CN101745965B - 纤维板、制造纤维板的方法和设备及设备中的输送管或管式干燥器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用纤维(5)或者类似纤维的材料来制造纤维板、MDF板、HDF板、木质材料板或者塑料板的方法，在输送管(2)中或者在管式干燥器(3)之前用包括具有或不具有添加料的胶粘剂漂染液构成的粘结剂对纤维(5)进行涂胶，在管式干燥器(3)中使纤维(5)干燥，并且在成形带(7)上用铺装装置(10)进行的铺装之后在压机(11)中借助压力和热量来压制纤维(5)。本发明的方法在于，在输送管(2)中和/或在管式干燥器(3)中在至少一个位置处添加涂了胶的纤维(5)。根据本发明的用纤维(5)或者类似纤维的材料来制造纤维板、MDF板、HDF板、木质材料板或者塑料板的设备至少包括纤维分离器(1)、管式干燥器(3)、将纤维分离器(1)与管式干燥器(3)连接起来并且具有涂胶喷嘴(13)的输送管(2)、在下方具有成形带(7)的铺装装置(10)、压机(11)以及精加工(18)装置，其中，在输送管(2)中和/或在管式干燥器(3)中设置至少一个用于引入粉末(4)的定量装置(19)。此外，本发明还涉及一种纤维板，其除了纤维和/或类似纤维的材料的部分之外还具有1％至20％的粉末。

Description

纤维板、制造纤维板的方法和设备及设备中的输送管或管式干燥器

技术领域

本发明涉及一种用纤维或类似纤维的材料来制造材料板、中密度（MDF）板、高密度（HDF）板、木质材料板或塑料板的方法，该方法在输送管中或者在管式干燥器之前用包括具有或不具有添加料的胶粘剂漂染液构成的粘结剂对纤维进行涂胶，在管式干燥器中使纤维干燥，并且在成形带上用铺装装置进行的铺装之后在压机中借助压力和热量来压制纤维。 

本发明还涉及一种用纤维来制造纤维板或者塑料板的设备，该设备至少包括纤维分离器、管式干燥器、将纤维分离器与管式干燥器连接起来并且具有涂胶喷嘴的输送管、在其下方具有成形带的铺装装置、压机以及精加工装置。 

此外，本发明还涉及一种在设备中用于涂了胶的纤维的输送管或管式干燥器。 

另外，本发明又涉及一种在压机中用涂了胶并且经压制的纤维制成的纤维板。 

背景技术

用中密度纤维或者类似材料制成的材料板的制造目前均为自动化过程，并且多年以来已在许多国家广泛应用。如公知的那样，要么按照一定的节奏，要么以连续方式压制预加工后的木屑或者纤维。然而除了在压机前后有许多设备单元之外，起关键作用的是借助铺装机来制造板坯；除了原料的质量之外，所制成的板坯的质量也是一个重要因素。在大规模工业制造木质材料板时，使用连续式压机，但是部分地也使用单层板或多层板压机。追求用自然的原材料和人造的粘结剂来制造价格低廉的材料板，迫使制造商们去开发越来越高效率的方法。在此情况下，特别的重点在于在质量保持不变的情况下的能源成本、原材料节 约和粘结剂节约以及具有少停机时间和低磨损的在技术上经优化的设备结构。 

现有的完善涉及用于优化原材料消耗和粘结剂消耗的方面。原则上，粘结剂指的是所谓的胶粘剂漂染液，该胶粘剂漂染液的主要组分包括胶粘剂。根据需要，附加地添加乳浊液、硬化剂、甲醛清除剂、着色剂、杀虫和杀菌剂以及其他添加剂。通常还使用没有添加物的胶粘剂。不试图面面俱到，作为粘结剂的可以是：异氰酸酯、MDI、三聚氰胺尿素甲醛（MUF）、尿素甲醛（UF）、MUPF或者PF。 

原则上，现有技术所基于的是在用于木屑板或纤维板的生产设备中借助喷嘴来对木屑或纤维进行涂胶。在此情况下，这些喷嘴粉碎粘结剂并将其喷到运动的木屑或纤维上。此时存在两种不同的涂胶方法：在旋转地被混合的木屑上的喷射过程或者在高速通过的纤维上的喷射过程。 

这些木屑通常已作为木屑来供应或者在现场制造并且在干燥之前或之后被送去涂胶。纤维则是通过纤维化装置在现场制造的并且在两个磨盘之间进行的纤维化之后通过输送管被输送到干燥器。根据设备大小和设备结构，输送管可具有最多达100m的长度。在优选以超音速在小直径的相对较小的管中执行的输送期间，纤维被涂胶并且随后被送入干燥器。随后，在底板上铺装这些木屑或纤维并且借助压机将它们压制成材料板。在输送管中进行高压涂胶时会产生特别的挑战，因为会出现极其湍急的具有7×10⁵至3×10⁶的雷诺数（Reynoldszahl）的流动。在此情况下，纤维的速度在至少50m/s直至474m/s的速度的宽范围内波动。 

通常，用喷嘴将用于涂胶所必需的粘结剂引入输送管或混合装置，这些喷嘴如此打散该粘结剂，以使得该粘结剂在微米范围内被喷入。利用所谓的雾化喷嘴可以将粘结剂大致分解到100至40微米的大小。但是，为此所必需的是，使用通过另一压力区域中的降压来打散喷嘴头处的粘结剂的高压喷嘴来一起工作。除此之外还存在蒸气喷嘴，这些蒸气喷嘴在排出粘结剂时或者已经在喷嘴内将粘结剂打散成极小的颗粒并且用其喷射或喷嘴功能对纤维进行涂胶。 

在纤维板制造中，纤维材料在涂胶期间或者在涂胶之后被送入干燥器 并且被干燥，在优选实施方式中被送入管式干燥器并且被干燥。为了将干燥器空气与干燥后的纤维材料分离开来，通常使用旋风分离器，其中根据必要性或者环境技术方面的规定在预滤器中净化废气并且随后通常烧掉该废气。在此情况下所使用的方法是公知的并且在被称为“RTO=蓄热式热力焚化炉”的装置中得到实施。在旋风分离器之后，干燥后的纤维材料被放置在料仓中并且根据需要被排入铺装站，该铺装站在连续运动的成形带上将纤维材料成形为板坯并且朝着压机的方向输送该纤维材料。通常，在对板坯进行预压或者预处理之后，将该板坯送入连续工作式压机并且借助压力和热量将该板坯压制成材料板。在压制之后对表面进行平面磨削并且通过随后的卸垛将材料板裁剪成预定大小。即使连续工作式压机在其表面质量和表面平整度方面相对于先前的多层板压机而言已得到认同，但是在连续制造材料板时还必须磨去厚度的大约6%。例如，在8mm厚的板中要磨去大约0.5mm，而在16mm厚的板中要磨去大约1mm。与之相比，在多层板压机中的磨屑是连续工作式压机中的两倍，因为为了达到必需的尺寸精度通常在此处必须磨去厚度的15%。总而言之，刚好在精加工的区域中除了较大的废料（剪边边角料、废板）之外还存在大量磨屑，这些磨屑因缺乏可用性而必须放置在昂贵的料仓中（防爆）并且通常在特殊的燃烧设备中燃烧。粉末燃烧设备在购置（衬砌的炉子）和维护方面是不利的。一般而言已知的是，在制造木屑板时分离或者回收粉末，以便特别用该粉末来制造表层。作为对此的示例，在DE 16 53 254中提出制造一种木材特型制品，该木材特型制品的表层包括附加地与防火介质混合的粉末，优选包括附加地与防火介质混合的磨屑。因此，粉末纯粹作为独自的层被加料到成形带上或者芯层上并且随后被压制。原则上，此类表层制造已在木屑板中得到实践验证。DE 10 97 656 C还说明了一种方法，其中应当使用涂了胶的磨屑。与此不同，EP 0 043 144 B1尝试在制造防火的建筑板材时将粉末或者其他废料引入芯层并且压制这些粉末或者其他废料。在此情况下，粉末或者其他废料在涂胶之前被供应、混合、两个部分一起被涂胶并且随后被送入芯层铺装站以及在那里被铺装。不利的是，不能保证粉末颗粒的完全涂胶并且会更多地出现涂了胶的粉末部分的结块，这些结块会导致压制时差的板 材质量。当芯层中存在未经检测而一起输送的大的粘住的粉末块时，甚至会对压机带来损害。在循环过程中将粉末添加入用于木屑板的制造设备也已得到实践验证并且同样在技术上基本上被一直使用。 

最后，为了将微细粉末或磨屑用作附加材料，专利文献中较新的出版物说明了其他方法：由DE 44 13 964公开了如下可能性：将与木材加工中的其他废料混合的此类粉末加工成应当防水并且难以烧起的木砖。一般而言还已知的是，在建筑市场上出售的作为用于烟囱炉的木柴替代品的此类压制特型制品，其中在此处也主要使用锯屑的较粗糙部分并且微细粉末附加料仅按份额地存在。在DE 299 17 891中，此类粉末被用作涂层的基体，这些涂层根据德国国家标准（DIN）不可燃烧地或者至少难以烧起地包围基材，其中在房屋建造时应当将组合材料用作绝缘材料。 

应当注意，在用木屑或类似的材料制造纤维板时，迄今尚未成功地实施粉末添加或者成功的粉末添加迄今是未知的。相反，本领域技术人员一般而言在无需为此提及文献的情况下就知道粉末在纤维板的制造时由于输送自动线和成形自动线内的静电充电而要么分离开来要么形成粉末夹杂物。特别是在粉末与纤维的混合物碰到固定的底板之后，如在设备单元铺装机和成形带中存在的那样。随之而来的是纵向抗拉强度和横向抗拉强度方面有缺陷的板材特性以及所制成的材料板的差的表面质量（粉末云）。 

发明内容

现在，本发明的任务在于，提供一种用于制造纤维板的方法和设备，其中在压制之后的精加工区域中出现在磨削自动线中的粉末、优选磨屑可重新被引导回生产中以节约原材料。此外还应当提供一种输送管或管式干燥器，其能够将粉末，优选将磨屑引入一定量的纤维中，以使得该粉末均匀地附加在该一定量的纤维上。此外还应当提供一种纤维板，其包括显著份额的粉末并且具有与带有较少或没有粉末份额的传统纤维板相同的特性。 

对于所述方法而言，该任务的解决方案在于，在输送管中和/或在管式干燥器中在至少一个位置上往涂了胶的纤维里添加粉末。用于制造纤维板 的设备的解决方案在于，在输送管中和/或在管式干燥器中设置至少一个用于引入粉末的定量装置。 

输送管或管式干燥器的解决方案在于，设置至少一个用于将粉末引入涂了胶的纤维的定量装置。纤维板的解决方案在于，与传统的纤维或类似纤维的材料的份额相比，所述纤维板具有1%至20%的粉末。 

实践表明，如果在输送管中往涂了胶的纤维里添加粉末、优选磨屑或者具有分类能力的粉末，那么这些粉末在用1mm的筛孔尺寸进行的筛分之后可被使用或者可再次被使用在纤维板的制造过程中。此外，要么在涂胶喷嘴之后的输送管中，要么在随后的管式干燥器中，以基本上实时的或者基本上在空间与进入管式干燥器的纤维引入相邻接的方式借助至少一个定量装置将粉末供应给涂了胶的纤维。有利地，粉末紧贴纤维处的粘结剂液滴的表面并且在一定程度上与纤维一起被输送通过制造过程直至进行压制。特别有利地，仅往涂了胶的纤维添加如此多的粉末，以使得这些粉末还可被接纳而不会使管式干燥器之后的旋风分离器中的显著量的粉末云分离开来。此外有利地，将非常小的液滴形式的，优选小于30μm大小的液滴形式的粘结剂或者胶粘剂应用到纤维上。由此改善了粉末与纤维的结合。如果每纤维具有太少胶粘剂液滴，那么就不能提供对于粉末而言足够的粘附可能性。此外，可能在将来出现粉末与纤维分离开来的现象。特别值得推荐的是利用蒸气喷雾来工作的涂胶方法或涂胶喷嘴或者将粘结剂打散成蒸气-粘结剂混合物并且将该混合物引入纤维的涂胶方法或涂胶喷嘴。 

一种用于控制或调节粉末添加的可能测量是通过管式干燥器之后的旋风分离器的废气中所存在的粉末的测量装置进行的，其中通过控制和调节装置按照设定值计算数值并将这些数值传输到定量装置。替换地，该控制和调节装置还可以控制或调节在输送管中的涂胶喷嘴处的涂胶。 

在一个特别有利的实施方式中，如果胶粘剂对于粉末而言还具有足够的粘附性并且可以将粉末与纤维结合，那么就添加粉末。这可以基于处理过程中不同位置（输送管、管式干燥器）处所使用的粘结剂的种类。如果送入了太多粉末或者粘结剂不再具有结合粉末的必需能力，那么显著量的粉末通过旋风分离器与干燥器空气分离开来，粉末的量可在接下去的过程 中在预滤器中或之前或者在废气净化装置中或之前被测量出来。 

相应地，可以在处理过程中更多地调节或调整涂胶、涂胶的种类、粘结剂、每小时纤维的量以及许多参数。 

定量装置必须在输送管的区域中具有抗过压能力，因为在输送管中部分地是以超音速来输送的并且充满超过5巴（bar）的压力。优选地，当然在管式干燥器的区域中送入粉末，更优选在空间上接近纤维从输送管排出的地方送入粉末。在纤维排出之前、邻近或之后的布置留给作为整个设备的重要设计者的本领域技术人员来实现并且当然还取决于许多其他处理参数。因此，优选将闸门、蜗杆传动、叶轮闸门等用作定量装置。 

附图说明

从从属权利要求和以下结合附图的描述中得到本发明的主题的其他有利措施和设计方案。 

附图示出： 

图1示出了极其简化的MDF制造设备的总平面图， 

图2示出了通过根据本发明的具有用于粉末的定量装置的管式干燥器的截面， 

图3示出了根据图2的截面侧视图。 

具体实施方式

根据图1，制造过程开始于纤维分离机（也被称为纤维化机），其通过对木材、木材废料或者类似原材料的热机械纤维化并借助过压和蒸汽作用来制造纤维材料或纤维。这些纤维被送入输送管2（也被称为喷放管道）并且用一个或多个涂胶喷嘴13对这些纤维进行涂胶。随后，以比干燥器空气6的占优势的气流速度更高的速度将纤维5引入管式干燥器3。管式干燥器3中的干燥器空气6的气流速度由鼓风机12生成，该鼓风机12被供应了大约180℃至220℃的经加热的空气。在最长可达100m的管式干燥器之后，干燥后的纤维被送入旋风分离器14，该旋风分离器14将干燥器空气6与纤维5分离开来并且将干燥器空气，必要时连同一定的粉末部分一起，送入预滤器。 随后，在热的废气净化装置17中对干燥器空气6进行后处理并且将该干燥器空气6排放到环境中。干燥后的纤维在旋风分离器14之后经由叶轮闸门15进入纤维料仓8并且在该纤维料仓8处被受控制地排入在成形带7上铺装板坯的铺装装置10。随后，板坯被引入连续或不连续工作的压机11并且在其被压制成纤维板之后被送入精加工18区域。在精加工18的范围内，特别是通过对表面的磨削会产生许多粉末4，尤其是精细的磨屑，这些粉末通过涂胶喷嘴13之后的回导经由定量装置19引回到输送管2或者管式干燥器3中。必要时仅在预加工或预处理之后才发生回导。在此情况下，可以在多个位置上分布式地往纤维里添加粉末4，或者仅在一个位置上往纤维里添加粉末4，其中可添加份额相当于纤维5的干燥流的1％至20％的粉末4。优选地，用输送管2中的涂胶喷嘴13对纤维5进行涂胶，其中将压力喷嘴和/或蒸汽喷嘴用作涂胶喷嘴13。在旋风分离器14中与干燥器空气6分离开来的粉末4可以同样直接地或者以与干燥器空气6分离的方式被重新送入所述处理过程。在间接分离的情况下，粉末4出现在预滤器16中。粉末4主要包括经净化的和/或未经净化的木粉末并且应当在管式干燥器3的区域中被添加到纤维5，在该管式干燥器3的区域中，纤维5处的粘结剂尚具有足以粘结粉末的粘性。在此情况下优选的是，粉末4在纤维5之前或者基本上与纤维5同时被引入管式干燥器3。并非必须但有利的是，以未经涂胶的方式添加粉末4或者以与基材（可以是水或类似物）混合的方式将粉末4引入管式干燥器3或者输送管2。关于粉末，其应当具有10微米至100微米的大小或者对应于在用1mm的筛孔尺寸进行筛分时产生的大小。 

图2和图3中描述了本发明的优选实施方式，其包括通过定量装置19将粉末4引入管式干燥器3。在此情况下，通常通过输送管2在管式干燥器3的中心处将纤维5注入流动的干燥器空气。用支架9将输送管2固定在管式干燥器中。在图3中可见，在管式干燥器3的上方区域中仅设置了一个定量装置19，粉末与纤维5同时被送入管式干燥器3。但是根据期望的混合程度，这可以或多或少地朝干燥器空气的方向或者逆干燥器空气的方向实现。在本发明的范围内，当然还可以直接在输送管2的开口区域中或者围绕输送管2设置定量装置19，该定量装置19将粉末4送往纤维5的膨胀的出口锥体。 

附图标记列表： 

1.纤维分离机 

2.输送管 

3.管式干燥器 

4.粉末 

5.纤维 

6.干燥器空气 

7.成形带 

8.纤维料仓 

9.用于输送管的支架 

10.铺装装置 

11.压机 

12.鼓风机 

13.涂胶喷嘴 

14.旋风分离器 

15.叶轮闸门 

16.预滤器 

17.废气净化装置 

18.精加工 

19.定量装置 

Claims (18)

1.一种用纤维(5)来制造纤维板或者塑料板的方法，在输送管(2)中或者在管式干燥器(3)之前用包括具有或不具有添加料的胶粘剂漂染液构成的粘结剂对所述纤维(5)进行涂胶，在管式干燥器(3)中使所述纤维(5)干燥，并且在成形带(7)上用铺装装置(10)进行的铺装之后在压机(11)中借助压力和热量来压制所述纤维(5)，其特征在于，在所述输送管(2)中和/或在所述管式干燥器(3)中在至少一个位置处往所述涂了胶的纤维(5)里添加粉末(4)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用涂胶喷嘴(13)对所述纤维(5)进行涂胶，其中将压力喷嘴和/或用蒸汽工作的喷嘴用作所述涂胶喷嘴(13)。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，添加份额相当于纤维(5)干燥流的1％至20％的粉末(4)。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在旋风分离器(14)中与干燥器空气(6)分离开来的所述粉末(4)直接地或者以与所述干燥器空气(6)分离的方式被重新送入处理过程。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粉末(4)主要包括经净化的和/或未经净化的木粉末。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述管式干燥器(3)的区域中往所述纤维(5)里添加所述粉末(4)，在所述区域中，所述纤维(5)处的所述粘结剂尚具有足以粘结所述粉末的粘性。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粉末(4)在所述纤维(5)之前或者基本上与所述纤维(5)同时被引入所述管式干燥器(3)。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以未经涂胶的方式添加所述粉末(4)。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过至少一个定量装置(19)将所述粉末引入所述管式干燥器(3)。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过叶轮闸门和/或蜗杆传动将所述粉末引入所述管式干燥器(3)。

11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用在制造所述材料板的过程中从精加工(18)的区域中和/或在抽吸装置中和/或在旋风分离器(14)中产生的粉末(4)。

12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用具有10微米至100微米大小的所述粉末(4)。

13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用在对制成的材料板进行磨削时所产生的粉末(4)。

14.一种用纤维(5)来制造纤维板或者塑料板的设备，所述设备至少包括纤维分离器(1)、管式干燥器(3)、将所述纤维分离器(1)与所述管式干燥器(3)连接起来并且具有涂胶喷嘴(13)的输送管(2)、在其下方具有成形带(7)的铺装装置(10)、压机(11)以及精加工(18)装置，其特征在于，在所述输送管(2)中和/或在所述管式干燥器(3)中设置至少一个用于引入粉末(4)的定量装置(19)。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述用于引入粉末(4)的定量装置(19)包括叶轮闸门、雾化装置、振动筛和/或蜗杆加料装置中的至少一个。

16.如权利要求15或14所述的设备，其特征在于，为了输送来自所述精加工(18)区域和/或抽吸装置和/或旋风分离器(14)的粉末(4)在中间连接有料仓的情况下设置预加工或预处理。

17.一种在用纤维(5)来制造纤维板或者塑料板的设备中用于涂了胶的纤维(5)的输送管(2)，其特征在于，设置至少一个用于将粉末(4)引入所述涂了胶的纤维(5)的定量装置(19)。

18.一种在用纤维(5)来制造纤维板或者塑料板的设备中用于涂了胶的纤维(5)的管式干燥器(3)，其特征在于，设置至少一个用于将粉末(4)引入所述涂了胶的纤维(5)的定量装置(19)。