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Verfahren und Vorrichtung zum Verpressen von lockeren Formlingen aus mit Bindemittel versetzten Holzspänen zu Pressplatten in einer beheizten Presse
Bei der Herstellung von Platten oder sonstigen flächigen Körpern aus mit Bindemittel versetzten Holzspänen durch Heisspressen geht die Tendenz seit einiger Zeit eindeutig in Richtung möglichst kurzer Presszeiten. Man will also durch Ausnutzung technologischer Erkenntnisse und den Bau verbesserter Maschinen die Produktionskapazität der Fertigungsanlagen auf ein Maximum bringen.
Bekanntlich müssen bei der Erzeugung von Holzspanplatten lockere Formlinge aus mit Bindemittel versetzten, im wesentlichen trockenen Holzspänen in einer beheizten Presse zu soliden Platten konsolidiert werden. Da die Pressanlagen ausserordentlich kostspielig sind, ist eine wirtschaftliche Erzeugung von Platten nur dann möglich, wenn die Presszeiten kurz sind. Dies bedingt die Anwendung möglichst hoher Presstemperaturen, etwa im Bereiche von 160 bis 200 C und mehr.
Derart hohe Presstemperaturen sind freilich nicht ohne Nachteil. Man hat festgestellt, dass bei modernen Pressanlagen mit hohen Temperaturen die an den Deckschichten, insbesondere der oberen Deckschicht, liegenden Späne durch direkte Kontaktwärme und intensive Wärmestrahlung der Heizplatten zu stark erhitzt werden, bevor die Presse geschlossen bzw. bevor der Druck aufgebaut ist.
Daraus resultiert ein zu frühes Abbinden der an den Teilchen der äussersten Zonen haftenden Bindemittel, so dass die Deckschichten nicht dicht, geschlossen und zugfest, sondern porös und locker werden. Das durch das zu frühe Abbinden der Bindemittel der aussenliegenden Holzspäne bedingte Abschleifen der Platten bringt grosse Verluste von Holzwerkstoff und Bindemittel mit sich. Die durch die Anwendung hoher Temperaturen erzielten Vorteile werden in dieser Weise wieder weitgehend aufgehoben.
Man hat schon versucht, den beschriebenen Nachteilen dadurch zu begegnen, dass man auf die obere Fläche des Formlings ein Blech auflegt, welches die am meisten der Wärmestrahlung ausgesetzten Holzspäne gegen zu grossen Wärmeeinfluss schützt. Ganz abgesehen davon, dass derartige Bleche unhandlich sind und deren Kühlung umfangreiche Installationen erfordert, ist zu bemerken, dass eine Blechzwischenlage infolge der hohen Wärmeleitfähigkeit des Metalls beim Schliessen der Presse ohne besondere Verzögerung Wärmeenergie überträgt, wodurch die äussersten Zonen der Teilchenmasse auf eine hohe Temperatur gebracht werden, bevor der Druck aufgebaut ist. Gänzlich unbrauchbar sind derartige Bleche bei sehr langen Pressen.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpressen von lockeren Formlingen aus mit Bindemittel versetzten Holzspänen zu Pressplatten in einer beheizten Presse. Der Kerngedanke des neuen Verfahrens liegt nun darin, dass vor Beginn des Heisspressvorganges zwischen wenigstens die eine Seite des Formlings und die dieser Seite gegenüberliegende Heizplatte der Presse mindestens eine gekühlte Zwischenlage mit einer gegenüber Vollmetall geringeren Wärmeleitfähigkeit gebracht wird, welche Zwischenlage mindestens im Verlaufe der druckaufbauenden Phase der Pressoperation die übertragung von Wärmeenergie verzögert, und dass die genannte Zwischenlage bis zum Ende des Pressvorganges in der Presse verbleibt, worauf sie von der gepressten Platte getrennt und für eine weitere Pressoperation erneut gekühlt wird.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass die Ausbildung einwandfreier
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Deckschichten durch ein Verzögern des Wärmeüberganges beim Pressen während der druckaufbauenden
Phase möglich ist. Die Verwendung einer wärmeisolierenden Zwischenlage wirkt sich so aus, als ob die
Presse im Anfangsstadium der Pressoperation eine tiefere Temperatur aufweisen würde. Unter dem Begriff "wärmeisolierende Zwischenlage" soll eine Zwischenlage aus irgendeinem Material und von irgendwelcher Beschaffenheit verstanden werden, sofern es sich nicht um ein volles Blech handelt ; beispielsweise eignen sich nichtmetallische Materialien, u. zw. solche organischer oder anorganischer
Natur. Unabdingliche Voraussetzung ist lediglich, dass die Zwischenlage aus einem hitzebeständigen
Material besteht.
Versuche haben die Eignung von Kunststoff-, Glasfaser- und Textil-Geweben erwiesen.
Günstig sind auch Folien wie beispielsweise solche aus Teflon mit einer Dicke von beispielsweise 0, 5 bis
2 mm. Ferner werden die geforderten Eigenschaften beispielsweise durch Silikon-Kautschuk, verstärkt durch Glasfasern, Asbest, Vermiculit, Steinwolle od. dgl. erfüllt.
Die isolierende Zwischenlage kann auch ganz oder teilweise aus Metall bestehen. Damit eine genügende Isolationswirkung während der Druckaufbauperiod, e gewährleistet ist, empfiehlt es sich, sofern ausschliesslich Metall Verwendung findet, die Zwischenlage aus Metallgewebe oder-geflecht herzustellen. Die beabsichtigte Verzögerung des Wärmetransportes ist dann durch die Lufteinschlüsse gesichert. Vor allem bei Zwischenlagen dieser Art kann ein besonders ausgeprägter Effekt auftreten, nämlich die sich anscheinend feindlich gegenüberstehenden Eigenschaften der hohen Isolation bei geringem Druck und der guten Leitfähigkeit bei hohem Druck. Diese sehr erwünschte Wirkung ist auf die federnden Eigenschaften des Gewebes oder Geflechtes zurückzuführen.
Im stark komprimierten
Zustand legen sich die Metalldrähte des Gewebes oder Geflechtes aufeinander, so dass sich die
Zwischenlage praktisch gleich verhält wie die bekannten Zwischenlagen aus Vollmetall.
Eine ähnliche Änderung der Eigenschaften bei verschiedenen Drücken kann auch bei Unterlagen aus andern Materialien beobachtet werden, beispielsweise bei porösen und kompressiblen Kunststoffen oder bei elastischen Kunststoffen mit Metalleinschlüssen, welche im komprimierten Zustand der
Zwischenlage einander genähert sind und dadurch für einen guten Übergang der Hitze bei geschlossener
Presse sorgen.
Eine besonders einfache und wirkungsvolle Verzögerung des Temperaturanstiegs in den
Deckschichten des zu verpressenden Formlings kann erreicht werden, wenn man mindestens eine Zwischenschicht vor dem Einführen in die geöffnete Presse befeuchtet. Es ist dann zunächst diese Feuchtigkeit unter Aufwand von Wärmeenergie zu verdampfen, bevor die Temperatur an der Aussenseite des Formlings über die Verdampfungstemperatur der zum Befeuchten verwendeten Flüssigkeit ansteigen kann. Es empfiehlt sich hiebei die Benutzung einer Zwischenlage aus saugfähigem Material, etwa ein Textilgewebe od. dgl. Damit der entstandene Dampf leicht abziehen kann, wird des weiteren vorgeschlagen, zwischen den Formling und die Zwischenlage oder die Zwischenlage und die Heizplatte ein mehr oder weniger grobes Sieb bzw. ein Gewebe od. dgl. einzuschalten.
Vorteilhaft ist auch die Vorsehung einer Zwischenlage aus Metallblech zwischen das befeuchtete Gewebe und den Formling. Dadurch ergeben sich besonders günstige Voraussetzungen für die Erzielung von Platten mit glatten, dichten und vorzüglich abgebundenen Deckschichten. Trotzdem sind die Presszeiten sehr kurz, weil nach der ersten Pressphase die Temperatur sehr rasch ansteigt. Dieses Verfahren hat eine entfernte Analogie mit dem vor mehreren Jahrzehnten erstmals vorgeschlagenen Befeuchten von Deckschichten eines Holzspanplatten-Formlings. Allerdings ist hier der eigentliche Feuchtigkeitsgradient nach aussen verlegt, wobei zu sagen ist, dass das neue Verfahren wohl in den meisten Fällen in Verbindung mit dem bekannten Deckschicht-Befeuchten die allerbesten Resultate ergibt.
Die Zeichnungen veranschaulichen eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Die Fig. l zeigt eine Presse mit den notwendigen Wärmeschutzeinrichtungen von der Seite gesehen und Fig. 2 illustriert einen Schnitt durch diese Presse entlang den Linien 2-2 gemäss Fig. l.
Die zum Konsolidieren von Spanplattenformlingen-l-und zum Herstellen von Platten --2-- dienende Presse ist von üblicher Bauart. Sie besteht aus einem Gestell-3-, einem Presstisch --4-- und einem durch hydraulische Vorrichtungen--6--heb-und senkbaren Pressstempel --5--. Für den Transport der Formlinge--l--sind an sich bekannte flexible Unterlagen--7-- vorhanden, auf welche die Holzspanteilchen durch eine nicht dargestellte Streustation gestreut werden, und welche zum Transport der Formlinge in die geöffnete Presse dienen. Die Unterlagen verbleiben während der Pressoperation in der Presse. Jede flexible Unterlage --7-- ist am vorderen Ende mit einer Querschiene--8--versehen.
Für den Transport der Unterlagen dient unter anderem ein Fördersystem, bestehend aus einer Kette--9-und den Kettenrädern --10, 11, 12 und 13-. An der Kette --9-- sitzen Mitnehmer --14--, die mit den seitlich über die Unterlagen --7-- sich
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erstreckenden Enden der Querschiene-8-zusammenwirken. Für das Umlenken der flexiblen Unterlagen sind Rollen-15 und 16-und für das Aufliegen dieser Unterlagen beim Rücktransport ist ein Rost --17-- vorgesehen. Selbstverständlich muss auf jeder Seite der Presse eine Transportkette vorhanden sein.
Hinzuzufügen ist noch, dass vor der Presse ein Auflagetisch od. dgl. für die beladenen Unterlagen --7-- vorhanden sein muss. Dieser ist der übersichtlichkeit halber weggelassen.
Bei der dargestellten Vorrichtung sind zwei isolierende Zwischenlagen vorhanden, wobei die eine die obere Formlingsseite und die andere die untere Formlingsseite vor einer zu raschen Erhitzung schützen soll. Die obere Unterlage ist hiebei mit--18--bezeichnet. Sie ist endlos und läuft über mehrere Rollen--19 bis 24--, von denen die eine, nämlich die Rolle--23--in einem mit Wasser oder einer andern geeigneten Flüssigkeit gefüllten Behälter --25-- angeordnet ist. Zwei über dem Flüssigkeitsniveau des Behälters-25-drehbar angeordnete Quetschrollen-26 und 27-sorgen dafür, dass die Zwischenlage --18-- beim Einführen eines Formlings einen konstanten Feuchtigkeitsgehalt aufweist.
Man sieht aus der Darstellung, dass die Zwischenlage--18--am Ende der Presse in die Höhe geleitet und hierauf wieder an den Eingang der Presse zurückgeführt wird.
Mit der Zwischenlage --18-- wirkt ein Band-30-- aus dünnem Metallblech zusammen.
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--30-- derart- 31 und 32-. Eine rotierende Bürste-33-säubert jeweils nach jeder Pressoperation das Band, während ein Gebläse-34-für eine ausreichende Kühlung sorgt. Die Zwischenlage --18-- und das Band --30-- haben einen verhältnismässig starken Durchhang. Es kann daher die befeuchtete Zwischenlage erst bei Beginn des Druckaufbaues mit der Heizplatte des Pressstempels --5-- in Kontakt treten, und es wird dementsprechend ein zu frühzeitiges Verdampfen der Befeuchtungsflüssigkeit vermieden.
Eine analoge Zwischenlage mit Befeuchtungseinrichtung ist im unteren Pressenteil vorgesehen.
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genannte Zwischenlage und die Wärmequelle ein Metallband--46--eingeschaltet. Dieses verläuft unter anderem über Rollen-47 und 48--. Zu erwähnen ist noch das Vorhandensein eines Kühlgebläses-49-für das endlose Blechband --46-- und eine rotierende Reinigungsbürste --50-- für die Säuberung der Oberfläche der von den gepressten platten --2-- befreiten Unterlagen --7--.
Nach dem Einführen eines Formlings ist somit auf der unteren Seite wie auch auf der oberen Seite desselben die übertragung der Wärme verzögert. Diese Verzögerung wirkt vor dem Schliessen der Presse und ist zumindest während einer gewissen Zeitspanne beim Druckaufbau wirksam. Der Ausdruck "Formling" ist im weitesten Sinne zu verstehen. Es kann sich hiebei um einen individuellen Formling der dargestellten Art oder um einen noch nicht abgetrennten Teil eines kontinuierlich erzeugten Vlieses aus losen Teilchen handeln. Selbstverständlich ist das neue Verfahren bei endlos und unterbrochen als auch bei taktweise arbeitenden Pressen in gleicher Weise wirksam.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verpressen von lockeren Formlingen aus mit Bindemittel versetzten
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Beginn des Heisspressvorganges zwischen wenigstens die eine Seite des Formlings und die dieser Seite gegenüberliegende Heizplatte der Presse mindestens eine gekühlte Zwischenlage mit einer gegenüber Vollmetall geringeren Wärmeleitfähigkeit gebracht wird, welche Zwischenlage mindestens im Verlaufe der druckaufbauenden Phase der Pressoperation die übertragung von Wärmeenergie verzögert, und dass die genannte Zwischenlage bis zum Ende des Pressvorganges in der Presse verbleibt, worauf sie von der gepressten Platte getrennt und für eine weitere Pressoperation erneut gekühlt wird.
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