторых клеев. Таким образом, упомянутый адгезив/клей не вступает в реакцию требуемым образом, и адгезия в полученном брусе в виде балки не показывает желаемую стабильность. Такие недостатки не могут быть приняты при изготовлении шпона из такого бруса в виде балки. Соответственно, влагосодержание упомянутых склеиваемых кусков дерева в виде досок должно быть ниже 50%, предпочтительно явно ниже 50%. Куски дерева в виде досок, имеющие влагосодержание ниже 40%, являются очень подходящими для способа согласно изобретению для некоторых сортов и короткого времени схватывания некоторых клеев.
Особенно хорошо подходящие брусья в виде балок для способа согласно изобретению могут изготавливаться с помощью способа, содержащего следующие этапы:
(j) охлаждения поверхностей склеиваемых плоских кусков дерева в виде досок до температуры ниже 0°С,
(jj) нагревание склеиваемых поверхностей для испарения воды, присутствующей в области упомянутой поверхности внутри дерева,
(jjj) затем нанесение адгезива на обработанные таким образом поверхности,
(jv) склеивание упомянутых плоских кусков дерева в виде досок в брус в виде балки.
Предпочтительно на этапе (j) упомянутые поверхности охлаждаются до температуры между 0°С и -10°С, предпочтительно между -2°С и -6°С, в частности между -2°С и -4°С.
Предпочтительно, упомянутый процесс охлаждения осуществляется в камере охлаждения.
Нагревание на этапе (jj) может быть осуществлено под воздействием радиации, предпочтительно инфракрасной радиации или УФ-радиации. Однако также возможно применять горячий воздух.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения новый способ изготовления шпона содержит этапы (viii) и (ix) перед этапом (i):
(viii) охлаждения поверхностей склеиваемых кусков дерева в виде досок до температуры 0°С,
(ix) нагревания склеиваемых поверхностей для испарения воды, присутствующей в области упомянутой поверхности внутри дерева.
Для процесса разрезания на шпон полученный брус в виде балки должен иметь относительно высокую влажность. Согласно изобретению предпочтительно брус в виде балки имеет относительную влажность дерева >30% перед разрезанием. В частности, должна быть достигнута относительная влажность дерева >50%; относительная влажность дерева между 60 и 80% является предпочтительной.
Очевидно, что вариант реализации шпона, который получен в способе согласно изобретению, не может быть изменен только с помощью выбора плоскостей сечения в процессе разрезания/строгания.
Более того, в рамках настоящего изобретения также возможно, что модификация шпона может также быть различно изменена посредством вида склеивания отдельных кусков дерева друг с другом. Так, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения предусматривается, что плоские куски дерева в виде досок склеиваются друг с другом так, что направления их волокон по существу параллельны друг другу. Посредством такого склеивания может быть изготовлен шпон, имеющий минимум сложности и имеющий высокую точность, который имеет оптические свойства деревянного настила пола в виде «пола из шпунтовых досок» или «дощатого пола» и который может быть нанесен на подходящую подложку. Таким образом, является очень предпочтительным, чтобы куски дерева или по меньшей мере некоторые из упомянутых кусков дерева были склеены кромками друг с другом.
Кроме того, в контексте настоящего изобретения, что касается взаимной адгезии кусков дерева, смешанные формы также возможны. Так, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что плоские куски дерева в виде досок склеиваются друг с другом в паркет, в виде рисунка «в елочку». При таких рисунках «в елочку» направления волокон некоторых кусков дерева являются параллельными друг другу, в то время как направления волокон других кусков дерева являются поперечными друг другу, в результате чего достигается привлекательный оптический эффект, имеющий минимум сложности.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, определенному в п.15, куски дерева разных пород дерева могут быть склеены друг с другом так, чтобы создать таким образом различный шпон или рисунки шпона. Таким образом, в частности, могут быть созданы также с прожилками, тонкие, в виде линии узоры шпона, которые не могут быть получены посредством традиционной технологии и которые могут наименоваться как «промышленный орнамент».
Более того, способы согласно изобретению могут быть изменены предпочтительным образом так, что в брус, который получают склеиванием кусков дерева, вставляются или внедряются материалы, отличающиеся от дерева. Например, это может совершаться так, что над, под или между кусками дерева располагается по меньшей мере один отличающийся от дерева материал. По существу, в данном случае это также могут быть тонкие слои таких отличающихся от дерева материалов, как фольга или подобное. В частности, однако, упомянутые материалы являются также (более твердыми) плоскими кусками таких отличающихся от дерева материалов, которые так же, как куски дерева, можно называть, как «в виде досок». Также упомянутые фольга, куски, доски из отличающихся от дерева материалов затем внедряются в слоистый материал из кусков дерева с помощью склеивания, посредством чего расположение и последовательность кусков дерева и кусков отличающихся от дерева материалов может произвольно изменяться. Таким образом, могут создаваться новые материалы из шпона, которые состоят не только из дерева, но также состоят из комбинированного дерева, имеющего упомянутые отличающиеся от дерева материалы. Как уже упоминалось выше, как правило, склеивание осуществляется полногранно, то есть не только куски дерева склеиваются полногранно друг с другом посредством адгезива, однако куски отличающегося от дерева материала также склеиваются полногранно друг с другом и с соединением с кусками дерева. Таким образом, часто могут использоваться те же адгезивы, которые применялось для адгезии дерево/дерево, например, уже упомянутые полиуретановые адгезивы.
Предпочтительно упомянутые отличающиеся от дерева материалы являются металлами или сплавами металлов, в соответствии с чем здесь следует подчеркнуть, в частности, алюминий и алюминиевые сплавы. С другой стороны, предпочтительно в качестве отличающихся от дерева материалов упомянуть пластмассы, в частности, полиолефины, такие как полипропилен или сополимеры с такими полиолефинами.
В других предпочтительных вариантах осуществления согласно изобретению возможно использовать в качестве адгезива цветной адгезив или окрашенный адгезив. Посредством упомянутого способа, при изготовлении шпона согласно изобретению, полностью планомерно могут быть получены новые декоративные эффекты, которые охватывают цвет такого адгезива. С одной стороны, таким способом возможно приспособить цвет адгезива к цвету используемых кусков дерева, соответственно, к цвету кусков отличающегося от дерева материала. Таким образом, слой адгезива не отличается от слоя упомянутых кусков, что возможно могло бы причинять беспокойства. С другой стороны, цвет адгезива, таким образом, может быть сознательно выбран отличным от цвета используемых кусков дерева, соответственно, кусков отличающегося от дерева материала. Посредством этого в законченном шпоне, посредством упомянутого контраста, сознательно достигается другой декоративный эффект. Для этой цели, при необходимости, также могут быть использованы толстые слои адгезива, когда это было бы необходимо для технологических функций склеивания.
Согласно изобретению очевидно, что идея цвета адгезива может быть расширена до такого эффекта, чтобы материалы, используемые в качестве отличающихся от дерева материалов, были цветными или окрашенными. Соответственно, соответствующие используемые материалы не ограничиваются только их «натуральным» цветом, но могут быть достигнуты дополнительные декоративные эффекты.
Как уже упоминалось, в основном, толщина/калибр плоских кусков дерева, используемых для склеивания, не является критической. То же самое применимо к толщине/калибру кусков отличающихся от дерева материалов, которые внедряются в комбинированный деревянный материал. Однако по технологическим причинам предусматривается, что плоские куски дерева или плоские куски отличающихся от дерева материалов имеют толщину/калибр > 5 мм. В определенном таким образом диапазоне, в частности, следует наметить толщины/калибры между 5 и 120 мм. Это облегчает обработку на машинах, которые уже существуют в деревообрабатывающей промышленности. Что касается длины и ширины кусков дерева или кусков отличающихся от дерева материалов, ссылка делается на следующие пояснения, касающиеся размеров бруса, который изготавливается из кусков дерева (и на которые соответственно делается ссылка).
Соответственно, также размеры брусьев, получаемых в процессе склеивания кусков дерева и подобного, не являются критичными, то есть они могут изменяться в пределах широкого диапазона, насколько приемлемо. Однако в данном случае также предусматривается выбор размеров для брусьев, которые делают возможным их обработку, то есть резку/строгание на существующих обычно машинах для традиционного изготовления шпона.
Соответственно, такие брусья в виде балок способа согласно изобретению предпочтительно имеют длину >1,500 мм, предпочтительно >2,500 мм. Балки с длиной до 5,200 мм могут обрабатываться без проблем на распространенных резальных/строгальных машинах. В частности, соответствующие брусья имеют длину приблизительно 2,800 мм. Предпочтительно, ширина брусьев в виде балок составляет >60 мм, предпочтительно >1200 мм, в соответствии с чем, в частности, ширина должна быть намечена приблизительно 150 мм. Преимущественно высота таких брусьев в виде балок составляет >200 мм, предпочтительно >500 мм. Могут обрабатываться балки, имеющие высоту до 1,000 мм. В частности, следует придать особое значение высоте приблизительно 600 мм.
Более того, в способе согласно изобретению является предпочтительной сушка шпона, который получен после резания/строгания. Предпочтительно это осуществляется при увеличенной температуре, в частности при температуре, которая в зависимости от сортов дерева изменяется между 70 и 100°С. При использовании увеличенных температур, в частности при использовании температур >90°С, обычно периоды сушки до нескольких минут достаточны для удовлетворительной сушки полученного шпона. Таким образом, согласно изобретению, в частности, предпочтительно, чтобы сушка осуществлялась непосредственно после процесса разрезания.
Изобретатели обнаружили, что обработка соответствующих адгезионных поверхностей плоских кусков дерева в виде досок, перед склеиванием, имеет относительную важность в рамках настоящего изобретения. Благодаря упомянутой предпосылке, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, предусмотрено, что адгезионные поверхности строгаются перед склеиванием и, в частности, за счет использования вращающегося режущего инструмента. Посредством строгания адгезионных поверхностей, с одной стороны, в результате получается оптическая привлекательность едва заметных клеевых соединений и, с другой стороны, компактное и постоянное соединение между соответствующими кусками дерева.
Таким образом, оказывается чрезвычайно преимущественным, если ось вращения вращающегося режущего инструмента по существу проходит перпендикулярно обрабатываемой адгезионной поверхности. Посредством упомянутого расположения можно избежать различных недостатков, связанных с обычными продольно-фрезерными станками. В частности, можно избежать любых волнистостей адгезионных областей, и пористая структура дерева менее повреждается, посредством чего получается открытопористая структура, которая, в частности, хорошо подходит для принятия наносимого адгезива, так что в результате получаются практически невидимые клеевые соединения. Кроме того, такой инструмент также чрезвычайно хорошо подходит также для сырой древесины. Последнее, но не менее важное то, что расположение оси вращения вращающегося режущего инструмента является по существу перпендикулярным к обрабатываемой адгезионной поверхности для улучшенного удаления волокон, при котором избегается разнообразная механическая обработка, посредством чего получается более высокая износостойкость инструмента и еще более плоская поверхность обрабатываемой детали.
Так называемое время «схватывания» адгезива, применяемого в рамках настоящего изобретения, может быть в основном регулируемо посредством его композиции или при необходимости также посредством температуры обработки. В некоторых ситуациях может быть желательным иметь время схватывания насколько возможно долгим, например, если формируется большая пачка кусков дерева, которые впоследствии должны быть спрессованы. Чтобы продлить в данном случае время схватывания простым и эффективным способом, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения предусматривается, что адгезионные поверхности плоских кусков дерева в виде досок предварительно высушиваются перед склеиванием и, в частности, фактически с помощью нагревания, предпочтительно излучением посредством УФ-света или инфракрасного излучения. Посредством предварительного просушивания адгезионных поверхностей время схватывания адгезива продлевается, поскольку дерево обеспечивает меньше влаги для отверждения адгезива. Потери влаги на поверхности дерева не являются важными для дальнейшей процедуры, поскольку содержание влаги дерева является сбалансированным в пределах кратчайшего времени.
В одном варианте осуществления, предпочтительно, способ согласно изобретению отличается тем, что полученный шпон имеет толщину >0,25 мм, предпочтительно 0,6 мм. Предпочтительная максимальная толщина шпона составляет 4 мм. Таким образом, за счет своей толщины/калибра такой шпон находится в рамках обычного шпона, как он получается из традиционных процессов изготовления шпона.
За исключением описанного способа, изобретение включает уже упомянутый брус в виде балки для изготовления шпона. Упомянутый брус отличается тем, что плоские куски дерева в виде досок склеиваются посредством адгезива (предпочтительно полногранно). Что касается предпочтительных вариантов осуществления, в частности, следует обозначить, что над, под или между упомянутыми кусками деревянных пластин могут быть расположены предпочтительно куски в виде досок материала, отличающегося от дерева и/или другого типа дерева, которые, в частности, могут быть (полногранно) склеены дрг с другом и с упомянутыми кусками дерева. В частности, возможно, как уже упоминалось в контексте способов согласно изобретению, обеспечить цветные или окрашенные адгезивы для достижения дополнительных оптических эффектов. Также куски отличающегося от дерева материала могут быть при необходимости цветными или могут быть окрашенными.
Что касается других предпочтительных особенностей бруса согласно изобретению, можно сослаться на соответствующие объяснения в предшествующем описании и ссылка намеренно делается на него.
Наконец, изобретение также содержит сам шпон, который может быть получен из способа согласно изобретению или который получается разрезанием по заданной плоскости сечения из бруса в виде балки. Что касается свойств упомянутого шпона согласно изобретению, ссылка также делается на приведенное ранее описание и ссылка явно делается на него.
Способ согласно изобретению, брус, полученный согласно изобретению, и шпон, полученный согласно изобретению, имеют ряд особых преимуществ.
Для решения согласно изобретению первоначально описанная процедура согласно предшествующему уровню техники инвертирована так, что поверхность изготавливаемого шпона является уже сформированной до разрезания/строгания и только затем разрезается/строгается. Сборка/стяжка законченного продукта является только частично необходимой или не нужна совсем. Так, одно преимущество способа можно, преимущественно, увидеть в том, что отсутствует необходимость сортировать полученный шпон согласно его качеству и что упомянутый шпон затем не должен обрезаться в диапазоны использования. Использованием досок, имеющих видимые свойства и качества и/или за счет дополнительного внедрения определенных кусков отличающихся от дерева материалов, рисунки шпона и качества шпона, с произвольным выбором плоскости сечения, могут быть заранее определены. Посредством применения цветных или окрашенных адгезивов и посредством применения цветных или окрашенных кусков отличающихся от дерева материалов можно достичь дополнительных декоративных эффектов. За счет того, что шпон разрезается из бруса, имеющего заданные размеры, создается деревянный шпон, имеющий заданные размеры. Таким образом, деревянный шпон является шпоном с заданным качеством и заданными размерами, что означает, что он является реальным техническим шпоном, чьи эстетические свойства подобны натуральной строганной поверхности шпона.
Отсюда следует, что продукты могут быть непосредственно обеспечены из самого способа, который выполняется с целью конечного пользователя. Дополнительная обработка (сортирование, разрезание, сборка/стяжка и подобное) может быть полностью опущена или сравнительно упрощена.
Шпон, полученный по способу согласно изобретению, может быть преобразован самим производителем шпона, например, путем нанесения соответственно собранных листов шпона на подложке. Это является очень предпочтительным для производителей мебели, поскольку, таким образом, видимый конечный продукт может быть предусмотрен изготовителем мебели. Очевидно, что различные виды шпона (различные сорта дерева, рисунки из деревянных или других материалов, цветные или окрашенные адгезивы) могут быть произведены и могут быть преобразованы согласно требованиям потребителей.
Только с помощью комбинирования дерева с отличающимися от дерева материалами новые рисунки поверхности и, вместе с этим, полностью новый эстетический вид материала могут быть созданы, что увеличивает границы применения деревянного шпона.
Согласно другой цели настоящее изобретение предусматривает устройство для изготовления шпона, в частности, для осуществления вышеописанных способов, при этом устройство имеет признаки, определенные в пунктах 30-37 формулы изобретения. Посредством упомянутого устройства способы согласно изобретению могут быть реализованы очень просто и быстро для достижения преимуществ, которые обсуждались выше. Что касается преимуществ, явная ссылка делается на вышеприведенные разъяснения.
Относительно пункта 34 следует добавить, что обеспечение множества режущих элементов на вращающемся теле вращающегося режущего инструмента имеет то преимущество, что получается чрезвычайно плоская поверхность строганных адгезионных поверхностей, посредством чего повреждение отдельных строгальных элементов непосредственно не ведет к ухудшению качества обработки. Это, в частности, используется, когда режущие элементы имеют режущие кромки, которые являются по существу параллельными плоскости вращения вращающегося твердого тела.
Фиг.1 схематически показывает вид в перспективе бруса в виде балки согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 схематически показывает вид в сечении упомянутого бруса в виде балки, показанного на Фиг.1;
Фиг.3 схематически показывает вид в перспективе бруса в виде балки согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 схематически показывает вид в сечении упомянутого бруса в виде балки, показанного на Фиг.3;
Фиг.5 схематически показывает вид в перспективе бруса в виде балки согласно третьему предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 схематически показывает другой вид в перспективе бруса в виде балки, показанного на Фиг.5;
Фиг.7 схематически показывает вид в сечении бруса в виде балки, показанного на Фиг.5 и 6;
Фиг.8 схематически показывает вид в перспективе бруса в виде балки согласно четвертому предпочтительному варианту осуществления изобретения;
Фиг.9 схематически показывает вид в сечении бруса в виде балки, показанного на Фиг.8;
Фиг.10 схематически показывает вид в сечении бруса в виде балки, показанного на Фиг.8;
Фиг.11 показывает схематический вид в перспективе бревна, которое расщеплено на несколько секций;
Фиг.12 схематически показывает вид в перспективе бруса в виде балки согласно пятому предпочтительному варианту осуществления изобретения;
Фиг.13 показывает схематический вид сверху устройства для изготовления шпона согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения;
Фиг.14 схематически показывает вид в перспективе строгального устройства, которое предпочтительно используется в рамках настоящего изобретения;
Фиг.15 схематически показывает вид в перспективе традиционного способа изготовления шпона;
Фиг.16 схематически показывает вид в перспективе традиционного способа изготовления шпона;
Фиг.17 схематически показывает вид в перспективе традиционного способа изготовления шпона;
Фиг.18.1-18.3 схематически показывают вид в перспективе традиционного устройства для Европейского стиля изготовления шпона;
Фиг.19.1-19.2 показывают виды в перспективе устройства для осуществления нового способа изготовления шпона.
Описанные признаки и дополнительные признаки изобретения вытекают из следующего описания предпочтительных вариантов осуществления во взаимосвязи с зависимыми пунктами формулы изобретения. Здесь отдельные признаки могут быть реализованы каждый в отдельности или в комбинации друг с другом.
Ниже со ссылкой на Фиг.13 описывается предпочтительный вариант осуществления устройства 30 для изготовления шпона согласно настоящему изобретению. Устройство 30, показанное на Фиг.13, имеет последовательность технологических операций, которые иллюстрируются посредством пунктирной линии со стрелкой, посредством чего вдоль пунктирной линии надлежащее разгрузочное устройство может быть предусмотрено непрерывно или в секциях (здесь не показано). Таким образом, следует рассматривать, что в рамках настоящего изобретения для устройства 30 нет необходимости предусматривать все оборудование, которое показано на Фиг.13.
Во-первых, устройство 30 имеет оборудование 60 для грубого строгания, при котором плоские куски дерева в виде досок грубо строгаются, например, посредством продольно-строгального станка или подобного. Упомянутое устройство связано с оборудованием 61 для сортировки и оборудованием для обработки кромок, посредством чего вместо упомянутого оборудования 61 для сортировки часто также обученный персонал может использоваться для выбора таких обрабатываемых деталей из поставленных досок, пригодных для дальнейшей обработки.
Кроме того, устройство 30 имеет строгальное оборудование 63 для «чистового строгания» по меньшей мере одной поверхности соответствующих плоских кусков дерева в виде досок. В настоящем изобретении строгальное оборудование 63 является вращающимся режущим инструментом 63”, который на виде в перспективе схематично представлен на Фиг.14. Как показано на Фиг.14, ось вращения 63' вращающегося режущего инструмента 63” проходит по существу перпендикулярно поверхности обрабатываемого куска дерева 10. Таким образом, вращающийся режущий инструмент 63” имеет вращающееся тело, имеющее множество режущих кромок 63”', посредством чего упомянутые режущие кромки каждая имеют кромку ножа, которая по существу параллельна плоскости вращения вращающегося тела. В рамках настоящего изобретения, например, может использоваться система “Rotoles” компании Ledinek-Tec, D-Delmenhorst в качестве такого вращающегося режущего инструмента, хотя очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается ими.
Строгальное оборудование 63 соединено с оборудованием 64 сушки поверхности, которое в настоящем варианте осуществления реализовано оборудованием для УФ-радиации, радиации горячим воздухом или инфракрасной радиации. Упомянутое оборудование для УФ-радиации или инфракрасной радиации расположено так, чтобы на его поверхности предварительно высушивать перед этим строганную поверхность соответствующих кусков дерева 10.
Кроме того, устройство 30 имеет оборудование 65 нанесения для нанесения адгезива или клея на строганную и при необходимости предварительно высушенную, охлажденную и повторно нагретую поверхность соответствующих кусков дерева. В рамках настоящего изобретения оборудование 65 нанесения для адгезива может быть выполнено очень простым способом и, например, может содержать ролики для клея или подобное. Однако доказано, что особенно преимущественно, если упомянутое оборудование 65 для нанесения адгезива имеет множество форсунок для нанесения адгезива (здесь не показаны).
Далее устройство 30 содержит штабелирующее оборудование 66 для укладывания кусков дерева, которые снабжены адгезивом, в брус в виде балки. Здесь, например, оно может представлять собой сборочный стол, имеющий нисходящие циклы или подобное. Оборудование 66 для штабелирования соединяется с оборудованием для 67 прессования соответствующего бруса в виде балки. Оборудование для прессования, например, может приводиться гидравлически, пневматически или при необходимости также грузами и, например, может быть выполнено в виде карусели или в виде линейного пресса.
Оборудование 67 прессования соединяется с оборудованием 68 кондиционирования для увлажнения и/или термической обработки спрессованного бруса в виде балки. Оборудование 68 кондиционирования, например, может представлять собой нагреваемую водяную баню или паровую баню.
За упомянутым оборудованием 68 следует строгальное оборудование 69 (станок для строгания брусьев) для выравнивания одной стороны бруса в виде балки, чтобы его можно было правильно установить на режущем оборудовании 70.
Упомянутое оборудование 69 соединено с режущим оборудованием 70 (лущильный станок для изготовления шпона) для разрезания/строгания соответствующего спрессованного бруса на шпон. Таким образом, упомянутое оборудование 70 для резания/строгания может быть выполнено очень разными способами и, например, может выть выполнено с возможностью горизонтального или вертикального лущения, роторного лущения или эксцентричного роторного лущения.
Оборудование 71 сушки установлено ниже по потоку от оборудования резания/строгания, которое, например, имеет камеру, через которую проходит горячий воздух.
Наконец, на Фиг.18.1-18.3 сравнивается традиционный способ с новым способом, как схематично иллюстрируется на Фиг.19.1-19.2.
В традиционном способе согласно Фиг.18.1 бревно 50 освобождается от шелухи/окоряется посредством окорочного станка 58 и затем, например, продольно разрезается на половины посредством пилы 59, упомянутые половины увлажняются в увлажняющем оборудовании (оборудование 68 кондиционирования) и далее проходят строгальное оборудование 69. Строганные половины упомянутого бревна затем лущатся.
На Фиг.19.1-19.2 согласно новому способу доски строгаются посредством строгального оборудования 63 (предпочтительно посредством строгального станка компании Rotoles). Полученные плоские куски дерева 10 в виде досок затем проходят сушильное оборудование 64 для поверхности (например, УФ, горячим воздухом или инфракрасным излучением) и оборудование 65 нанесения для нанесения адгезива 20. Затем упомянутые куски дерева в виде досок с нанесенным адгезивом штабелируются в штабелирующем оборудовании 67 в один или более брус 12 в виде балки. Затем упомянутый брус в виде балки увлажняется в оборудовании 68 кондиционирования (например, водяной бане) для регулирования нужного содержания влаги и затем строгается посредством строгального станка 69 и лущится в режущем оборудовании 70 на шпон 14. После сушки в сушильном оборудовании 71 процесс изготовления шпона согласно способу по изобретению может быть завершен.
При необходимости изготовленный шпон может быть обрезан в продольном направлении и/или поперечном направлении 74, 75 и может быть обработан посредством сборки 79.
Новый способ изменяет процесс изготовления шпона Европейского стиля, так что для всех рисунков поверхности, которые являются «выстилающим подбором шпона», например, одинаково выглядящими пиломатериалами, следующий этап изготовления (отделка/обрезка шпона и трудоемкий процесс сборки/стяжки) становится ненужным. В то же время не требуется, как в способе Азиатского стиля, непосредственное использование и прессование поверхности шпона ввиду того, что шпон сушится до стандартного влагосодержания (8-16% влагосодержание). Сушка шпона до низкого влагосодержания позволяет транспортировать и сохранять деревянную поверхность перед нанесением ее на подложку.
Кроме того, в новом процессе согласно изобретению древесина, имеющая различное влагосодержание, может склеиваться вместе, и/или стандартные пиломатериалы, поставляемые в торговую сеть, могут использоваться вместе со свежими пиломатериалами/горбылем в том же процессе. Также возможно смешивать различные породы (или материалы). Кроме того, новый процесс также делает возможным изготовление шпона с невидимой клеевой линией при использовании стандартного клея, в то же время используя стандартное строгальное оборудование для шпона (включая увлажнение/нагревание и последующий процесс сушки). Новый процесс делает возможным изготовление поверхности шпона, которая может храниться и транспортироваться, и в то же время продукт сможет быть изготовлен при сравнительно более низкой стоимости, чем в традиционном процессе.
Еще одно преимущество нового способа состоит в том, что рисунок шпона и размер шпона могут выбираться и определяться перед строганием. Окончательно обработанные деревянные поверхности являются доступными после сушки, и нет необходимости в дальнейшей обработке перед нанесением на подложку.
Слиянием этапов способа согласно изобретению новый способ преодолевает ограничения предшествующего уровня техники.
Также в финансовом отношении новый способ имеет большие преимущества. Общие стоимости производства, включая стоимость сырьевого материала, являются по меньшей мере на 20% ниже, чем в стандартном способе (способ по Европейскому стилю). Он обеспечивает качество резки, которое не может быть достигнуто без процесса кондиционирования. Капиталоотдача дает огромные преимущества. За ход строгального станка вырабатывается приблизительно 3,0 м2 продаваемого продукта, а не 0,6 м2, как в традиционном способе. Строгальное и сушильное оборудование является безоговорочно наиболее дорогим, и таким образом, наиболее капиталоемкое оборудование в целой технологической цепочке от леса до сборки мебели используется значительно более эффективно. В качестве стандартных необработанных пиломатериалов может использоваться сырьевой материал, чрезвычайно увеличивающий потенциально доступные ресурсы по сравнению с использованием бревен для шпона. Кроме того, изобретение позволяет использовать чураки и пиломатериалы размерами, которые обычно не используются в лесопромышленном комплексе, посредством этого превращая отходы в высокоценный декоративный продукт.
Наиболее важным преимуществом является то, что подлинная деревянная поверхность может быть изготовлена при стоимости м2, которая делает натуральное дерево более конкурентоспособным с другими, заменяющими поверхностными материалами наподобие формуемого при низком давлении меламина, формуемым при высоком давлении меламином и другими. Это является прорывом для индустрии материалов поверхности.
Далее изобретение иллюстрируется посредством некоторых примеров.
1. Вариант осуществления
Работа устройства согласно изобретению, а именно, первого предпочтительного варианта осуществления способа согласно изобретению и продукт согласно изобретению далее описаны со ссылкой на Фиг.3, 4 и 13.
Сначала были предоставлены свежераспиленные доски 10 из дубового лесоматериала или букового лесоматериала, размеры которых (длина × ширина × высота) были 2,400 мм × 150 мм × 100 мм. Доски подвергались грубому строганию на оборудовании 60 для грубого строгания поверхностей с поздней адгезией и были впоследствии отсортированы, например, вручную или посредством сортирующего оборудования 61. Потом была произведена обработка кромок в соответствующем оборудовании 62, после чего поверхности с поздней адгезией строгались в строгальном оборудовании 63.
В зависимости от требуемого времени схватывания адгезива поверхность досок 10 с поздней адгезией может при необходимости быть предварительно высушена в сушильном оборудовании 64 для поверхности перед нанесением адгезива на адгезивную поверхность в оборудовании 65. В качестве адгезива, таким образом, был использован продукт Prefere 6000 компании Dynea. В данном случае это был однокомпонентный полиуретановый адгезив для деревянной конструкции с адгезивом, основанным на полиуретане. Для изготовления адгезива упомянутый адгезив был полногранно нанесен на одну сторону соответствующих адгезионных поверхностей досок. Для этого вместо форсунок также может использоваться шпатель или ролик. Таким способом нанесенное количество адгезива составляло около 250 г/м2 на деревянной поверхности.
Затем шесть досок 10 были штабелированы в штабелирующем оборудовании 66 в брус (с полученными размерами длина x ширина x высота: 2,400 мм × 150 мм × 600 мм) соответственно и были склеены друг с другом. После этого в прессующем оборудовании 67 было осуществлено застывание адгезива, посредством чего в данной ситуации было приложено давление приблизительно 1 Н/мм2 на время прессования приблизительно 8 часов.
Полученный таким образом брус 12 в виде балки из склеенных сплошных деревянных досок 10 имел достаточную твердость для последующих этапов обработки.
Далее в кондиционирующем оборудовании 68 склеенный брус в виде балки нагревали в воде, имеющей температуру приблизительно 80°С, в течение периода приблизительно 2,5 дней и затем строгали в шпон 14, имеющий толщину приблизительно 0,65 мм. В настоящей ситуации плоскость резания/строгания выбирается перпендикулярной плоскости, которая определяется адгезионными слоями 20, и фактически в продольном направлении бруса, так что был получен правильный шпон, имеющий ширину 600 мм и длину 2,400 мм. Таким образом, направление резания является поперечным волокнам дерева.
Полученный таким образом шпон 14 сушили непосредственно после строгания при температуре около 140°С в течение около 60 секунд.
2. Вариант осуществления
Ниже второй вариант осуществления способа согласно изобретению или продуктов согласно изобретению описывается со ссылкой на Фиг.1, 2 и 13. В принципе, второй вариант осуществления соответствует вышеописанному процессу, однако во втором варианте осуществления бракованные доски («подгорбыльные доски») из дуба (массив), имеющие толщину 13 мм и влажность приблизительно 65%, которая возникает в результате изготовления шпона, были предусмотрены без удлиненного периода хранения для изготовления бруса согласно изобретению.
Таким образом, отдельные доски были продольно и фронтально обрезаны до заданных размеров 2.400 мм × 150 мм. В целом, 12 отдельных досок 10 были предусмотрены для получения требуемой высоты 156 мм бруса 12 согласно изобретению.
После соответствующего строгания поверхности досок на одной стороне наносился адгезив/клей 20 в форме полос устройством нанесения клея компании Lamello AG (устройство LK5PUR). Используемая адгезивная композиция была однокомпонентным полиуретановым адгезивом компании Collano AG с временем обработки (временем схватывания) приблизительно 7 минут. Упомянутый адгезив содержал продукт реакции дифенил метана диизоцианата с полипропиленгликолем. Наносимое количество адгезива было приблизительно 150 г/м2.
Непосредственно после склеивания сформированный брус 12 был спрессован в течение 6 часов в прессующем оборудовании при давлении 0,8 Н/мм2. После последующего периода выдерживания в течение приблизительно 12 часов таким образом сформированный брус увлажнялся в течение следующих 24 часов при температуре приблизительно 80°С в водяной (паровой) бане 40. Брус 12, еще горячий, затем строгался в режущем/строгальном устройстве для шпона на шпон 14, имеющий толщину 0,65 мм (в продольном направлении, перпендикулярном плоскости адгезии), сразу после чего полученный таким образом шпон 14 сушили в сушильном оборудовании при температуре 140°С до относительной влажности дерева приблизительно 8%.
Полученный таким образом материал технический шпон имел надлежащее качество и мог быть определенно отличен от имеющегося на рынке шпона, что касается эстетических свойств, имеющего полосообразную продольную структуру, с прожилками, тонкого, линейчато выглядящего шпона. Затем он мог бы быть нанесен на соответствующие подложки, например, деревянные панели, за счет использования различных адгезионных процессов.
Поскольку по технологическим причинам при традиционной обработке шпона невозможно собирать узкие полосы шпона, упомянутые эстетические свойства в шпоне реализуемы только в процессе согласно изобретению.
1. Модификация
Начиная с свежераспиленных буковых досок, осуществлялся процесс согласно первому варианту осуществления, в котором в целом пять досок были склеены в брус согласно изобретению, имеющий высоту 500 мм. Заданные размеры досок были теми же, как для досок 10 согласно первому варианту осуществления.
После лущения в качестве материала был получен технический шпон, эстетические свойства которого были подобными нормальной просто собранной/строганной поверхности шпона. Например, такой шпон используется для дверных панелей или для лицевой части мебели.
2. Модификация
Были предусмотрены подгорбыльные доски от традиционного изготовления шпона, выполненные из орехового дерева и клена, имеющие толщину 14 мм и, как описано во втором варианте осуществления, которые подготавливались, строгались, при необходимости очищались и впоследствии склеивались. На упомянутом этапе склеивания сначала 3 доски, выполненные из клена, 1 доска, выполненная из орехового дерева, затем 3 доски, выполненные из клена, снова 1 доска, выполненная из орехового дерева, и, наконец, опять 3 доски, выполненные из клена, были склеены одна поверх другой. Посредством упомянутого склеивания 11 досок был получен брус согласно изобретению высотой 154 мм. Таким образом, упомянутая комбинация деревьев орехового дерева и клена является очень предпочтительной, поскольку дерево клена и ореховое дерево имеют подобные коэффициенты сушки и, таким образом, так полученный слоистый композит не имеет склонность расслаиваться или отрываться.
Технический шпон, который был получен согласно упомянутой модификации, что касается эстетических свойств, был подобным пластине, склеенной слоями из различных материалов. Из-за того, что при традиционном изготовлении шпона по технологическим причинам такие узкие полоски шпона не могут быть склеены, упомянутые эстетические свойства в шпоне могут быть достигнуты только посредством процесса согласно изобретению.
3. Модификация
В упомянутой модификации планируется осуществлять обработку согласно второму варианту осуществления, при этом, однако, вместо каждого 6 слоя дубовой доски возможно включить слой тонкой алюминиевой пластины (толщиной 0,8 мм) в слоистый композит и скрепить упомянутый композит склеиванием. Таким способом, возможно получить брус (из дерева), имеющий высоту в диапазоне 131 мм. В результате может быть получен технический шпон, эстетические свойства которого могли бы иметь строго продольную ориентацию (оптические характеристики в продольной ориентации) посредством включения алюминия. Упомянутая модификация еще не была осуществлена.
3. Вариант осуществления
3 модификация изобретения описывается со ссылкой на Фиг.5-7. В упомянутом варианте осуществления начинали с 10 досок, изготовленных из дуба, имеющих размеры (длина × ширина × высота) приблизительно 2,800 мм × 150 мм × 60 мм. Упомянутые дубовые доски были получены склеиванием коротких кусков 10 дуба, которые были свежераспилены из сырого пиломатериала посредством кромочного склеивания торцов полиуретановым адгезивом (продукт Prefere 6000, компания Dynea).
Полученные таким образом дубовые доски 10 строгались с обеих сторон до окончательной толщины 50 мм и были дополнительно обработаны согласно процессу согласно вариантам осуществления 1 и 2. Брус 12 в виде балки, имеющий высоту 300 мм, был получен согласно изобретению посредством того, что соответственно 6 таких дубовых досок были склеены друг с другом. Затем, как уже обсуждалось в вариантах осуществления 1 или 2, осуществлялось разрезание/строгание.
Что касается поверхностей полученного таким образом материала, технический шпон 144 был подобен обычной композиции паркетного пола, изготовленного из дуба.
4. Вариант осуществления
Четвертый вариант осуществления изобретения описывается со ссылкой на Фиг.8-10. Упомянутый вариант осуществления отличается тем, что деревянные доски 10 были склеены в брус 12 в виде балки в форме рисунка «в елочку», как показано на Фиг.8 и 9. Таким образом склеенные деревянные доски 10 были склеены друг с другом по их продольным поверхностям, соответственно, и соответственно передние поверхности деревянных досок 10 были так же склеены с боковыми поверхностями, соединяющими деревянные доски 10. Затем, как так же было объяснено в вариантах осуществления 1 или 2, осуществлялось прессование, распиливание и строгание.
5. Вариант осуществления
Пятый вариант осуществления описывается со ссылкой на Фиг.11-12. В упомянутом варианте осуществления были получены куски дерева для изготовления шпона, при котором сегмент II, как показано на Фиг.11, был отделен от центра бревна 50, посредством чего в настоящем варианте осуществления упомянутое бревно было расщеплено на три сегмента I, II, III. Некоторые куски дерева, которые были образованы сегментом II, могли быть преимущественно обработаны, как, например, уже описано в варианте осуществления 1.
Более того, также граничные сегменты I, III бревна могли бы преимущественно использоваться для изготовления шпона. Для этой цели граничные сегменты I, III, как показано на Фиг.12, были склеены друг с другом по их соответствующей плоской стороне и были затем разрезаны параллельно плоскости, определяемой адгезионным слоем. В данном случае порядок процесса принципиально соответствует процессу, как описано выше в первом варианте осуществления, за исключением того, что разрезание осуществляется по существу параллельно плоскости, определяемой адгезионными слоями.
ССЫЛОЧНЫЕ ПОЗИЦИИ
10 плоские куски дерева в виде досок
12 брус в виде балки
14 шпон
20 адгезив
30 устройство для изготовления шпона
50 бревно
58 окорочный станок
59 ленточная пила
60 оборудование для грубого строгания
61 сортирующее оборудование
62 оборудование для обработки кромок
63 строгальное оборудование
63” вращающийся режущий инструмент
63”' режущая кромка
63' ось вращения
64 сушильное оборудование для поверхности
65 оборудование нанесения для нанесения адгезива (20)
66 штабелирующее оборудование
67 прессовальное оборудование
68 кондиционирующее оборудование
69 станок для строгания бруса
70 режущее оборудование (станок для строгания шпона)
71 сушильное оборудование (сушилка для шпона)
72 накопитель шпона
73 обрезание шпона в продольном направлении
74 обрезание шпона в поперечном направлении
75 оборудование для обвязывания лентой/ремнем
76 сортировка шпона
77 ножницы для параллельного раскроя шпона
78 аппликатор клея для шпона
79 обработка сборкой/стяжкой (продольной или поперечной)
80 контроль качества и штабелирование
А-А плоскость сечения
B-B плоскость сечения
C-C плоскость сечения
D-D плоскость сечения
I (полукруглый) сегмент
II сегмент
III (полукруглый) сегмент
1. Способ изготовления шпона (14) в виде листа, который сформирован из слоев из плоских кусков (10) дерева в виде досок, в котором упомянутые слои склеены вместе посредством адгезива (20), содержащий этапы (i)-(iv):
(i) склеивания плоских, в виде досок кусков (10) дерева полногранно с помощью адгезива (20) в брус (12) в виде балки,
(ii) увлажнения упомянутого бруса (12) в виде балки, полученного на этапе (i),
(iii) разрезания упомянутого бруса (12) в виде балки, полученного на этапе (ii) так, что плоскость сечения (А, В, С, D) расположена поперечно к плоскости, которая определяется адгезионными слоями в упомянутом брусе, для получения шпона (14),
отличающийся тем, что после этапа (iii) выполняется этап (iv):
(iv) сушки упомянутого шпона (14), полученного на этапе (iii), пока влагосодержание не становится ниже точки насыщения волокна.
2. Способ по п.1, далее содержащий один или более этапов (v)-(vii):
(v) перед этапом (i): строгание по меньшей мере одной поверхности упомянутых плоских кусков (10) дерева в виде досок;
(vi) перед этапом (ii): прессование упомянутого бруса (12) в виде балки;
(vii) перед этапом (vi): штабелирование упомянутых кусков дерева (10) в виде досок.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на этапе (ii) брус (12) в виде балки увлажняют в течение периода в несколько дней, перед разрезанием, в частности, в течение периода двух или трех дней, предпочтительно при температуре >60°С, более предпочтительно, при температуре около 80°С.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что плоскость сечения (А, В, С, D) расположена перпендикулярно плоскости, которая определяется адгезионными слоями.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что куски (10) дерева являются, по меньшей мере частично, сплошными досками из массива.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что доски (10) из массива являются досками, которые изготавливаются при традиционном производстве шпона, в частности строганными отходами от центра бревна, так называемыми подгорбыльными досками.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что куски (10) дерева являются сегментами (II), которые отделены от центра бревна, предпочтительно расщеплением бревна на по меньшей мере три сегмента (I, II, III).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что куски дерева являются по существу полукруглыми сегментами (I, III), которые отделены от граничной области бревна (8), предпочтительно расщеплением бревна на по меньшей мере три сегмента (I, II, III), при этом по существу полукруглые сегменты (I, III) были склеены друг с другом с их плоской стороны и затем разрезаны, предпочтительно по существу параллельно плоскости, которая определяется адгезионными слоями.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что влажность кусков (10) дерева составляет >20%, предпочтительно, >30%, в частности, между 40 и 85%, при этом упомянутые куски (10) дерева, предпочтительно, состоят из так называемых свежераспиленных пиломатериалов.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что адгезив (20) представляет собой полиуретановый адгезив, предпочтительно, так называемый термический полиуретановый адгезив.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что адгезив (20) представляет собой так называемый однокомпонентный полиуретановый адгезив.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что брус (12) в виде балки, перед разрезанием, имеет влажность дерева около или выше точки насыщения волокна, в частности, влажность дерева между 60 и 80%.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые плоские куски (10) дерева в виде досок склеивают друг с другом таким образом, что направления их волокон по существу параллельны друг другу.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что упомянутые плоские куски (10) дерева в виде досок фронтально склеивают друг с другом.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые плоские куски (10) дерева в виде досок склеивают друг с другом в виде рисунка «в елочку».
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что выше или ниже или между кусками дерева (10) расположен по меньшей мере один плоский, предпочтительно в виде доски, кусок (10) другого сорта дерева, при этом, предпочтительно, упомянутые куски материала склеивают с граничащими кусками дерева или материала.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что выше или ниже или между кусками дерева (10) расположен по меньшей мере один плоский, предпочтительно в виде доски, кусок отличающегося от дерева материала, при этом, предпочтительно, упомянутые куски материала склеивают с граничащими кусками дерева или материала.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что упомянутый отличающийся от дерева материал представляет собой метал или сплав, предпочтительно, алюминий или алюминиевый сплав или пластик.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что плоские куски (10) дерева или плоские куски отличающегося от дерева материала имеют толщину>5 мм, предпочтительно, толщину между 10 и 120 мм.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что адгезив (20) представляет собой цветной адгезив или окрашенный адгезив.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушка на этапе (iv) осуществляется при увеличенной температуре, предпочтительно, при температуре >70°С.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что упомянутая сушка осуществляется непосредственно после разрезания.
23. Способ по п.1, отличающийся тем, что склеиваемые поверхности плоских кусков (10) дерева в виде досок строгают перед адгезией, предпочтительно, используя вращающийся режущий инструмент.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что ось вращения вращающегося режущего инструмента является по существу перпендикулярной обрабатываемой адгезионной поверхности.
25. Способ по п.1, отличающийся тем, что шпон (14), полученный на этапе (iv), имеет толщину > 0,25 мм, предпочтительно, 0,6 мм.
26. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина шпона (14), полученного на этапе (iv), по существу соответствует длине упомянутого бруса (12).
27. Способ по п.1, отличающийся тем, что шпон (14), полученный на этапе (iv), имеет площадь поверхности, предпочтительно, от 1 до 4 м2, более предпочтительно, от 1,5 до 3,5 м2.
28. Шпон (14) в виде листа, который состоит из слоев из плоских кусков (10) дерева в виде досок, при этом упомянутые слои вместе склеены посредством адгезива (20), отличающийся тем, что он изготовлен способом по любому одному из пп.1-27.
29. Устройство (30) для осуществления способа согласно любому одному из пп.2-27, содержащее:
строгальное оборудование (63) для строгания по меньшей мере одной поверхности плоских кусков (10) дерева в виде досок для осуществления этапа (v),
оборудование (65) нанесения для нанесения адгезива (20) на строганную поверхность плоских кусков (10) дерева в виде досок для осуществления этапа (i),
штабелирующее оборудование (66) для штабелирования кусков (10) дерева, которые снабжены адгезивом (20) в брус (12) в виде балки, для осуществления этапа (vii),
прессующее оборудование (67) для прессования соответствующего бруса (12) в виде балки для осуществления этапа (vi),
кондиционирующее оборудование (68) для увлажнения упомянутого бруса (12) в виде балки для осуществления этапа (ii),
режущее оборудование (лущильный станок для шпона) (70) для разрезания упомянутого соответствующего спрессованного бруса на шпон (14), для осуществления этапа (iii),
сушильное оборудование (сушилка для шпона) (71) для сушки упомянутого полученного шпона (14), для осуществления этапа (iv).
30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что строгальное оборудование (63) имеет по меньшей мере один вращающийся режущий инструмент (63'').
31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что ось вращения (63') вращающегося режущего инструмента (63'') расположена так, чтобы проходить по существу перпендикулярно обрабатываемой поверхности.
32. Устройство по п.30 или 31, отличающееся тем, что вращающийся режущий инструмент (63'') имеет вращающееся тело, имеющее множество режущих элементов (63'''), при этом режущие элементы имеют лезвия ножей, которые являются по существу перпендикулярными оси вращения (63') вращающегося тела.
33. Устройство по п.29, отличающееся тем, что дополнительно имеет сушильное оборудование (64) для поверхности, в частности, источник тепла, такой, как оборудование УФ радиации или оборудование инфракрасной радиации или подобное.
34. Устройство по п.29, отличающееся тем, что упомянутое оборудование (65) для нанесения адгезива (20) имеет множество форсунок для нанесения упомянутого адгезива (20).
