Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergüten einer Fläche einer Spanplatte, sowie eine entsprechende Vorrichtung. Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung kommen im Bereich der Bauelemente- und Möbelindustrie zum Einsatz.
Im Bereich der Bauelemente- und Möbelindustrie werden in zunehmenden Maße Spanplatten eingesetzt, um eine weitere Kostenreduzierung bei der Produktion zu erreichen. Spanplatten werden dabei üblicherweise in Pressen hergestellt. Zur Weiterverarbeitung der Spanplatten, die als Halbzeug in definierten Größen geliefert werden, werden diese auf ein bestimmtes Maß aufgeteilt. Vor der eigentlichen Oberflächenveredelung, insbesondere der Aufbringung einer Beschichtung/Kantenmaterial in Schmalflächenbereichen, werden sie dann nochmals maßhaltig bearbeitet.
Der Anteil der in diesem Bereich ebenfalls zum Einsatz kommenden MDF-Platten nimmt eher ab. Allerdings haben Spanplatten gegenüber MDF-Platten den Nachteil, dass die Schmalseiten der Werkstücke, in deren Bereich die Kernlage der Spanplatten freigelegt ist, relativ porös sind und ggf. auch vergleichsweise große Poren aufweisen. Um Spanplatten mit Blick auf Qualitätsanforderungen weiterverarbeiten zu können, beispielsweise ein Kantenmaterial an einer Schmalfläche einer solchen Spanplatte anzubringen, ist es deshalb erforderlich, die Schmalfläche des Werkstücks zu "glätten", also u.a. die offenen Poren der Kernlage der Spanplatte zu schließen.
Zu diesem Zweck ist es bekannt, einen Schmelzkleber im Bereich der Schmalseite der Spanplatte aufzutragen, der zumindest teilweise in die Poren eindringt und diese verschließt. Allerdings hat die Verwendung des Schmelzklebers den Nachteil, dass die entstehende Fläche relativ nachgiebig ist und eine Bearbeitung zum Erstellen einer definierten Geometrie mit spanenden Werkzeugen zu Schwierigkeiten führt. Nach Aufbringen eines Beschichtungsmaterials hat der Schmelzkleber ggf. den Nachteil, dass dieser, sofern der Schmelzkleber nicht abgetragen wird, einen elastischen Körper zwischen der Kernlage und dem Beschichtungsmaterial bildet.
Ein alternatives Verfahren ist deshalb der Einsatz von UV-Lack. Dabei kann die auf diese Weise vergütete Fläche nach dem Aushärten des UV-Lacks spanend bearbeitet werden. Allerdings ist der UV-Lack relativ teuer, sodass dessen Einsatz eher unwirtschaftlich ist, insbesondere wenn Spanplatten als vergleichsweise preisgünstiges Material zum Einsatz kommen.
Eine weitere Möglichkeit zum Verschließen der Poren der Kernlage einer Spanplatte oder ähnlichem ist der Einsatz eines UV-Schmelzklebers, der ebenfalls wie der UV-Lack nach dem Auftragen und Aushärten spanend bearbeitet werden kann. Doch auch das Rohmaterial des UV-Schmelzklebers ist sehr teuer und führt dazu, dass der UV-Schmelzkleber keinen wirtschaftlichen Durchbruch erreichte.
Als ein Dokument ist die
Als weiteres Dokument ist die
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der eine Spanplatte vor der Weiterverarbeitung, insbesondere dem Aufbringen eines Beschichtungsmaterials, vergütet werden kann. Das Verfahren bzw. die Vorrichtung soll kostengünstig umsetzbar sein und eine verbesserte Umweltbilanz ermöglichen.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 stellt ein entsprechendes Verfahren bereit. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Ferner zielt die vorliegende Erfindung mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9 auf eine Lösung ab.
Der Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung ist insbesondere der Bereich der an den Schmalseiten der Spanplatte freigelegten Kernlage.
Auch wenn bei Spanplatten die sogenannten Breitseiten bereits bei der Herstellung mit jeweils einer Deckschicht versehen werden, ist die Erfindung nicht auf eine solche Anwendung beschränkt. Auch andere Abschnitte als die Schmalseiten können ggf. Poren aufweisen und sollen dennoch in hoher Qualität mit einem Beschichtungsmaterial versehen werden, so dass die erfindungsgemäße Vergütung auch in diesen Bereichen zum Einsatz kommen kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein bei einer Bearbeitung eines Halbzeuges "anfallendes Material" mit einem Bindemittel zu einer aushärtbaren Masse vermischt. Durch die Verwendung eines bei einer Bearbeitung eines Halbzeuges anfallenden Materials wird ein effektives Recycling umgesetzt, insbesondere wenn das "anfallende Material" in dem Bereich "erzeugt" wird, wo auch sein weiterer Einsatz erfolgt (Mischen mit Bindemittel und Vergüten einer Werkstückfläche). In letzterem Fall findet demnach nicht nur ein Recycling statt, sondern es können auch kurze Wege gewährleistet werden, insbesondere wenn die Bearbeitung des Halbzeuges und die Vergütung einer Werkstückfläche in unmittelbarer Nähe, ggf. in der gleichen oder einer benachbarten Fertigungsstraße - bzw. der gleichen Maschine, erfolgen.
Ein Halbzeug ist im Möbel- und Bauelementebereich vorzugsweise eine Spanplatte, eine HDF-Platte, eine MDF-Platte, eine Verbundplatte, eine Leichtbauplatte mit Wabenstruktur, ein Sperrholzelement oder ein Laminatwerkstück. Beispielsweise kann es sich um ein Türelement mit Verbundstruktur handeln.
Das "anfallende Material" umfasst rein bespielhaft Holzspäne oder -körner, wie sie bei einer Fräs- oder Schleifbearbeitung einer Spanplatte entstehen. In diesem konkreten Beispiel können je nach Werkstoffkonsistenz des Ausgangswerkstücks, dem das anfallende Material entnommen wird, die Werkstoffanteile variieren: Eine Spanplatte enthält neben holzbasierten Anteilen auch weitere Zusatzstoffe, die ebenfalls Eingang in das "anfallende Material" finden können.
Um den Umweltgedanken weiter voranzutreiben, kann das oben genannte, bei einer Bearbeitung eines Halbzeuges "anfallende Material" bei der Weiterverarbeitung solcher Halbzeuge verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist das Werkstück mit der zu vergütenden Fläche eine Spanplatte. Somit wird die Wiederverwertung von Werkstoffen ermöglicht (anfallendes Material), die andernfalls ggf. entsorgt werden, und zwar insbesondere bei gleichen oder ähnlichen Werkstückarten, die bereits zur Gewinnung des anfallenden Materials dienen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das bei einer Bearbeitung eines Halbzeuges anfallende Material, bevorzugt Holzspäne oder -staub, vor dem Vermischen mit dem Bindemittel aufbereitet, insbesondere zur Anpassung der Span- oder Korngröße gemahlen, zerkleinert und/oder gesiebt. Auf diese Weise kann das anfallende Material für den Einsatz als Füllstoff vorbereitet werden, so dass die zu vergütende Fläche hervorragende Oberflächeneigenschaften erreicht.
Ferner wird die Fläche nach dem Aushärten der Mischung spanend nachbearbeitet. Dies kann mit einem Fräser oder einer Schleifvorrichtung durchgeführt werden. Auf diese Weise wird die Oberfläche der mit der aushärtbaren Mischung versehenen Fläche nochmals verbessert. In einer weiteren Variante zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass auf die Fläche ein spanend bearbeitbarer Lack aufgetragen wird, wobei die Auftragung bevorzugt nach dem Aushärten der Mischung erfolgt. Somit stellt diese Variante einen weiteren Vergütungsschritt bereit.
Ferner kann die auf die Fläche aufgetragene, aushärtbare Mischung vor dem Aushärten mit einer Formgebungseinrichtung in Form gebracht werden. Auf diese Weise wird die aushärtbare Mischung ggf. noch weiter in Poren der Fläche des Werkstücks gedrückt, bzw. es wird eine zusätzliche Glättung erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Bindemittel ein Klebstoff, insbesondere ein Holzleim. Beispielsweise handelt es sich beim Klebstoff um PVAc (Polyvinylacetat), einen Zweikomponentenklebstoff oder einen Klebstoff auf Basis eines Bio-Polymers. Auch kann als Bindemittel extrudierbares Holzmaterial, beispielsweise unter Verwendung von PP oder PE zum Einsatz kommen.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Mischung mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mittels Mikrowelle, Laserstrahlung, IR-Strahlung, Plasma oder Heißluft ausgehärtet. Auf diese Weise wird eine zügige Weiterverarbeitung der mit der aushärtbaren Mischung versehenen Fläche möglich.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der zuvor genannten Aspekte, welche Vorrichtung die Merkmale des Anspruchs 9 umfasst.
In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung mit einer Aufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten des bei der Bearbeitung eines Halbzeuges anfallenden Materials ausgestattet, insbesondere zum Anpassen der Span- oder Korngröße des anfallenden Materials durch Mahlen, Zerkleinern und/oder Sieben.
Die Vorrichtung umfasst dabei ferner eine Nachbearbeitungseinrichtung zum spanenden Nachbearbeiten, der mit der aushärtbaren Mischung versehenen Fläche, um die mit der aushärtbaren Mischung versehene Fläche weiter zu vergüten.
Ferner kann die Vorrichtung mit einer Formgebungseinrichtung zum in Form bringen der aufgetragenen Mischung ausgestattet sein. Auf diese Weise wird die aushärtbare Mischung ggf. noch weiter in Poren der Fläche des Werkstücks gedrückt bzw. es wird eine zusätzliche Glättung der erstellten Oberfläche erreicht. In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Formgebungseinrichtung um einen Gleitschuh.
Eine Einrichtung zum Auftragen eines spanend bearbeitbaren Lacks auf die Fläche ist eine weiter optionale Komponente im Rahmen der Erfindung, wobei die Einrichtung separat von der Auftragungseinrichtung vorgesehen sein kann.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen bestimmter Einzelmerkmale können jeweils miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen zu definieren. Ferner sind das beschriebene Ausführungsbeispiel sowie die Modifikationen jedoch nicht einschränkend zu betrachten und können im Rahmen der in den Ansprüchen dargelegten Sachverhalte geeignet modifiziert werden.
Spanplatten werden üblicherweise in relativ großen Formaten von beispielsweise 5 x 2,5 m in Pressen hergestellt. Solche Spanplatten stellen Halbzeuge dar, die für die weitere Verarbeitung aufgeteilt werden. Vor der eigentlichen Oberflächenveredelung, beispielsweise dem Aufbringen eines Beschichtungsmaterials, werden die Plattenzuschnitte nochmals maßhaltig bearbeitet. Dieses maßhaltige Bearbeiten wird auch als Formatieren bezeichnet (siehe Schritt S1 in
Das bei der Bearbeitung der Spanplatten anfallende Material, insbesondere Späne sowie weitere in Spanplatten enthaltene Werkstoffe (nachfolgend auch als "anfallendes Material" bezeichnet), werden im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform aufbereitet (Schritt S2), insbesondere auf eine definierte maximale Korngröße gebracht/zerkleinert, beispielsweise gemahlen, getrennt oder gehäckselt, und/oder gesiebt. Durch das Sieben des bei der Bearbeitung der Spanplatten anfallenden Material können Körner oder Späne, die bereits für die Weiterverarbeitung geeignet sind, zügig herausgefiltert werden, während zu große Körner oder Späne einer weitere Aufbereitung, bspw. einer Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt werden.
Auch können im Verfahrensschritt des Aufbereitens Inhaltsstoffe herausgefiltert werden, da im Falle von Spanplatten und bei der Verwendung des beim Aufteilen der Spanplatten anfallenden Materials ggf. höhere Holzanteile gewünscht sind. In einem Beispiel wird das Material gemahlen und einem Wasserbad zugeführt, so dass die Holzkörner an der Wasseroberfläche treiben, während schwerere Materialien im Wasser absinken.
Ferner kann das Aufbereiten in bestimmten Varianten der vorliegenden Ausführungsform das Beimischen von Additiven umfassen, bspw. um das angefallene (Holz-)material biegsamer zu machen.
Das auf die zuvor beschriebene Weise bereitgestellte und ggf. aufbereitete, anfallende Material kann in einer weiteren Ausführungsform mit weiterem Holzmaterial vermengt werden, beispielsweise Holzmehl oder weitere Holzspäne.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, anstelle der Aufbereitung von bei der Bearbeitung der Spanplatten anfallendem Material ein Material zu verwenden, das extern produziert wird. Beispielsweise kann Sägemehl oder Schleifstaub zum Einsatz kommen. Somit kann der Schritt S2 übersprungen werden. Allerdings kann auch dieses Material zusätzlich einem der zuvor genannten Aufbereitungsschritte unterzogen werden.
In jeder der zuvor genannten Alternativen wird somit ein Material auf Holzbasis, ggf. mit weiteren Anteilen, bereitgestellt, das somit in einem Speicher bereitgestellt oder vorgehalten werden kann.
Dieses Material wird mit einem Klebstoff bzw. Haftmittel, insbesondere PVAC, vermengt (Schritt S2), und zwar derart, dass das Material auf Holzbasis 50 Volumen-%, insbesondere 70 Volumen-%, besonders bevorzugt 80 Volumen-% oder mehr als Basismaterial einnimmt. Das mit dem Klebstoff vermengte Material wird nachfolgend auch als "aushärtbare Mischung" bezeichnet.
Anschließend wird die aushärtbare Mischung mittels Pumpen, beispielsweise mittels Schneckenpumpen, durch eine Düse gepresst und auf die Schmalfläche einer Spanplatte aufgetragen (Schritt S4). Ggf. wird das derart aufgepresste Gemisch, das zumindest teilweise in die Poren der Spanplatte eindringt, mittels einem Schuh oder einer Rakel in Form gebracht.
Nachfolgend wird die aushärtbare Mischung getrocknet bzw. ausgehärtet(Schritt S5). Wird beispielsweise PVAC-Leim als Klebstoff für die aushärtbare Mischung verwendet, kann dieser mittels einer Mikrowellen-Energiequelle relativ zügig ausgehärtet werden. Auch eine Lufttrocknung ist nach der Aktivierung der aushärtbaren Mischung möglich.
Nach dem Aushärten wird die mit der aushärtbaren Mischung behandelte Fläche der Spanplatte, insbesondere die Schmalseite, nochmals spanend bearbeitet und in eine definierte maßhaltige Form gebracht (Schritt S6).
Ggf. ist es möglich, dass durch die schnelle Aushärtung der aushärtbaren Mischung Poren in deren Gefüge entstehen. In diesem Fall kann nach dem Auftragen der aushärtbaren Mischung sowie der ggf. spanenden Bearbeitung eine weitere Schicht aufgebracht werden. So können auch konventionelle Veredelungsmaterialien verwendet werden, wie beispielsweise UV-Lack, UV-Schmelzkleber oder Schmelzkleber. Allerdings konnte mit dem bereits durchgeführten Verfahrensschritt (Auftragen der aushärtbaren Mischung) ein Verschluss der großen Poren mit einem vergleichsweise kostengünstigen Füllmaterial erreicht werden, und für die abschließende Oberflächenveredelung mit einem kostenintensiveren Material ist eine deutlich geringere Menge zu verwenden.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird nun ein Beschichtungsmaterial auf die vergütete Fläche aufgebracht (Schritt S7).
Die vorliegende Erfindung hat somit den Vorteil, dass ein vergleichsweise kostengünstiger Füllstoff (aushärtbare Mischung) für die verstärkt zum Einsatz kommenden Spanplatten mit teilweise relativ großen Poren bereitgestellt wird. Dies führt zu möglichen Kosteneinsparungen bei Verbesserung der Oberflächenqualität einer Schmalfläche der besonders porösen Platten. Darüber hinaus ist auch auf den ökologischen Einsatz hinzuweisen, da zum einen gezielt Holzmaterial als Füllstoff eingesetzt wird, und in der oben beschriebenen Zielrichtung speziell auf wiederaufbereitetes Material gesetzt wird.
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