DE102006062285B4

DE102006062285B4 - Faserplatte und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102006062285B4
Application number: DE102006062285A
Authority: DE
Original assignee: Fritz Egger GmbH and Co OG
Current assignee: Fritz Egger GmbH and Co OG
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: DE102006062285A1; EP2094456B1; HUE030748T2; ES2605155T3; EP2094456A1; PL2094456T3; WO2008077793A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Faserplatte,
– bei dem zellulosehaltige Fasern aus einem pflanzlichen Material bereitgestellt werden,
– bei dem zellulosehaltigen Fasern aus einem Altstoff bereitgestellt werden,
– bei dem ein Bindemittel zugegeben wird,
– bei dem ein Faservlies gebildet wird und
– bei dem das Faservlies zu einer Platte verpresst wird,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die Fasern in mehreren Schichten zu einem Faservlies gestreut werden und
– dass in den verschiedenen Schichten verschiedene Anteile von aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern und von auf pflanzlicher Basis bereitgestellten Fasern zugegeben werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Faserplatte, insbesondere auf Basis zellulosehaltiger Fasern.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene faserhaltige Platten und Verfahren zu deren Herstellung bekannt.
In der DE 199 47 856 B4 wird eine Faserplatte und ein Verfahren zur Herstellung einer Faserplatte beschrieben, bei dem Faser-Fraktionen, beispielsweise aus Nadelholz-MDF-Fasern und Zellulosefasern, die teilweise oder vorzugsweise ganz aus Lebensmittelverpackungen auf Kartonbasis wieder gewonnen wurden, mit einem Bindemittel versetzt und anschließend über eine Matte als Zwischenprodukt zu einem plattenförmigen Gegenstand verpresst werden.
Die DE 28 45 117 C2 lehrt ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von zu Formteilen verpressbarem Plattenmaterial, bei dem einem zellstoffhaltigen Material ein thermoplastisches Bindemittel zugegeben wird, ein Vlies gebildet wird und anschließend das Vlies zu einer handhabbaren Matte oder Platte verdichtet wird.
Aus dem Stand der Technik sind auch andere Verbundwerkstoffe bekannt. So wird in der DE 196 43 246 A1 ein Verbundwerkstoff aus mechanisch aufgeschlossenen, zellulosehaltigen Stoffen beschrieben, welche durch Druck- und Wärmeeinwirkung miteinander verbunden werden. Bei den Stoffen handelt es sich um recycelte Wertstoffe, die trocken zerschnitzelt werden und denen ein Bindemittel beigegeben wird.
Im Bereich der Holzwerkstoffe ist es heute üblich, unter Faserplatten solche zu verstehen, die nach dem Trockenverfahren hergestellt sind. Die Faserplatten werden je nach Dichte in MDF und HDF Platten unterschieden. Die Bezeichnung MDF steht für "Medium Density Fiberboard" und umfasst Platten mit einer Rohdichte bis 800 kg/m³. So genannte HDF-Platten "High Density Fiberboard" liegen in der Rohdichte bei über 800 kg/m³. Insbesondere HDF-Platten werden in steigendem Umfang benötigt, da sie als Trägerplatten für Paneele zur Verkleidung von Wänden, Decken und Fußböden andere Produkte verstärkt ersetzen. Aber auch im Bereich des Möbelbaus sind Faserplatten aufgrund deren hervorragender Bearbeitbarkeit und den günstigen Beschichtungseigenschaften in immer stärkerem Maß nachgefragt.
Gleichzeitig wird es in Zeiten der zunehmend verbreiteten Nutzung von pflanzlichen Rohstoffen zur Energiegewinnung schwieriger, die für die Herstellung von Faserplatten benötigten Rohstoffe, insbesondere Holz, in den benötigten Qualitäten zu wirtschaftlich annehmbaren Konditionen zu beschaffen.
Die Erfindung stellt sich daher das technische Problem, ein Verfahren zur Herstellung einer Faserplatte bereitzustellen, die die üblicherweise gestellten Anforderungen erfüllt.
Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bei diesem Verfahren wird eine Faserplatte auf Basis zellulosehaltiger Fasern hergestellt, deren zellulosehaltige Fasern aus einem Anteil aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen bereitgestellten Fasern und mindestens einem weiteren Anteil von aus Altstoffen bereitgestellten bzw. gewonnenen Fasern bestehen.
Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird auch durch eine Faserplatte mit den Merkmalen des Anspruches 10 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, in verschiedenen Schichten der herzustellenden Platten unterschiedliche Anteile von zellulosehaltigen Fasern vorzusehen. Beispielsweise ist es bei MDF-Platten günstig, die mit einem Lackauftrag beschichtet werden sollen, verstärkt in der Mittellage der Platte zellulosehaltige Fasern aus Altstoffen vorzusehen und weniger in den Deckschichten, um die gewohnt guten Eigenschaften der MDF-Platte hinsichtlich der Lackbeschichtung zu erhalten.
Ebenso ist es möglich in den verschiedenen Schichten die verschiedenen zellulosehaltigen Fasern vorzusehen. Durch die Anordnung von beispielsweise drei Streustationen können in den Deckschichten zellulosehaltige Fasern aus Altstoffen und in der mittleren Schicht die zellulosehaltigen Fasern auf pflanzlicher Basis vorgesehen sein. Werden bei einem solchen Plattenaufbau gefärbte zellulosehaltige Fasern aus einem Altstoff vorgesehen, ist es möglich Platten zu erhalten, die auch noch nach einem etwaigen Schleifen eine Farbe aufweisen und so ohne weitere Beschichtung im dekorativen Bereich verwendet werden können.
Zellulosehaltige Fasern aus Altstoffen sind insbesondere in solchen aus Papier, Pappe, Karton oder Zellstoff enthalten. Diese Altstoffe, die sich unter der Bezeichnung Altpapier zusammenfassen lassen, bilden heute den bedeutendsten Rohstoff für die Papierindustrie selbst. Hier wird mit zum Teil sehr aufwändigen Nassverfahren die jeweils benötigte Zellulosefaserqualität aus dem Altstoff gewonnen, von Verunreinigungen befreit und je nach gewünschter Papierqualität, in einem bestimmten Anteil bei der Papierherstellung zugegeben. Es ist jedoch auch möglich zellulosehaltige Fasern auf rein mechanischem Wege in einem Trockenverfahren zu gewinnen. Auch solche Fasern eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren, da hier geringere bis keine Anforderungen hinsichtlich etwaiger Verunreinigungen bestehen. Besonders Farbstoffe wie sie in Altpapier zwangsweise enthalten sind, haben keine nachteiligen Eigenschaften für die erfindungsgemäße Platte und deren Herstellung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Aufbereitung der zellulosehaltigen Fasern, die aus einem Altstoff gewonnen werden, durch ein mehrstufiges Trockenverfahren. Es hat sich diesbezüglich als vorteilhaft erwiesen in einer ersten Stufe mit einer Hammermühle in Ballen gepresst angeliefertes Altpapier zu zerkleinern, sodass ein schüttfähiges Granulat mit einer Korngröße von mehreren Millimetern bis einigen Zentimetern entsteht.
Dieses Material wird dann in einer nachfolgenden Stufe auf einfache Art gesichtet, um großstückiges Fremdmaterial auszuscheiden. Der verbleibende Anteil wir anschließend mit Hilfe einer Mühle oder eines Refiners zu Fasern vermahlen.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Anwendung von Fasern beschränkt. Vielmehr wird hier unter dem Begriff Faser jegliches kleinstückiges Material verstanden, mit dem sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein plattenförmiger Werkstoff herstellen lässt. Es wäre also auch möglich neben einer Mühle oder einem Refiner beispielsweise einen Zerspaner einzusetzen, der je nach Einstellung in Partikel von bis zu einigen Millimeter Ausdehnung in Länge und/oder Breite zerkleinert. Eine Zerfaserung als Auftrennung des Altstoffes in seine einzelnen Fasern, wie das beispielsweise für die Herstellung von Papier erforderlich wäre, ist hier nicht notwendig.
Unabhängig von der Aufbereitungsart der Fasern nach Trocken- oder Nassverfahren hat sich ein Anteil von zellulosehaltigen Fasern aus Altstoffen von 1% bis 80%, bevorzugt ein Anteil von 10% bis 65%, besonders bevorzugt ein Anteil von 20% bis 50%, bezogen jeweils auf die Trockenmasse der fertigen Platte, als geeignet erwiesen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Modifizierung der zellulosehaltigen Fasern aus einem Altstoff vorgesehen. Diese kann auf verschiedenste Weise erfolgen und kann auch für die Erreichung der unterschiedlichsten Zielsetzungen vorgesehen sein.
Beim Einsatz verschiedener zellulosehaltiger Faseranteile ist es bevorzugt, eine regelmäßige Verteilung in der fertigen Platte zu erreichen. Es ist daher beispielsweise vorgesehen, die aus einem Altstoff gewonnenen zellulosehaltigen Fasern durch Zugabe eines Rieselhilfsmittels zu modifizieren. Damit lässt sich eine verbesserte Mischbarkeit der verschiedenen Faseranteile erzielen, was wiederum zu einer Homogenisierung der Fasern in der fertigen Platte führt. Geeignet als Rieselhilfsmittel sind die aus dem Stand der Technik bekannten Substanzen wie beispielsweise Kieselgur, pyrogene Kieselsäuren, Tricalciumphosphat, etc..
Bevorzugt kann die Modifizierung der aus einem Altstoff bereitgestellten zellulosehaltigen Fasern in Form einer Hydrophobierung durchgeführt werden. Durch eine Hydrophobierung der aus einem Altstoff bereitgestellten zellulosehaltigen Fasern kann die Beständigkeit einer Platte gegenüber Feuchtigkeit wesentlich verbessert werden. Eine Zugabe von Hydrophobierungsmitteln bei der Herstellung von MDF- und HDF-Platten ist hinlänglich bekannt, es wurde allerdings überraschend festgestellt, dass eine Zugabe solcher Substanzen zu den aus einem Altstoff gewonnenen zellulosehaltigen Fasern wesentlich wirksamer gegenüber einer gleichzeitigen Zugabe mit dem Bindemittel ist, wie das bei der Herstellung von herkömmlichen Faserplatten in der Regel der Fall ist.
Eine weitere Art der Modifikation kann in der separaten Beleimung der zellulosehaltigen Fasern, die aus einem Altstoff gewonnen werden, und den zellulosehaltigen Fasern auf pflanzlicher Basis erfolgen. Dadurch ist es in einfacher Weise möglich den verschiedenen Fraktionen speziell angepasste Bindemittel und/oder speziell angepasste Bindemittelmengen zuzusetzen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform liegt in der Möglichkeit, die Modifizierung der aus einem Altstoff gewonnenen zellulosehaltigen Fasern dazu zu nutzen, die Beigabe von bestimmten Additiven und/oder Hilfsstoffen in einer besonders guten Verteilung dieser Substanzen in der Platte zu erreichen. Auch sind die in der Regel relativ trockenen Fasern in der Lage größere Mengen der genannten flüssigen Stoffe aufzunehmen, womit eine Steigerung der gewünschten Effekte erreichbar ist. Als Additive und/oder Hilfsstoffe sind hier beispielsweise Substanzen zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit, Farbstoffe, Emissionsfänger oder auch Substanzen zum Flamm- und Brandschutz gemeint.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die zur Vernetzungsreaktion des Bindemittels vorgesehenen Reaktionspartner, wie einen Härter oder einen Beschleuniger, und das Bindemittel selbst den unterschiedlichen Anteilen von aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern und von auf pflanzlicher Basis bereitgestellten Fasern separat beigegeben. So kann beispielsweise der Reaktionspartner den aus einem Altstoff gewonnenen Fasern und das Bindemittel den auf pflanzlicher Basis gewonnenen Fasern beigegeben werden. Umgekehrt ist es natürlich auch möglich, dass das Bindemittel den aus einem Altstoff gewonnenen Fasern und der Reaktionspartner den auf pflanzlicher Basis gewonnenen Fasern beigegeben werden. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass diese Komponenten erst im Zuge der Verpressung in innigen Kontakt miteinander gelangen, wodurch eine frühzeitige und damit ineffektive Vernetzungsreaktion des Bindemittels unterbunden wird.
Insbesondere durch diese Maßnahme kann neben den möglichen Einsparungen hinsichtlich des Faserrohstoffes auch ein preiswerteres Bindemittel eingesetzt werden.
Das zuvor beschriebene Verfahren lässt sich in einfacher Weise auf Anlagen zur Herstellung von Faserplatten nach dem Trockenverfahren durchführen. Lediglich einfache Vorrichtungen zur Bereitstellung der aus einem Altstoff gewonnenen zellulosehaltigen Fasern sowie gegebenenfalls Vorrichtungen zur Modifikation dieser Fasern sind erforderlich.
Die Beigabe der zellulosehaltigen Fasern aus einem Altstoff zu den zellulosehaltigen Fasern auf pflanzlicher Basis kann an verschiedenen Stellen des Produktionsprozesses erfolgen. Zur Herstellung von MDF- wie HDF-Platten werden Hackschnitzel aus Laub- und/oder Nadelholz nach deren Wäsche und einem hydrothermischen Aufschluss in Refinern zerfasert. Diese so hergestellten Fasern gelangen von dort über die so genannte Blow-Line, in der Bindemittel und Hilfs- und Zuschlagstoffe zugegeben werden können, über einen Fasertrockner in einen Faserbunker von dem dann die Beschickung einer Streustation erfolgt. Diese bildet dann ein Faservlies, welches abgelenkt in einer Taktpresse oder als unendlicher Strang in einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse oder einer Kalanderpresse verpresst wird.
Je nach dem werden vor oder nach der Presse die gewünschten Plattenformate abgelenkt. Als Hilfs- und Zuschlagstoffe werden verstanden beispielsweise Härter und Beschleuniger, Hydrophobierungmittel oder Feuerschutz- und fungizid wirkende Mittel. Neben der Zugabe von Bindemittel und Hilfs- und Zuschlagstoffen in der Blow-Line ist es auch möglich diese zwischen dem Fasertrockner und dem Faserbunker zuzugeben. Entsprechend dem hier bereits trockenen Zustand der Fasern spricht man dann von einer Trockenbeleimung.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die Zugabe von Bindemittel und Hilfs- und Zuschlagstoffen im Bereich des Eintritts der Fasern in den Trockner erfolgen. Da hier sehr hohe Transportgeschwindigkeiten und gegebenenfalls auch turbulente Strömungsverhältnisse vorliegen, ist damit eine sehr gute Vermischung der verschiedenen Faseranteile gewährleistet.
Dem gegenüber ist es aber auch möglich die zellulosehaltigen Fasern aus einem Altstoff unmittelbar nach dem Refiner zuzugeben, sodass eine Durchmischung mit den Fasern pflanzlicher Basis bereits in der Blow-Line erfolgt. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform der Erfindung ist, dass sämtliche zellulosehaltigen Fasern in der Blow-Line beleimt werden können. Für die Zugabe der zellulosehaltigen Fasern aus einem Altstoff ist es lediglich notwendig, Stopfschnecken oder sonstige Vorrichtungen, die zur Einschleusung eines Massenstromes bei erhöhtem Druck und Temperatur geeignet sind, vorzusehen, da hier die Fasern bei mehreren Bar Überdruck und Temperaturen von über 100°C gefördert werden.
Liegen die aus einem Altstoff gewonnenen zellulosehaltigen Fasern bereits in einem für den Prozess der Verpressung geeigneten Feuchtebereich, können diese auch nach dem Fasertrockner zugegeben werden, beispielsweise vor dem Faserbunker der unmittelbar vor der Streustation vorgesehen ist.
Wird für die Beleimung der Fasern eine Trockenbeleimungseinrichtung, also eine Vorrichtung, mit der die Fasern erst nach deren Trocknung beleimt werden, verwendet, bietet sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit die aus einem Altstoff bereitgestellten zellulosehaltigen Fasern vor dieser Trockenbeleimungsvorrichtung beizugeben. Damit kann ohne eine separate Beleimvorrichtung die Gesamtheit der Fasern mit Bindemittel versehen werden, wodurch verringerte Anlagenkosten erreicht werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Faserplatte, – bei dem zellulosehaltige Fasern aus einem pflanzlichen Material bereitgestellt werden, – bei dem zellulosehaltigen Fasern aus einem Altstoff bereitgestellt werden, – bei dem ein Bindemittel zugegeben wird, – bei dem ein Faservlies gebildet wird und – bei dem das Faservlies zu einer Platte verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die Fasern in mehreren Schichten zu einem Faservlies gestreut werden und – dass in den verschiedenen Schichten verschiedene Anteile von aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern und von auf pflanzlicher Basis bereitgestellten Fasern zugegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Fasern aus Altstoffen bereitgestellt werden, die aus der Gruppe der Papier, Pappe, Karton und Zellstoff ausgewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern in einem Trockenverfahren, insbesondere durch ein mehrstufiges Trockenverfahren gewonnen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern mit einem Anteil von 1% bis 80%, bevorzugt mit einem Anteil von 10% bis 65%, besonders bevorzugt mit einem Anteil von 20% bis 50%, bezogen jeweils auf die Trockenmasse der fertigen Platte, beigegeben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern in einem separaten Schritt modifiziert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein Bindemittel auf Basis von Harnstoff-Formaldehydharz oder Harnstoff-Melamin-Harz oder Phenol-Formaldehydharz oder Tannin-Formaldehydharz oder Diisocyanat oder auf Basis von Mischungen daraus, verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Zugabe des Bindemittels zu den aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern getrennt von der Zugabe des Bindemittels zu den auf pflanzlicher Basis bereitgestellten Fasern erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem zu den aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern eine Bindemittelkomponente und zu den auf pflanzlicher Basis bereitgestellten Fasern eine weitere Bindemittelkomponente zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Bindemittel zu den aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern und den auf pflanzlicher Basis bereitgestellten Fasern gemeinsam in einer Einrichtung zur Trockenbeleimung zugegeben wird.
Faserplatte auf Basis zellulosehaltiger Fasern, – deren zellulosehaltigen Fasern aus einem Anteil von auf pflanzlicher Basis bereitgestellten Fasern bestehen, und – deren zellulosehaltigen Fasern aus mindestens einem weiteren Anteil von aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern bestehen, dadurch gekennzeichnet, – dass ein mehrschichtiger Aufbau vorgesehen ist und – dass die verschiedenen Schichten unterschiedliche Anteile von aus Altstoffen bereitgestellten Fasern und von auf pflanzlicher Basis bereitgestellten Fasern enthalten.
Faserplatte gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Altstoff bereitgestellten Fasern aus Altstoffen bereitgestellt sind, die aus der Gruppe der Papier, Pappe, Karton und Zellstoff ausgewählt sind.
Faserplatte nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Altstoffen bereitgestellten Fasern mit einem Anteil von 1% bis 80%, bevorzugt mit einem Anteil von 10% bis 65%, besonders bevorzugt mit einem Anteil von 20% bis 50%, bezogen jeweils auf die Trockenmasse der fertigen Platte, enthalten sind.
Faserplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Altstoffen gewonnenen Fasern modifiziert sind.
Faserplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Altstoffen bereitgestellten Fasern durch Zugabe eines Additivs und/oder eines Hilfsstoffes modifiziert sind.
Faserplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die durch eine Modifizierung der aus Altstoffen bereitgestellten Fasern eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Faserplatte nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die durch eine Modifizierung der aus Altstoffen bereitgestellten Fasern eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit aufweisen.
Faserplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die durch eine Modifizierung der aus Altstoffen bereitgestellten Fasern eine vorbestimmte Farbe aufweisen.
Faserplatte nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch eine Modifizierung der aus Altstoffen bereitgestellten Fasern eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Belastung durch Flammen oder Brand aufweisen.