DE102006027540B4

DE102006027540B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Platten, aus Lignocellulose haltigen Fasern

Info

Publication number: DE102006027540B4
Application number: DE200610027540
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Stahl; Norbert Dr. Kalwa; Tobias Tebbel
Original assignee: Glunz AG
Current assignee: Flooring Technologies Ltd
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: DE102006027540A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Lignocellulose haltigen Fasern, mit den aufeinander folgenden Schritten:
– nass Aufschließen der Fasern aus einem Ausgangsmaterial,
– Einstellen einer Faserfeuchte der Fasern mit trockener Heißluft,
– Vereinzeln der Fasern aus einem Faserbunker heraus,
– flächiges Ausstreuen der Fasern zu einer Fasermatte und
– heiß Verpressen der Fasermatte zu dem Formkörper,
wobei vor dem flächigen Ausstreuen ein NCO-Gruppen enthaltendes Bindemittel und ein Katalysator, der eine Aushärtereaktion des Bindemittels beschleunigt, auf die Fasern aufgebracht werden,
dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) beim Vereinzeln der Fasern (1) aus dem Faserbunker (20) heraus auf die zwischen Auflösewalzen (17) hindurch tretenden Fasern (1) aufgesprüht wird und über die gesamte Anordnung der Auflösewalzen (17) der Vereinzelungsstation (11) verteilt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere einer Platte, aus Lignocellulose haltigen Fasern mit den im Oberbegriff des Patentanspruch 1 definierten Schritten. Weiterhin geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 8.
STAND DER TECHNIK
Ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere einer Platte, aus Lignocellulose haltigen Fasern, unter Verwendung eines NCO-Gruppen enthaltendes Bindemittel und eines Katalysators, der eine Aushärtereaktion des Bindemittels beschleunigt, ist aus der DE 196 04 575 A1 bekannt. Dabei wird ein Polyol und/oder Polyamin als Katalysator für das NCO-Gruppen enthaltende Bindemittel verwendet. Streng genommen handelt es sich bei dem Polyol bzw. Polyamin nicht nur um einen reinen Katalysator, der die Aushärtereaktion des Bindemittels nur beschleunigt, sondern um einen Reaktionspartner der Aushärtereaktion des Bindemittels. In der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff ”Katalysator” aber immer mit einer sehr breiten Bedeutung verwendet, die jede Substanz einschließt, die die Aushärtereaktion des Bindemittels beschleunigt, egal ob sie dabei als wesentlicher in das primäre Reaktionsprodukt eingehender Reaktionspartner oder als Katalysator im engeren Sinne dient. Gemäß der DE 196 04 575 A1 wird das Polyol bzw. Polyamin separat von dem NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittel oder jedenfalls ohne nennenswerte Vorreaktionen mit diesem auf die Fasern aufgebracht, so dass eine Polyurethanreaktion zwischen dem Polyol bzw. Polyamin und dem NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittel möglichst spät und damit im Wesentlichen während des Heißpressens erfolgt. Konkret wird vorgeschlagen, zunächst das Polyol bzw. Polyamin auf die Fasern aufzubringen und die Zugabe des NCO-Gruppen haltigen Bindemittels erst anschließend und dabei möglichst spät erfolgen zu lassen. Die Zugabe des Polyols bzw. Polyamins kann so beispielsweise in einem die aufgeschlossenen Fasern zu einem Trockner führenden Blasgang erfolgen, während das NCO-Gruppen enthaltende Bindemittel vorteilhaft erst nach dem Blasgang aufgegeben wird. Gemäß den Beispielen der DE 196 04 575 A1 werden Spanplatten hergestellt, wobei Holzspäne einer Standardbeleimmaschine mit dem NCO-Gruppen enthaltenden Bindemittel beleimt werden. Soweit hierbei ein Polyol separat auf die Holzspäne aufgebracht wird, wird dieses im Fallschacht der Beleimmaschine aufgedüst. Über die Beleimmaschine gelangen die beleimten Holzspäne zu einer Streustation zum flächigen Ausstreuen der Holzspäne zwecks Ausbildung einer Vorform der Spanplatten.
Aus der EP 1 110 687 A1 ist es bekannt, dass das aus der DE 196 04 575 A1 bekannte Verfahren den Nachteil aufweist, dass unmittelbar, nachdem beide Bindemittelkomponenten auf die Fasern aufgebracht sind, die Polyurethanreaktion einsetzt. Unterbrechungen des Herstellungsprozesses im Bereich des Formens der Fasern zu der Fasermatte, des Kalibrierens der Fasermatte und der Wärmebehandlung führen demnach dazu, dass die Polyurethanreaktion auf den Fasern so weit fortschreitet, dass sie verworfen werden müssen. Eine Zwischenlagerung der Fasern ist nicht möglich. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass Fasern im angehaltenen Stoffstrom untereinander soweit verkleben, dass Herstellungsapparaturen verstopfen und aufwändig gereinigt werden müssen. Zur Beseitigung dieser Nachteile wird in der EP 1 110 687 A1 vorgeschlagen, die Fasern vor dem Aufbringen des NCO-Gruppen enthaltenden Bindemittels und des Polyols in mindestens zwei Partien aufzuteilen, wobei auf eine erste dieser Partien nur das NCO-Gruppen aufweisende Bindemittel und auf eine zweite dieser Partien nur das Polyol aufgebracht wird und wobei die Partien der Fasern erst vor dem Formen der Fasermatte wieder miteinander vermischt werden. Hierdurch bleiben das NCO-Gruppen enthaltende Bindemittel und der Katalysator in Form des Polyols bis zum heiß Verpressen der Fasermatte zu dem gewünschten Formkörper im Wesentlichen voneinander getrennt, so dass keine unerwünschte Vorreaktion eintritt. Der apparative Aufwand, der betrieben werden muss, um die Faser in zwei Partien aufzuteilen, um die beiden Partien getrennt voneinander zu behandeln und um die Fasern der beiden Partien wieder vollständig miteinander zu vermischen, so dass sich das Bindemittel auf den Fasern der einen Partie und der Katalysator auf den Fasern der anderen Partie gleichmäßig über alle Fasern verteilen, ist jedoch extrem groß. Die hierdurch anfallenden Investitionskosten stehen einer Umsetzung des aus der EP 1 110 687 A1 bekannten Konzepts grundsätzlich entgegen.
Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 8 sind aus der DE 103 56 775 A1 bekannt. Hier ist nicht direkt von einem NCO-Gruppen enthaltenden Bindemittel und einem eine Aushärtereaktion des Bindemittels beschleunigenden Katalysator sondern von einem hochreaktiven Klebstoff die Rede, durch den die Presszeit verkürzt werden kann. Der Klebstoff wird nach dem Vereinzeln der Fasern aus dem Faserbunker heraus auf die von den Auflösewalzen zu den Verteilerwalzen der Streustation herabfallenden Fasern aufgesprüht. Dazu sind an den unteren Enden von Führungsblechen für die Fasern, die an die Auflösewalzen anschließen, nach unten gerichtete Leimdüsen angebracht. Die Beleimung erfolgt hier zwar zu einem günstigen späten Zeitpunkt; ihre Überwachung, einschließlich der Sicherstellung der Funktion aller Leimdüsen, ist aber nur schwer, d. h. fast nur anhand der Qualität der hergestellten Formkörper nach dem heiß Verpressen möglich, da der Bereich, in dem die Beleimung erfolgt, nicht einsehbar ist. Zudem ist eine sehr gleichmäßige Verteilung kleiner Mengen an Klebstoff oder gar eines nur einen Bruchteil des gesamten Klebstoffs ausmachenden separaten Katalysators mit den in Richtung der herabfallenden Fasern sprühenden Leimdüsen kaum realistisch. Eine solche sehr gleichmäßige Verteilung ist aber Voraussetzung für eine Minimierung der Klebstoffmenge und damit der Klebstoffkosten bei Sicherstellung einer bestimmten Mindestproduktqualität.
Aus der DE 3825320 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Presswerkstoffen bekannt. Dabei werden die Presswerkstoffe durch Verpressen von Substraten mit einer Bindemittelkombination aus Polyisocyanat, Polyether- bzw. Polyesterpolyol und Alkylencarbonat hergestellt. Die Komponenten der Bindemittelkombinationen können dabei getrennt auf die Substrate, bei denen es sich um Holzfasern handeln kann, aufgesprüht werden.
Aus der EP 0109292 B1 ist eine Vorrichtung zum Mischen von Holzspänen mit einem flüssigen Harz bekannt. Diese Vorrichtung weist einen Bunker auf, aus dem die Späne heraus vereinzelt werden. Auf den sich so ausbildenden Vorhang aus frei herab fallenden Spänen wird das flüssige Harz aufgesprüht. Die Späne gelangen danach auf ein Förderband, an dessen Ende die Späne erneut vereinzelt werden und auf den fallenden Vorhang aus den Spänen weiteres flüssiges Harz aufgesprüht wird.
Aus der DE 100 25 177 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auflösung von Ungleichmäßigkeiten in Holzfaserströmen bekannt. Dabei werden zur Herstellung von Faserplatten vorgesehene Holzfasern nach dem Vereinzeln der Fasern aus einem Faserbunker heraus auf eine dort als Auflösewalze bezeichnete Walze geführt. Diese Walze weist auf ihrer Oberfläche eine Vielzahl von Stiften auf und rotiert mit hoher Geschwindigkeit, so dass die Stifte die auf die Walze treffenden Fasern umlenken. Die Fasern werden durch die Stifte mitgerissen und durch einen von einem Teilabschnitt des Walzenumfangs und einer gegenüberliegenden Wandung gebildeten Schachtabschnitt zu einer Austrittsöffnung des Schachtabschnitts geführt. Über die Breite des Faserstroms der aus dem Faserbunker vereinzelten Holzfasern verteilt ist eine Reihe von Düsen angeordnet, über die Additive auf die Holzfasern aufgesprüht werden können, bevor sie auf die Walze mit den Stiften gelangen. Dasselbe Verfahren und dieselbe Vorrichtung sind auch in der DE 101 56 070 A1 beschrieben.
Aus der WO 98/56991 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Platten aus Lignocellulose haltigen Fasern bekannt, bei dem die Fasern zunächst durch Aufsprühen eines Isocyanats imprägniert werden, und anschließend wird eine weitere Bindemittelkomponente in Form eines trockenen Pulvers mit einem Katalysator aufgetragen. Hierbei kann es sich um ein Phenol-Formaldehyd-Harz handeln.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit denen es möglich ist, auch kleinere Mengen an Katalysator in Bezug auf die Gesamtheit der Fasern sehr gleichmäßig aufzubringen, wobei dieses gleichmäßige Aufbringen einer direkten Überwachung zugänglich ist.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 7 definiert. Die abhängigen Patentansprüche 9 bis 12 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der neuen Vorrichtung.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei dem neuen Verfahren wird der Katalysator beim Vereinzeln der Fasern aus dem Faserbunker heraus auf die Fasern aufgesprüht. Dieser spezielle Punkt erweist sich für das Aufbringen des Katalysators auf die Fasern als in mehrerlei Hinsicht optimal. Er liegt nicht nur immer noch sehr dicht vor dem heiß Verpressen der Fasermatte zu dem Formkörper, wobei üblicherweise nach dem Vereinzeln der Fasern bis zu ihrem heiß Verpressen neben dem Ausstreuen zu der Fasermatte nur noch ein Kalibrieren der Fasermatte erfolgt; sondern an diesem Punkt sind die Fasern auch in hervorragender Weise einzeln zugänglich und das für einen vergleichsweise längeren Zeitraum als z. B. bei ihrem anschließenden Herabfallen zu den Verteilerwalzen der Streustation. So kann beim Aufsprühen des Katalysators problemlos eine optimal gleichmäßige Verteilung des Katalysators über die Fasern erreicht werden. Tatsächlich sind die Verhältnisse für eine gleichmäßige Verteilung des Katalysators über die Gesamtheit der Faser an diesem Punkt sogar ganz hervorragend, d. h. vielleicht sogar besser als an jedem anderen Punkt zwischen dem nass Aufschließen der Fasern und dem heiß Verpressen der Fasermatte zu dem Formkörper, selbst wenn man davon absieht, dass der Katalysator möglichst spät auf die Fasern aufgebracht werden soll. Dabei werden diese geradezu idealen Verhältnisse für das Aufbringen des Katalysators auf die Faser nicht originär zum Zwecke des Aufbringens des Katalysators auf die Fasern bereitgestellt, sondern sie fallen beim Vereinzeln der Fasern aus dem Faserbunker heraus sowieso an. D. h., wenn die Fasern in idealer Weise vereinzelt werden, liegen auch die geradezu idealen Verhältnisse für das Aufsprühen des Katalysators auf die Fasern vor. Zudem ist der Bereich der Vereinzelung der Fasern aus dem Faserbunker heraus bei üblichen Vorrichtungen leicht zugänglich, was nicht nur die angestrebte einfache Überwachungsmöglichkeit bereitstellt, sondern bereits den Aufwand für die Installation von Düsen für das Aufsprühen des Katalysators klein hält.
Bevorzugt ist es, wenn der Katalysator durch Zweistoffdüsen unter Verwendung eines gasförmigen Fördermediums, insbesondere von Druckluft, auf die Fasern aufgesprüht wird. Mit Hilfe von Zweistoffdüsen ist es möglich, den Katalysator in gleichmäßige feine Tröpfchen über das Volumen zu verteilen, in das hinein die Fasern aus dem Faserbunker heraus vereinzelt werden, so dass sich diese Tröpfchen in gleichmäßiger Konzentration an die Fasern anlagern können. Dass Zweistoffdüsen eine gewisse Strahllänge brauchen, um die gleichmäßige feine Tröpfchenverteilung zu entwickeln, ist an dem erfindungsgemäßen Ort des Aufbringens des Katalysators auf die Fasern kein Nachteil, weil hier genügend Entwicklungsraum zur Verfügung steht. Vielmehr kann hier die mit dem Fördermedium erzielbare große Reichweite der Zweistoffdüsen zur Verteilung des Katalysators von zentraler Stelle über den gesamten Bereich der Vereinzelung der Fasern aus dem Faserbunker heraus ausgenutzt werden. Durch Auswahl der Form, insbesondere des Öffnungswinkels, der Zweistoffdüsen, des Druckverhältnisses und des Volumens des gasförmigen Fördermediums, der Anzahl und Anordnung der Düsen, beispielsweise in Form von mehreren, in einer Reihe angeordnete Düsen aufweisenden Sprühleisten und der Variation der Viskosität des Katalysators kann eine homogene Verteilung des Katalysators über die Fasern sichergestellt werden, die eine optimale Beschleunigung der Aushärtungsreaktion des Bindemittels hervorruft und in fleckenfreie Produkte resultiert.
Konkret wird der Katalysator auf die zwischen den zum Vereinzeln eingesetzten Auflösewalzen hindurch tretenden Fasern aufgesprüht. Wenn diese Auflösewalzen in einer grundsätzlich üblichen, in Materialflussrichtung abfallenden Ordnung am Ausgang des Faserbunkers angeordnet sind, kann der Katalysator ausschließlich von vorne, unten aufgesprüht werden. Grundsätzlich ist natürlich auch ein Aufsprühen von vorne, oben, von hinten, von der Seite oder aus mehreren Richtungen möglich. Der Punkt vorne, unten ist aber besonders gut zugänglich und führt aus sich heraus zu einer homogenen und sehr gut zu überwachenden Verteilung des Katalysators über die Gesamtheit der Fasern.
Der Katalysator zur Verwendung bei dem neuen Verfahren kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die Mono-, Di- und Triethylenglykol, Polyethylenglykole, Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere, Polyalkylenglykol, Glycerin und Polyamine umfasst. Mit diesen Substanzen ist das neue Verfahren erfolgreich getestet worden.
Insbesondere dann, wenn der Katalysator im Wesentlichen aus einem oder mehreren Polyolen, d. h. mehrfach funktionellen Alkoholen besteht, was bevorzugt ist, kann der Katalysator in einer Konzentration von 1 bis 100 Gewichts-% bezogen auf die Menge des eingesetzten Bindemittels eingesetzt werden. D. h., die Menge des Katalysators kann vergleichsweise klein sein, aber auch genauso groß wie die Menge des Bindemittels. Relativ große Anteile an Polyol sind dann einzusetzen, wenn bei dem neuen Verfahren das Polyol zu einer möglichst weitgehenden Substitution des NCO-Gruppen aufweisenden Bindemittels, d. h. eines sogenannten Isozyanats, eingesetzt werden soll. Motivation hierfür ist der deutlich geringere Rohstoffpreis für ein Polyol verglichen mit dem für ein Isozyanat. So können beispielsweise 20% des Isozyanats ohne grundsätzliche Einbußen bei dem hergestellten Formkörper durch gemäß dem neuen Verfahren auf die Fasern aufgebrachtes Polyol ersetzt werden, wodurch eine Einsparung beim Bindemittel im Wert von derzeit etwa 2 bis 5 EUR pro Kubikmeter MDF erreicht werden kann.
Eine alternative Motivation für das Aufbringen des Katalysators gemäß dem neuen Verfahren besteht darin, die Durchsatzmenge einer vorhandenen Heißpresse zu steigern, indem der Katalysator die Aushärtereaktion des Isozyanatbindemittels zu niedrigeren Temperaturen verschiebt und damit stark beschleunigt. Gerade bei Formkörpern aus Lignocellulose haltigen Fasern mit geringer Rohdichte ist häufig das heiß Verpressen der Fasermatte zu dem Formkörper der Schritt, der den Durchsatz des Verfahrens begrenzt, weil eine ausreichende thermische Anregung der Aushärtereaktion des eingesetzten Bindemittels in der Mitte der Fasermatte erst nach vergleichsweise langen Verweilzeiten in einer Heißpresse erreicht wird. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz des Katalysators kann bei der Herstellung leichter Faserplatten der Durchsatz einer Heißpresse um mehr als 25%, bei sehr leichten Faserplatten auch um 50% gesteigert werden, ohne dass die Qualität, d. h. die technischen Daten, der hergestellten Platten verschlechtert wird.
Das Aufsprühen auf die Fasern beim Vereinzeln der Fasern aus dem Faserbunker heraus ist nicht nur ein idealer Punkt für das Aufbringen eines Katalysators auf die Fasern, mit dem eine Aushärtereaktion eines Bindemittels beschleunigt wird. Auch das Bindemittel selbst kann an diesem Punkt auf die Fasern aufgesprüht werden und zwar durch separate Düsen zeitgleich oder leicht zeitlich versetzt oder auch durch gemeinsame Düsen mit dem Katalysator.
Bei einer neuen Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens sprüht die Katalysatorauftragungseinrichtung den Katalysator auf die zwischen den Auflösewalzen der Vereinzelungsstation hindurch tretenden Fasern auf. Dazu weist die Katalysatorauftragungseinrichtung typischerweise Zweistoffdüsen auf, durch die der Katalysator unter Verwendung eines gasförmigen Fördermediums versprüht wird. Diese Zweistoffdüsen können in Form von Sprühleisten angeordnet sein, um das ganze Volumen der Vereinzelungsstation abzudecken, durch das die Fasern bei ihrer Vereinzelung hindurch treten.
Wie bereits im Zusammenhang mit dem neuen Verfahren angedeutet wurde, sprüht die Katalysatorauftragseinrichtung den Katalysator vorzugsweise von vorne, unten auf die in abfallender Ordnung angeordneten Auflösewalzen bzw. die zwischen diesen hindurch tretenden Fasern auf.
Auch die Beleimungseinrichtung für das Bindemittel kann bei der neuen Vorrichtung in die Vereinzelungsstation integriert sein, so dass sie das Bindemittel beim Vereinzeln der Fasern aus dem Faserbunker heraus auf die Fasern aufsprüht.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm zu dem neuen Verfahren zur Herstellung von Faserplatten, das zugleich die Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens skizziert.
2 skizziert detaillierter das Aufsprühen des Katalysators beim Vereinzeln der Fasern aus einem Faserbunker heraus bei dem neuen Verfahren und in der neuen Vorrichtung; und
3 ist eine weitere Ansicht einer bereits in 2 zu sehenden Anordnung von Auflösewalzen und diesen zugeordneten Düsen zum Aufsprühen des Katalysators.
FIGURENBESCHREIBUNG
Das in 1 skizzierte Verfahren zur Herstellung von Faserplatten als spezielle Form von Formkörpern aus Lignocellulose-haltigen Fasern beginnt mit dem Aufschließen der Faser 1 aus einem Ausgangsmaterial 2, typischerweise Holzhackschnitzeln, unter Zusatz von Wasser 3 in einer Aufschließeinrichtung 4. Die Aufschließeinrichtung 4 setzt sich typischerweise aus einem Kocher, in dem die Holzhackschnitzel unter Druck gekocht und dadurch aufgeweicht werden, und einem Refiner zusammen, in dem die Holzhackschnitzel in ihre Fasern aufgebrochen werden. Eine Desintegration der Holzhackschnitzel 2 in die einzelnen Fasern 1 erfolgt dann bei der Übergabe der Faser unter Druckentspannung in einen Blasgang 5. Typischerweise wird ein Bindemittel 6 den Fasern 1 bereits in diesem Blasgang 5 zugesetzt, wobei es sich hier um ein NCO-Gruppen enthaltendes Bindemittel, d. h. ein sogenanntes Isocyanat, beispielsweise in Form eines PMDI, handelt. Die aufgrund des zugesetzten Wassers 3 feuchten Fasern 1 gelangen durch den Blasgang 5 zu einem Trockner 7, in dem sie mit Hilfe von trockener Heißluft 8 auf eine gewünschte Faserfeuchte eingestellt werden. Anschließend wird in einem Abscheider 9 mit Wasserdampf beladene Abluft 10 von den Fasern 1 abgetrennt, die dann in einen Faserbunker 20 gelangen. Aus dem Faserbunker 20 heraus werden die Fasern 1 in einer Vereinzelungsstation 11 vereinzelt. Von dort fallen die Fasern 1 zu einer Streustation 22 herab, wo sie mit Verteilerwalzen 23 flächig zu einer Fasermatte 12 ausgestreut werden. Die Fasermatte 12 wird in einer Kalibrierstation 13 bezüglich ihrer Dicke vorkalibriert und dann in einer Heißpresse 14 heiß zu einer Faserplatte 15 verpresst.
Um die Aushärtereaktion des Bindemittels beim heiß Verpressen in der Heißpresse 14 bereits bei niedrigeren Temperaturen als den im Falle eines Isozyanatbindemittels üblichen 90° einsetzen zu lassen, wird in der Vereinzelungsstation 11 ein Katalysator 16 auf die Fasern aufgesprüht. Der Katalysator wird damit erst kurz vor dem heiß Verpressen der Fasern in der Heißpresse 14 auf die Fasern 1 aufgebracht. Zudem erlaubt es die Vereinzelung der Fasern 1 in der Vereinzelungsstation 11 die einzelnen Fasern 1 so mit dem Katalysator 16 zu erreichen, dass der Katalysator 16 sehr gleichmäßig über die Fasern 1 verteilt werden kann. In der Vereinzelungsstation 11 kann auch das Bindemittel 6 auf die Fasern aufgetragen werden, statt dass es bereits in dem Blasgang 5 auf die Fasern 1 aufgesprüht wird.
2 und 3 skizzieren eine typische Anordnung von Auflösewalzen 17 der Vereinzelungsstation 11, gegen die die Fasern 1 mit einem am Boden des Faserbunkers 20 angeordneten Transportband 21 gefördert werden. Die Auflösewalzen 17 sind in Materialflussrichtung in einer abfallenden Ordnung versetzt hintereinander und parallel zueinander angeordnet, wobei die Fasern 1 beim Vereinzeln aus dem Faserbunker 20 heraus zwischen den gleichsinnig angetriebenen Auflösewalzen 17 hindurch treten, bis zu der untersten Verteilerwalze 17 der Anordnung herab gelangt sind, von wo sie herabfallen. Auf die von den Auflösewalzen 17 vereinzelt werdenden Fasern 1 wird mit Zweistoffdüsen 18 der Katalysator 16 unter Verwendung von Druckluft 19 als Fördermedium aufgesprüht, wobei die Zweistoffdüsen 18 dazu dienen, den Katalysator 16 in Form feiner Tröpfchen durch die Verteilerwalzen 17 hindurch über die gesamte Anordnung der Auflösewalzen 17 der Vereinzelungsstation 11 hinweg zu verteilen. So treten die vereinzelten Fasern 1 in Kontakt mit dem Katalysator 16, der sich an sie anlagern kann. Zusätzlich werden die in Kontakt mit dem Katalysator getretenen Fasern 1 mit den Auflösewalzen 17 und auch durch die Verteilerwalzen 23 der nachgeschalteten Streustation 22 (1) über die Gesamtheit der Fasern 1 verteilt.
Wie 3 andeutet, sind die Zweistoffdüsen 18 zum Aufsprühen des Katalysators 16 auf die Fasern vorzugsweise in Form einer sich über die gesamte Breite der Verteilerwalzen 17 erstreckenden Düsenleiste angeordnet. Es können auch mehrere Düsenleisten übereinander vorgesehen sein. Die Zweistoffdüsen 18 können den Katalysator 16 statt von unten auch von oben über die Auflösewalzen 17 aussprühen. Wichtig ist, dass sie einen Nebel aus Katalysator bereitstellen, mit dem die von den Auflösewalzen 17 vereinzelt werdenden Fasern 1 in Kontakt treten.
Konkret kann bei dem neuen Verfahren ein Isocyanatbindemittel in einer Menge von 0,5 bis 5% atro Fasern eingesetzt werden, wobei gleichzeitig 0,5 bis 3% atro Fasern eines Katalysators in Form eines Polyols oder Polyamins eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist die Anwendung des neuen Verfahrens bei der Herstellung von superleichtem MDF, beispielsweise mit einer mittleren Rohdichte von 230 kg/m³ und 80 mm Plattenstärke. Bei derart dickem, leichtem MDF dauert es sehr lange, im Inneren einer Fasermatte eine erhöhte Temperatur zum Auslösen einer Aushärtereaktion des Bindemittels hervorzurufen. Deshalb kann die Kapazität einer hierbei verwendeten Heißpresse ganz extrem gesteigert werden, wenn die Reaktionstemperatur, bei der die Aushärtereaktion einsetzt, durch die Zugabe des Katalysators 16 beispielsweise von 90° auf etwa 60° reduziert werden kann. In diesem Fall rechnet sich der zusätzliche Einsatz des Polyols auch ohne eine gleichzeitige Reduktion bei der Menge des Isozyanat-Bindemittels unter den üblichen Bereich von 3,5 bis 4,5% atro Fasern, da mit derselben Heißpresse 14 in derselben Zeit viel größere Mengen an MDF gleicher Qualität hergestellt werden können. Alternativ kann teures Isozyanatbindemittel in einem kommerziell erheblichen Anteil von beispielsweise 20% und bis zu 30% durch als Katalysator auf die Fasern aufgebrachtes kostengünstigeres Polyol substituiert werden. In diesem Fall wird bei etwa gleich bleibender Kapazität der Heißpresse 14 eine etwa gleich bleibende Menge an MDF gleicher Qualität zu günstigeren Kosten produziert.

1: Fasern
2: Ausgangsmaterial
3: Wasser
4: Aufschließeinrichtung
5: Blasgang
6: Bindemittel
7: Trockner
8: Heißluft
9: Abscheider
10: Abluft
11: Vereinzelungsstation
12: Fasermatte
13: Kalibrierstation
14: Heißpresse
15: Platte
16: Katalysator
17: Auflösewalze
18: Zweistoffdrüse
19: Druckluft
20: Faserbunker
21: Transportband
22: Streustation
23: Verteilerwalze

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Lignocellulose haltigen Fasern, mit den aufeinander folgenden Schritten: – nass Aufschließen der Fasern aus einem Ausgangsmaterial, – Einstellen einer Faserfeuchte der Fasern mit trockener Heißluft, – Vereinzeln der Fasern aus einem Faserbunker heraus, – flächiges Ausstreuen der Fasern zu einer Fasermatte und – heiß Verpressen der Fasermatte zu dem Formkörper, wobei vor dem flächigen Ausstreuen ein NCO-Gruppen enthaltendes Bindemittel und ein Katalysator, der eine Aushärtereaktion des Bindemittels beschleunigt, auf die Fasern aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) beim Vereinzeln der Fasern (1) aus dem Faserbunker (20) heraus auf die zwischen Auflösewalzen (17) hindurch tretenden Fasern (1) aufgesprüht wird und über die gesamte Anordnung der Auflösewalzen (17) der Vereinzelungsstation (11) verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) durch Zweistoffdüsen (18) unter Verwendung eines gasförmigen Fördermediums (19) auf die Fasern (1) aufgesprüht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) von vorne, unten auf die in abfallender Ordnung angeordneten Auflösewalzen (17) gesprüht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) aus der Gruppe ausgewählt wird, die – Mono-, Di- und Triethylenglykol, – Polyethylenglykole, – Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere, – Polyalkylenglykol, – Glyzerin und – Polyamine umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) in einer Konzentration von 1 bis 100 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Menge des eingesetzten Bindemittels (6) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Bindemittel (6) beim Vereinzeln der Fasern (1) aus dem Faserbunker (20) heraus auf die Fasern (1) aufgesprüht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper eine Platte ist.
Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers aus Lignocellulose haltigen Fasern, mit: – einer Aufschließeinrichtung zum nass Aufschließen der Fasern aus einem Ausgangsmaterial, – einem Trockner zum Einstellen einer Faserfeuchte der Fasern mit trockener Heißluft, – einer Auflösewalzen aufweisenden Vereinzelungseinrichtung am Austrag eines Faserbunkers, – einer Verteilerwalzen aufweisenden Streustation zum flächigen Ausstreuen der Fasern zu einer Fasermatte und – einer Heißpresse zum heiß Verpressen der Fasermatte zu dem Formkörper, die hintereinander geschaltet sind, sowie mit einer Beleimungseinrichtung zum Aufbringen eines NCO-Gruppen enthaltenden Bindemittels und einer Katalysatorauftragungseinrichtung zum Aufbringen eines Katalysators, der eine Aushärtereaktion des Bindemittels beschleunigt, auf die Fasern vor der Streustation, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatorauftragungseinrichtung den Katalysator (16) auf die zwischen den Auflösewalzen (17) der Vereinzelungsstation (11) hindurch tretenden Fasern (1) aufsprüht und über die gesamte Anordnung der Auflösewalzen (17) der Vereinzelungsstation (11) verteilt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatorauftragungseinrichtung den Katalysator (16) durch Zweistoffdüsen (18) unter Verwendung eines gasförmigen Fördermediums (19) auf die Fasern (1) aufsprüht.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatorauftragungseinrichtung den Katalysator (16) von vorne, unten auf die in abfallender Ordnung angeordneten Auflösewalzen (17) sprüht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass auch die Beleimungseinrichtung das Bindemittel (6) auf die zwischen den Auflösewalzen (17) der Vereinzelungsstation (11) hindurch tretenden Fasern (1) aufsprüht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8–11, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper eine Platte ist.