DE102011003318B4

DE102011003318B4 - Faserplatten mit funktionsorientiertem Rohdichteprofil und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102011003318B4
Application number: DE102011003318.1A
Authority: DE
Inventors: Detlef Krug; Marco Mäbert; Jürgen Kramer
Original assignee: IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
Current assignee: IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2031-01-29
Also published as: DE102011003318A1; EP2625012A1; WO2012045548A1; DE102011003318A8

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Faserplatten mit homogenem Rohdichteprofil, folgende Schritte umfassend: – Aufbringen von Bindemittel auf die Fasern, – Verstreuen der mit Bindemittel versehenen Fasern, – Formen der Fasern zu einem Vlies, – Vorverdichten des Vlieses zu einer Matte unter Aufbringen von Druck und gleichmäßiges Erwärmen der Matte, sodass die Matte eine homogene Temperaturverteilung aufweist, sowie – Pressen der Matte zu einer Faserplatte unter Aufbringen von Druck und gleichzeitiges Erwärmen der Platte, wobei der beim Pressen aufgebrachte Pressdruck zum Erzeugen eines homogenen Rohdichteprofils derart gesteuert wird, dass der Pressdruck und der innerhalb der Faserplatte erzeugte Gegendruck gleich groß sind.

Description

Die Erfindung betrifft Faserplatten mit homogenen oder funktionsorientierten Rohdichteprofilen und Verfahren zu deren Herstellung.
Die Herstellung von Platten aus Holzwerkstoffen, wie mitteldichten Faserplatten, auch als MDF-Platten bezeichnet, Spanplatten oder Grobspanplatten aus ausgerichteten Spänen, auch als OSB bezeichnet, umfassen verschiedene Verfahrensschritte. An die Faseraufbereitung oder die Spanaufbereitung, die Trocknung, die Beleimung und die Streuung der Fasern oder Späne schließt sich der Vorgang des Pressens unter hohem Druck und vorgegebener Temperatur an.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die beleimten Fasern oder Späne zu Matten beziehungsweise Partikelvliesen zu formen und in kontinuierlich arbeitenden Vorpressen kalt vorzuverdichten. Je nach Jahreszeit und Wärmeisolierung der Formstränge weist die kaltgeformte Matte beim Verlassen der Vorpresse Temperaturen zwischen 10 °C und 40 °C auf.
Für den Vorgang des Vorerwärmens, welcher außerhalb einer Heißpresse abläuft, sind das Dämpfverfahren und die Erwärmung im dielektrischen Wechselfeld bekannt.
Bei den Dämpfverfahren werden Wasserdampf und heiße Luft als Wärmeübertragungsmedien eingesetzt. Durch den Einsatz zusätzlichen Wasserdampfes erhöht sich jedoch das ohnehin schon große Spalterrisiko der Platten beim Verlassen der Heißpresse. Unter Spaltern oder Platzern werden dabei Delaminierungen, das heißt die Trennung von Einzelschichten, verstanden, die beim Öffnen der Presse auftreten können. Die lokalen Festigkeiten des Partikel-Klebstoff-Netzwerkes sind dabei nicht ausreichend groß, um den Rückstellkräften der komprimierten Matte sowie dem durch das Verdampfen, beispielsweise von Wasser, erhöhten inneren Gasdruck entgegenwirken zu können. Der Klebstoff wird im Weiteren auch als Bindemittel bezeichnet.
Außerdem sind die Wärmetransportvorgänge und die Materialtransportvorgänge zeitabhängig und ortsabhängig. In jedem Raumpunkt der Matte werden die zur Erweichung der Partikel und zur Vernetzung des Bindemittels erforderlichen Temperaturen zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreicht. Die Erwärmung der Matte erfolgt ungleichmäßig, was zu ungleichmäßigem Verformungsverhalten und Bindemittelvernetzungen führt.
Die dielektrischen Verfahren basieren auf dem Nutzen der Mattenrestfeuchte, das heißt dem auf und in den Fasern gleichmäßig verteilten Wasser. Spezielle, zur Beleimung verwendete Bindemittel sind im dielektrischen Wechselfeld direkt erwärmbar. Zur dielektrischen Mattenvorerwärmung werden Mikrowellenverfahren und Hochfrequenzverfahren eingesetzt. In Mikrowellenöfen ist es allerdings technisch unmöglich, ein homogenes Feld bereitzustellen. Im Gegensatz dazu ist zwischen Kondensatorplatten einer Hochfrequenz-Erwärmungseinrichtung ein weitgehend homogenes Feld vergleichsweise einfach zu erzeugen. Hochfrequenz wird im Weiteren mit HF abgekürzt.
Bei im Stand der Technik bekannten HF-Verfahren werden die Partikelmatten im unverpressten Zustand erwärmt. Dabei werden oftmals Luftspalte zwischen den Kondensatorplatten und der Mattenoberfläche belassen. Da die Erwärmungsleistung von der Feldstärke des wirksamen Wechselfeldes abhängt und zwar direkt proportional zum Quadrat der Feldstärke und bei gleicher Spannung umgekehrt proportional zum Quadrat des Kondensatorplattenabstandes ist, werden lediglich sehr begrenzte, wirksame Feldstärken erzeugt. Eine kalte, vorgepresste Fasermatte springt nach dem Vorpressen auf das Dreifache bis Vierfache der minimalen Vorpressdicke zurück, sodass die Erwärmungsleistung in nicht integrierten HF-Erwärmungseinrichtungen nur 1/9 bis 1/16 in Bezug auf den vorgepressten Zustand der Platte beträgt. Um Temperaturerhöhungen von 5 K bis 15 K zu erreichen ist es notwendig, die HF-Anlagen mit Hochspannungen zu betreiben, die nahe an der Durchschlagsgrenze beziehungsweise der Überschlagsgrenze liegen. Dadurch werden die Gefahren von Betriebsstörungen erhöht, können Anlagenbrände ausgelöst, im Herstellungsverfahren befindliche Matten entzündet oder fertige Platten beschädigt werden. Die Vorteile einer vergleichsweise geringen Vorerwärmung stehen somit einem erhöhten Anlagenstillstandsrisiko und einem Brandrisiko entgegen.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen die Matte während des Vorwärmens verpresst wird. Aus der DE 196 04 574 A1 geht ein Verfahren zur Herstellung von Platten aus Lignocellulose-haltigen Teilchen hervor. Bei der Herstellung der Platten wird mittels einer Beleimmaschine kontinuierlich Bindemittel auf die Teilchen aufgebracht, bevor diese anschließend in einem Mattenformer kontinuierlich zu einer Matte geformt werden. Dabei wird die Matte mit einer Vorpresse kontinuierlich vorverdichtet und gleichzeitig durch Einwirken eines hochfrequenten Wechselfeldes mit einer HF-Erwärmungsvorrichtung kontinuierlich angewärmt. Die HF-Erwärmungsvorrichtung ist dabei innerhalb der Vorpresse angeordnet.
Das hochfrequente Wechselfeld wirkt dort auf die Matte ein, wo diese beim Vorverdichten ihre geringste Dicke aufweist. Dadurch ist lediglich ein geringer technischer Aufwand für die HF-Erwärmungsvorrichtung zu betreiben, da diese nur für relativ geringe Spannungen auszulegen ist. Trotz der geringen erforderlichen Spannung in Verbindung mit kleinen Elektrodenflächen werden hohe Wirkleistungen erreicht.
Nach dem Vorverdichten mit gleichzeitigem Erwärmen wird die zwischen zwei Pressblechen in einer Ebene geführte Matte innerhalb einer Heißpresse unter weiterer Wärmeeinwirkung zu einer Platte verpresst.
Die während des sogenannten Heißpressvorgangs ausgewählten Pressbedingungen bestimmen die Eigenschaften der fertigen Platte maßgeblich. Die maximalen Drücke liegen in einem Bereich von 3 N/mm² bis 5 N/mm². Die Verweildauer der Matte innerhalb der Presse beträgt, je nach Mattendicke, Ausgangsmaterial und verwendeter Technologie zwischen 30 Sekunden und mehreren Minuten. Die Dicke der Platte entspricht im Weiteren auch der Bezeichnung der Höhe.
Die Holzpartikel unterliegen während der Heißpressung einer elastischen und plastischen Deformation, deren Ausprägung vom Erwärmungszustand und vom Feuchtezustand der Matte in der Heißpresse bestimmt wird. Temperatur- und Feuchteunterschiede zwischen den einzelnen Mattenschichten führen zu einem charakteristischen Verdichtungsverhalten und einem Rohdichteprofil senkrecht zur Plattenebene. Das Rohdichteprofil zeigt den jeweiligen Verdichtungsgrad der Matte in einzelnen Schichten. Die Richtung senkrecht zur Plattenebene entspricht der Richtung der Höhe beziehungsweise der Dicke der Platte.
Kurze Presszeiten werden mit einer möglichst schnellen Klebstoffaushärtung erreicht, wobei der Aushärtungsgrad des Klebharzes am Ende des Pressvorgangs für die einzelnen Mattenschichten sehr unterschiedlich ausfallen kann.
Die physikalischen Vorgänge des Heißpressens lassen sich im Wesentlichen mit dem Wärmetransport und Stofftransport, der Kompression der Matte und der Relaxation der inneren Spannungen sowie dem Aushärteprozess des Bindemittels zusammenfassen. Durch den Wärme- und Feuchtigkeitseinfluss wird das Fasergut beziehungsweise das Spangut plastifiziert, was den Vorgang der Verdichtung erleichtert. Der Grad der Plastifizierung des Fasergutes beziehungsweise des Spangutes ist hauptsächlich von der Feuchte und der Temperatur der Fasern beziehungsweise Späne abhängig. Durch eine zeitlich verschobene Plastifizierung von Deck- und Mittelschichtgut, kommt es beispielsweise durch die stärker verformbaren Deckschichten, kombiniert mit höheren Rückstellkräften der kühleren Mittelschicht, zu einer stärkeren Verdichtung der äußeren Schichten. Am Ende des Pressvorgangs kommt es zur Reduzierung der durch die Pressplatten induzierten Spannungen innerhalb der Matte. Die Reduzierung der Spannungen wird auch als Relaxation bezeichnet. Dieses visko-elastische Verhalten führt über Entspannungsvorgänge einerseits bei einem konstant gehaltenen Pressspalt zu einer Abnahme des spezifischen Pressdruckes, andererseits zu einer Rückfederung der Matte am Pressenauslass, dem sogenannten "Springback". Der Aushärtevorgang des Bindemittels führt zur Fixierung der einzelnen Partikel beziehungsweise Plattenschichten und ist von der Dauer und der Höhe der auf das Bindemittel einwirkenden Temperatur abhängig.
Der Verdichtungsvorgang ist gezielt variierbar, um spezielle technologische Eigenschaften der Platte zu erzielen. Die Verdichtung kann sich dabei aus verschiedenen Verdichtungsstufen, Entlastungsphasen und Stufen konstanten Druckes zusammensetzen. Die Eigenschaften des fertigen Holzwerkstoffes, wie beispielsweise die Oberflächenqualität, die Kantenbearbeitbarkeit, die Biegefestigkeit und die Querzugfestigkeit, werden durch das vertikale Rohdichteprofil der Platte bestimmt und während der Plattenherstellung beeinflusst. Einflussgrößen auf das Rohdichteprofil sind zum Beispiel die Holzart, die Spangeometrie beziehungsweise die Fasergeometrie, die Feuchtigkeit, die Beleimung, das Schüttgewicht oder die Pressbedingungen.
Nach dem Stand der Technik wird die Matte innerhalb einer Doppelbandpresse zunächst in einem kurzen Zeitraum verdichtet. Bei dieser Erstverdichtung kann es teilweise zu einem Unterschreiten der Mattendicke unter die Zieldicke am Ende des Pressvorgangs kommen. Die rasche Verdichtung bewirkt, dass zum Zeitpunkt des Druckmaximums lediglich die äußeren Schichten stark plastifiziert sind, während die größere, innenliegende Schicht der Matte einen hohen Verdichtungswiderstand aufweist. Daraus ergeben sich Platten mit dünnen, hoch verdichteten Deckschichten und einer breiten mittleren Schicht mit einer gleichmäßig geringeren Dichte.
Bei der Herstellung der Platten ist stets ein Kompromiss zwischen angestrebter Biegefestigkeit und Querzugfestigkeit einzugehen, da bei einer gleichbleibenden mittleren Rohdichte sowie einer konstanten Plattendicke entweder eine hohe Deckschichtdichte mit einer geringen Mittelschichtdichte oder eine im Verhältnis dazu geringeren Deckschichtdichte mit einer höheren Mitteschichtdichte verbunden ist.
Die Wärmeenergie wird während des Vorganges des Heißpressens durch Kontakterwärmung über beheizte Stahlbleche beziehungsweise Stahlblechbänder an das Partikelvlies und damit von außen in das Vlies eingetragen. Die Wärme wird von außen nach innen transportiert. Da das Partikelvlies jedoch ein sehr schlechter Wärmeleiter ist, das einen Wärmeleitkoeffizienten in der Größenordnung von Dämmstoffen aufweist, läuft der Vorgang der Erwärmung sehr langsam ab. Dabei bildet sich innerhalb des Partikelvlieses zudem ein Temperaturgradient aus, sodass die Aushärtetemperatur des Bindemittels in Plattenmitte später und damit zur Außenseite zeitversetzt erreicht wird, was wiederum eine unterschiedliche Bindefestigkeit über den Querschnitt der Platte bewirkt. Das Bindemittel weist in den Bereichen der geringsten Plattendichte auch den geringsten Vernetzungsgrad auf, was die Querzugfestigkeit der Platte limitiert.
Den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist zu eigen, dass die Herstellung von Platten mit anwendungsspezifischen und damit auf die Verwendung der Platten ausgerichteten Rohdichteprofilen mit wirtschaftlichen Presszeiten nicht möglich ist. Die herkömmlichen Platten weisen die erwähnten, typischen Rohdichteprofile auf. Allerdings sind Platten mit diesen typischen Rohdichteprofilen nur für wenige Anwendungen, bei denen ein hohe Biegefestigkeit und eine hohe Biegesteifigkeit der Platte erforderlich sind, auch gut geeignet. Zudem ist die Materialeffizienz gering. Die Art und Weise der Wärmeübertragung an und innerhalb des Partikelvlieses führt zu verhältnismäßig langen Presszeiten. Die notwendigen langen Presszeiten führen wiederum zur Überhärtung des Bindemittels in den Außenzonen, was schlechtere Festigkeitseigenschaften bewirkt. Diesem Effekt wird gemäß der DE 44 12 515 A1 unter anderem mit der Erhöhung des Bindemittelanteiles entgegengewirkt wird.
Weiterhin können in Anlagen mit herkömmlicher Kontakterwärmung in der Presse lediglich Platten mit einer Dicke von bis zu 40 mm wirtschaftlich gefertigt werden.
Die DE 25 36 540 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Spanplatten und Faserplatten mit einem vorgegebenen Dichteprofil. Dabei werden mit einem aushärtbaren Binder versehene Pressgutmatten zwischen elektrisch beheizbaren Pressblechen angeordnet, mittels unbeheizter Pressenplatten von Plattenpressen für die Pressdauer einem Pressdruck unterworfen und nach Aufbau des Pressdruckes dem Einfluss einer Heizleistung ausgesetzt.
Die DE 31 07 589 A1 offenbart ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Span- oder Faserplatten aus mit einem wärmehärtbaren Bindemittel versetzten und aus lignozellulosehaltigen und/oder zellulosehaltigen und/oder anderen elektrisch schlecht leitenden Stoffen in Form von Teilchen, Fasern oder dergleichen bestehendem Vlies.
Aus der DE 27 22 348 B1 geht ein Verfahren zum Erwärmen eines mit wärmehärtbaren Bindemitteln versetzten, sich kontinuierlich bewegenden Spänevlieses mittels Hochfrequenz-Energie hervor.
In der DE 297 24 768 U1 wird eine Holzfaserdämmplatte offenbart, welche mit einem Bindemittel vermischte Holzfasern und eine Rohdichte kleiner als 150 kg/m³ aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Ausnutzen einer erhöhten Anlagenkapazität bei der Herstellung von Faserplatten durch Vorwärmetechnologien, Platten mit auf ihre Verwendung ausgerichteten Rohdichteprofilen bereitzustellen. Die bekannten Vorteile der Herstellung der Platten mit HF-Verfahren, wie das Erreichen homogener physikalischer und mechanischer Eigenschaften der Platten, sind zu nutzen. Die Flexibilität in der Gestaltung des Rohdichteprofils der Platten ist zu erhöhen und damit die Bereitstellung neuer, bisher wirtschaftlich nicht herstellbarer Platten zu ermöglichen. Es sollen Faserplatten mit funktionsorientierten Rohdichteprofilen sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zur Verfügung gestellt werden. Die Platten sollen dabei anwendungsspezifisch ausgelegt sein und spezifische technologische Eigenschaften aufweisen. Dementsprechend sollen die Platten materialeffizient, anlageneffizient und kostengünstig herzustellen sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren gemäß den selbständigen Patentansprüchen 1 und 2 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Faserplatten mit einem homogenen Rohdichteprofil oder einem vom homogenen Rohdichteprofil abweichenden funktionsorientierten Rohdichteprofil gelöst. Die Verfahren umfassen unter anderem folgende gemeinsame Schritte:

– Aufbringen von Bindemittel auf die Fasern,
– Verstreuen der mit Bindemittel versehenen Fasern,
– Formen der Fasern zu einem Vlies,
– Vorverdichten des Vlieses zu einer Matte unter Aufbringen von Druck und gleichmäßiges Erwärmen der Matte sowie
– Pressen der Matte zu einer Faserplatte unter Aufbringen von Druck und gleichzeitiges Erwärmen der Platte.

Die Vorgänge des Vorverdichtens des Vlieses zu einer Matte unter Aufbringen von Druck und des gleichmäßigen Erwärmens der Matte erfolgen bevorzugt gleichzeitig. Unter dem gleichmäßigen Erwärmen der Matte ist eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der vorgewärmten Matte zu verstehen. Die Matte weist in ihrem Volumen eine homogene Temperaturverteilung auf.
Nach der Konzeption der Erfindung wird beim Verfahren zur Herstellung von Faserplatten mit einem homogenen Rohdichteprofil der beim Pressen aufgebrachte Pressdruck derart gesteuert, dass der Pressdruck und der innerhalb der Faserplatte erzeugte Gegendruck gleich groß sind. Dabei stehen der Pressdruck und der Gegendruck der Matte im Gleichgewicht.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Faserplatten mit einem funktionsorientierten, das heißt partiell definierten, Rohdichteprofil wird der beim Pressen aufgebrachte Pressdruck derart gesteuert, dass der Pressdruck gegenüber dem innerhalb der Faserplatte erzeugten Gegendruck partiell gezielt überhöht wird und ansonsten der Pressdruck und der innerhalb der Faserplatte erzeugte Gegendruck gleich groß sind. Dabei stehen der Pressdruck und der Gegendruck der Matte im Gleichgewicht, wobei der Pressdruck gegenüber dem Mattendruck zur Erzeugung von partiellen definierten Rohdichteerhöhungen gezielt überhöht wird. Damit werden wesentliche mechanische Eigenschaften der Faserplatte, wie die Querzugfestigkeit und die Biegefestigkeit, über ein gezielt erzeugtes Rohdichteprofil gewährleistet und mit Hilfe der Steuerung der Presse beeinflusst.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Matte beim Verfahrensschritt des Vorverdichtens kontinuierlich verdichtet und durch Einwirken eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes erwärmt. Die HF-Erwärmungsvorrichtung ist dabei innerhalb der Vorpresse angeordnet. Aufgrund des Zusammenfassens der Vorgänge des Vorverdichtens und des Anwärmens der Matte mittels der HF-Erwärmung an einem Ort weist die HF-Erwärmungsvorrichtung einen minimalen Elektrodenabstand auf, sodass der Wert der Wechselspannung minimiert wird. Damit werden die Gefahr von Durchschlägen und Störeinflüssen sowie die von der HF-Erwärmungsvorrichtung ausgehende elektromagnetische Streustrahlung reduziert. Die Erwärmung mittels der HF-Erwärmungsvorrichtung bewirkt eine gleichmäßige Erwärmung der Matte ohne Stofftransportvorgänge und Wärmetransportvorgänge innerhalb der Matte, sodass in jedem Raumpunkt der Matte zur gleichen Zeit die gleiche Temperatur vorliegt. Infolge dieser homogenen Temperaturverteilung weisen die Fasern zu jedem Zeitpunkt in allen Raumpunkten der Matte das gleiche visko-elastische Verhalten und das Bindemittel den gleichen Vernetzungszustand auf.
Durch weiteres Erwärmen der vorerwärmten Matte auf eine Temperatur, welche eine ausreichende Vernetzung des Bindemittels bewirkt, sowie das Halten des äußeren Pressdruckes und des innerhalb der Platte erzeugten Gegendruckes im Gleichgewicht, wird eine Faserplatte mit einem homogenen Rohdichteprofil erzeugt.
Faserplatten mit nichthomogenem, funktionsorientiertem Rohdichteprofil werden erzeugt, indem der äußere Pressdruck genau zu dem Zeitpunkt erhöht wird, wenn die Partikel in der Schicht der Matte, in der eine höhere Dichte erzeugt werden soll, keine oder erst eine geringe Plastifizierung aufweisen und das Bindemittel in dieser Schicht noch nicht abgebunden ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Matte beim Verfahrensschritt des Pressens zu einer Faserplatte unter Aufbringen von Druck und gleichzeitigem Erwärmen innerhalb einer thermoölbeheizten kontinuierlich arbeitenden Heißpresse verpresst wird, wobei die Matte zwischen erwärmten Stahloberflächen angeordnet ist und die Wärme durch Kontakterwärmung an die Matte übertragen wird.
Bei der Herstellung von Faserplatten mit Rohdichten bis 500 kg/m³, liegen die Presszeitfaktoren im Bereich von 4 s/mm bis 12 s/mm Plattenstärke. Damit werden die Presszeitfaktoren der Herstellung von herkömmlichen mitteldichten Faserplatten nicht überschritten. Die Faserplatten lassen sich je nach Rohdichte in verschiedene Bereiche einteilen. Faserplatten mit Rohdichten im Bereich von etwa 250 kg/m³ bis 500 kg/m³ werden als ultraleicht, im Bereich von 500 kg/m³ bis 650 kg/m³ als leicht, im Bereich von 650 kg/m³ bis 750 kg/m³ als mitteldicht und im Bereich größer als 750 kg/m³ als hochdicht bezeichnet. Faserplatten mit Rohdichten kleiner als 250 kg/m³ werden der Kategorie der Dämmplatten zugeordnet. Der Presszeitfaktor, der auch als Pressfaktor bezeichnet wird, stellt die Verweildauer einer Faserplatte innerhalb der Heißpresse bezogen auf die Dicke der Faserplatte dar.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Vlies während des Vorganges des Vorverdichtens um 25 K bis 50 K erwärmt und weist am Ende des Vorganges des Vorverdichtens Temperaturen zwischen 40 °C und 90 °C auf. Der Beginn des Vorgangs der Vernetzung des Bindemittels kann dabei über der gesamten Plattendicke mit der Temperatur zur Erweichung der Partikel, die beispielsweise den Beginn der Ligninplastifizierung bewirkt, zusammenfallen. Beim Erweichen des Lignins als strukturgebende Komponente von Holz erweichen die Partikel und verlieren ihr elastisches Verhalten.
Das Vlies wird innerhalb einer Vorpresse bei Drücken zwischen 10 bar bis 30 bar vorverdichtet. Die nach dem Vorverdichten des Vlieses erzeugte Matte weist eine Höhe von 1/20 bis 1/3 der Höhe des Vlieses vor dem Vorverdichten auf.
Die nach einem der vorangehend beschriebenen Verfahren erzeugte Faserplatte mit einem homogenen Rohdichteprofil weist ein senkrecht zur Plattenebene gleichmäßig ausgebildetes Rohdichteprofil mit einer, bezogen auf den Querschnitt, einheitlichen Rohdichte auf. Die Oberflächen der Faserplatte mit homogenem Rohdichteprofil sind auf der Schmalseite und auf der Breitseite mit gleichen Oberflächeneigenschaften ausgebildet.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Faserplatte eine Rohdichte zwischen 230 kg/m³ und 300 kg/m³, eine maximale Wärmeleitfähigkeit von 0,05 W/(mK) sowie eine minimale Abreißfestigkeit senkrecht zur Plattenebene von 20 kPa auf. Die Faserplatte ist beispielsweise der Hydrophobierungsgruppe H10 nach EN 1609 und der Druckfestigkeitsgruppe P300 nach EN 826 zuzuordnen.
Die Faserplatte mit homogenem Rohdichteprofil wird vorteilhaft als Dämmplatte, für die Trägerteilherstellung im Kfz-Innenausbau, für Schaumstoffe in Polstermöbeln, Fahrgastsitzen oder Matratzen verwendet.
Die nach einem der vorangehend beschriebenen Verfahren erzeugte Faserplatte mit einem funktionsorientierten Rohdichteprofil weist ein senkrecht zur Plattenebene derart ausgebildetes Rohdichteprofil auf, dass, bezogen auf den Querschnitt der Faserplatte, Bereiche mit unterschiedlichen Rohdichten ausgebildet sind. Die Oberflächen der Faserplatte mit einem nicht homogenen, funktionsorientierten Rohdichteprofil sind auf der Schmalseite und der Breitseite mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften ausgebildet.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Rohdichteprofil, bezogen auf den Querschnitt der Faserplatte, aus drei Bereichen mit unterschiedlichen Rohdichten ausgebildet. Die beiden äußeren Bereiche weisen dabei bevorzugt die gleiche Rohdichte auf. Die Bereiche sind in Richtung der Höhe der Faserplatte, das heißt in der Dicke, unterschiedlich geteilt. Die Teilung der Bereiche ist unterschiedlich.
Die Faserplatte mit funktionsorientiertem Rohdichteprofil weist eine Rohdichte zwischen 300 kg/m³ und 700 kg/m³ auf und wird vorteilhaft für Möbel oder Fußbodenbeläge verwendet.
Die Faserplatten mit einem homogenen Rohdichteprofil sind ohne Leitfähigkeitszusätze und ohne Vorbehandlung der Schmalflächen pulverlackierbar und flüssiglackierbar.
Platten mit einem ausgeprägten Rohdichteprofil weisen beispielsweise in den Außenzonen eine Rohdichte von 1000 kg/m³ und in der Mittelschicht eine Rohdichte von 600 kg/m³ auf. Beim Einfräsen von Konturen in die Oberfläche der Platte, die bis in die Mittelschicht reichen, wird eine zu beschichtende Oberfläche erzeugt, welche an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Rohdichten und damit unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Eine Fläche mit einer hohen Rohdichte ist überwiegend glatt und geschlossen. Im Gegensatz dazu weisen die eingefrästen Konturen Stellen mit geringen Rohdichten auf, welche rau und porig ausgebildet sind.
Die Aushärtung des Pulverlackes wird durch die Einwirkung einer definierten Temperatur über eine definierte Zeitdauer bestimmt. Die Feuchtigkeit innerhalb der Platte tritt ab einer bestimmten Temperatur aus der Platte aus. Die Geschwindigkeit und das Ende des Austritts der Feuchtigkeit hängen von der Rohdichte der Platte ab. Je höher die Rohdichte ist, desto langsamer tritt die Feuchtigkeit aus. Erstrebenswert ist es, den Austritt der Feuchtigkeit zu realisieren, solange der Pulverlack aufgeschmolzen ist und fließt, weil die beim Austritt der Feuchtigkeit entstehenden Löcher sich dann wieder verschließen können. Platten mit unterschiedlichen Rohdichten weisen unterschiedliche Geschwindigkeiten des Austritts der Feuchtigkeit auf. Die Temperatur zur Aushärtung des Pulverlackes lässt sich jedoch lediglich auf eine Geschwindigkeit optimieren. Deshalb sind die Rohdichten der Außenzonen und der Mittelschicht der Platte anzugleichen. Unter festgelegten Bereichen der Werte der Rohdichten der Außenzonen wird die Rohdichte der Mittelschicht auf beispielsweise 700 kg/m³ bis 800 kg/m³ angehoben, wie es bei herkömmlichen MDF in Tieffräsqualität vorkommt. Damit erhöht sich das Gesamtgewicht der Platte.
Die erfindungsgemäßen Platten mit einem homogenen Rohdichteprofil weisen gleiche Austrittsgeschwindigkeiten der Feuchtigkeit und bei optimierter Temperatur keine durch den Austritt der Feuchtigkeit im ausgehärteten Lack verbleibende Löcher auf. Die Platte ist zudem leichter als bekannte pulverlackierbare Platten.
Das Prinzip der Lackierung ist auch auf Flüssigbeschichtungen übertragbar, für die Aushärtungstemperaturen von über 100 °C im Durchlaufverfahren benötigt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung weist diverse Vorteile auf.
Es werden Faserplatten mit anwendungsspezifischen Rohdichteprofilen hergestellt, wobei die Platten

– gezielt Bereiche mit hoher Rohdichte und damit großer Festigkeit aufweisen, was einen vorteilhaften Einsatz an Material und demzufolge eine hohe Materialeffizienz bewirkt,
– die Optimierung des Materialbedarfs führt zu einem geringeren Materialverbrauch und damit zu einem geringeren Gesamtgewicht, was wiederum mit einer Optimierung der Transportmittelauslastung einhergeht,
– die Verringerung des Bindemittelanteils beziehungsweise des Bindemittelverbrauchs senkt die variablen Rohstoffkosten,
– nur in den Bereichen eine benötigte, hohe Festigkeit aufweisen, an denen es die entsprechende Anwendung erfordert und ansonsten mit einer geringen bis mittleren Rohdichte ausgebildet sind,
– einen Bereich mit spezifischer Festigkeit aufweisen können, welcher die gesamte Platte umfasst oder gezielt nur in Teilbereichen ausgebildet ist,
– in allen Bereichen mit gleichen Festigkeitseigenschaften und Verarbeitungseigenschaften ausgebildet ist und eine sehr geringe mittlere Rohdichte aufweist.

Es sind Faserplatten herstellbar, welche

– gezielte Rohdichteerhöhungen in Bereichen mit einem hohem Festigkeitsbedarf aufweisen,
– im Bereich der Breitfläche und der Schmalfläche gleiche Oberflächeneigenschaften aufweisen und damit in diesen Bereichen auf gleiche Art und Weise bearbeitbar sind,
– mit einem hutartigen Rohdichteprofil mit Deckschichten geringerer Dichte und Mittelschichten mit höheren Dichten ausgebildet sind,
– gleiche Klebstoff-Formulierungen für alle Dicken und Dichten aufweisen,
– bei Bedarf gleichmäßigere Dichteprofile und verbesserte physikalische Eigenschaften als aus dem Stand der Technik bekannte Platten aufweisen, wie beispielsweise eine bessere Beschichtbarkeit, überlegenere Dimensionsstabilitäten, erhöhte Querzugfestigkeiten, Schraubenauszugsfestigkeiten und/oder Schmalflächenhärten.

Beim Verfahren zur Herstellung der Faserplatten

– kann auf den Einsatz von Kühlaggregaten verzichtet werden,
– wird die Wartezeit zwischen dem Pressen und der Nachbearbeitung, zum Beispiel dem Schleifen, minimiert und
– wird die Maschinengängigkeit der Platten maximiert, sodass die Platten mit funktionsorientiertem Rohdichteprofil sehr wirtschaftlich zu fertigen und weiter zu verarbeiten sind.

Bei herkömmlichen Herstellungsverfahren weist die Heißpresse Heißpresszonen und Kühlzonen auf. Die Abkühlung der Platte auf eine geringere Temperatur beim Durchlaufen der Kühlzone bewirkt das Absinken des Gasinnendruckes innerhalb der Platte.
Durch den Einsatz des IVHF-Verfahrens, das heißt integriertes Vorpressen und HF-(Vor)Erwärmen, werden

– die zur Aushärtung des Bindemittels notwendige Temperatur, der Beginn der Plastifizierung der Partikel und der Beginn des Absinkens des Gegendruckes der Matte schneller erreicht,
– die Kapazität um über 100 % erhöht und der Pressfaktor mindestens halbiert, wobei der Pressfaktor beispielsweise von 10 s/mm auf 2,5 s/mm verringert und damit die Anlagenleistung vervierfacht werden kann – bei Verdoppelung der Anlagenausbringrate wächst die Profitabilität überproportional, da sich selbst bei den derzeit wirtschaftlichsten Anlagen der Gewinn pro Einheit um einen Faktor von 3 bis 5 steigern lässt, was mit der doppelten Produktionsmenge zu einem sechs- bis zehnfachen Gesamtgewinn führt, was auch die Struktur der Branche weg vom Preiswettbewerb hin zum Innovationswettbewerb verändern wird,
– der „Spring-Back“ minimiert beziehungsweise ausgeschlossen,
– die Umformung der Matte und die Klebstoffvernetzung und damit die physikalischen und chemischen Vorgänge optimal aufeinander abgestimmt und
– neuartige Plattentypen mit homogenerem oder anwendungsspezifischen Dichteprofil herstellbar.

Mit dem Vorgang der schnelleren Plastifizierung ist einerseits die Presszeit verkürzbar, da das Rohdichteprofil in kürzerer Zeit erzeugt werden kann. Andererseits ist der Vorgang der Verdichtung gezielter einsetzbar, da die Temperaturfront infolge der Vorerwärmung der Matte schneller in die Plattenmitte vordringt. Der gezielte Einsatz einer schnellen Verdichtung dient der Produktion eines funktionsorientierten Rohdichteprofils. Der gezielte Einsatz einer langsamen Verdichtung ermöglicht die Erzeugung eines homogenen Rohdichteprofils.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
1: Faserplatte,
2: homogenes Rohdichteprofil aufgetragen über der Höhe der Faserplatte und
3 und 4: funktionsorientierte Rohdichteprofile aufgetragen über der Höhe der Faserplatte.
1 zeigt eine Faserplatte, deren Querschnitt über die Höhe und die Breite der Platte definiert ist. Die Ebene der Faserplatte wird durch die Breite und die Länge beschrieben.
Faserplatten, insbesondere Holzfaserdämmplatten, unterscheiden sich neben der Herkunft der Fasern, wie Holz, Hanf oder weitere Einjahrespflanzen beziehungsweise Cellulose aus Altpapier, auch im angewendeten Herstellungsverfahren und den zugesetzten Zuschlagstoffen. Als Zuschlagstoffe werden beispielsweise Bindemittel, Bindefasern oder Brandschutzmittel verwendet.
Flexible, mattenförmige Dämmstoffe werden unter Verwendung von Bindefasern, wie Fasern aus Kunststoffen oder nachwachsenden Rohstoffen, in einem Durchströmungsverfahren hergestellt. Im Gegensatz dazu ist die Produktionstechnologie fester, plattenförmiger Dämmstoffe dem aus der MDF-Produktion bekannten Trockenverfahren ähnlich. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Werkstoffe basiert die Durchwärmung der Vliese auf Durchströmungsverfahren. Als Klebstoffe beziehungsweise Bindemittel werden meist PUR-Systeme oder PMDI eingesetzt. PMDI steht dabei als Abkürzung für Polymeres Diphenylmethandiisocyanat.
Die auf diese Weise hergestellten Dämmplatten haben aufgrund der Anwendung des Durchströmungsverfahrens ein gleichmäßiges Rohdichteprofil und somit in allen Ebenen des Querschnittes eine einheitliche Rohdichte.
2 zeigt ein gleichmäßiges, homogenes Rohdichteprofil aufgetragen über der Höhe einer erfindungsgemäßen Faserplatte mit einer konstanten Dichte von 300 kg/m³. Der konstante Wert der Rohdichte liegt je nach Faserplatte beispielsweise zwischen 230 kg/m³ und 300 kg/m³.
Die Platten werden, im Gegensatz zum Stand der Technik, im Anschluss an das Trockenverfahren und die Verdichtung mit gleichzeitiger Vorwärmung in einer thermoölbeheizten kontinuierlich arbeitenden Heißpresse verpresst.
Beim Trocknen wird die natürliche Feuchtigkeit der Fasern beziehungsweise Späne reduziert, um diese anschließend mit ausreichend Bindemittel benetzen zu können. Zudem sollte die Feuchtigkeit in den Fasern oder Spänen minimiert sein, um den während des Pressvorgangs erzeugten Dampfdruck innerhalb der Rohplatte zu reduzieren und damit das Risiko des Platzens der Platte zu vermindern. Nach der Beleimung der Partikel wird die Matte bei der Verdichtung mit gleichzeitiger Vorwärmung kontinuierlich vorverdichtet und mittels des hochfrequenten Wechselfeldes mit einer HF-Erwärmungsvorrichtung kontinuierlich erwärmt. Das hochfrequente Wechselfeld wird mit einer Spannung von etwa 7 kV erzeugt, wobei Ströme zwischen 1,5 A bis 3 A fließen.
Beim Verfahrensschritt des Pressens der Matte zu einer Faserplatte unter Aufbringen von Druck und gleichzeitiger Erwärmung wird innerhalb der Heißpresse durch Kontakterwärmung weitere Wärme an die Platte übertragen. Die Herstellung der Platten weist dabei Presszeitfaktoren von 2,5 s/mm bis 12 s/mm Plattenstärke auf, was Presszeitfaktoren der Herstellung von MDF-Platten entspricht. Der Pressdruck wird derart gesteuert, dass sein Wert dem innerhalb der Faserplatte erzeugten Gegendruck entspricht.
Die erfindungsgemäßen Faserplatten mit einem homogenen Rohdichteprofil werden mit einer Rohdichte von 500 kg/m³ beispielsweise als leichte Möbelplatten oder mit einer Rohdichte von 750 kg/m³ als Möbelplatte, insbesondere für den Frontbereich der Möbel, verwendet. Des Weiteren werden die Platten mit homogenem Rohdichteprofil als Dämmplatten mit statischer Funktion oder, mit einer Rohdichte zwischen 50 kg/m³ und 300 kg/m³, als

– Unterdeckplatte für die Dachdämmung und/oder die Wanddämmung mit einer Rohdichte zwischen 150 kg/m³ und 300 kg/m³,
– Trittschalldämmplatte und Wärmedämmplatte für Fußböden mit einer Rohdichte zwischen 100 kg/m³ und 200 kg/m³,
– Dämmmatte mit einer Rohdichte zwischen 50 kg/m³ und 80 kg/m³,
– Matten zur Trägerteilherstellung im Kfz-Innenausbau,
– Halbzeug zur Formteilherstellung, zum Beispiel in der Automobilherstellung,
– strukturgebendes Element für Carbonisierungsprozesse, Silicierungsprozesse und/oder Sinterprozesse mit einer Rohdichte kleiner als 50 kg/m³,
– Ersatz für weich-elastische Schaumstoffe in der Polstermöbelherstellung mit elastischem Bindemittel und einer Rohdichte kleiner als 50 kg/m³,
– Ersatz für weich-elastische Schaumstoffe in der Herstellung von Fahrgastsitzen mit elastischem Bindemittel und einer Rohdichte zwischen 50 kg/m³ bis 100 kg/m³,
– Ersatz für weich-elastische Schaumstoffe in der Matratzenherstellung mit elastischem Bindemittel und einer Rohdichte zwischen 40 kg/m³ und 60 kg/m³.

In den 3 und 4 sind funktionsorientierte Rohdichteprofile aufgetragen über der Höhe einer erfindungsgemäßen Faserplatte dargestellt. Die Platten weisen im Gegensatz zu herkömmlichen Faserplatten beispielsweise auf der Oberseite und der Unterseite niedrigere Dichten auf als in der Mitte.
Die aus dem Stand der Technik bekannten, zur Lackierung vorgesehenen Faserplatten, weisen ein spezifisches Gewicht von über 700 kg/m³ auf, in einigen Anwendungsfällen sogar über 800 kg/m³. Diese Platten sind mit einem Rohdichteprofil ausgebildet, das an der Plattenoberseite und an der Plattenunterseite Deckschichten mit Dichten um 1000 kg/m³ und mehr sowie in der Mittelschicht Dichten von 650 kg/m³ bis 850 kg/m³ aufweist. Die hohen spezifischen Gewichte werden erzeugt, um die Platten an den Schmalflächen und in der Tiefe der Breitflächen mit vertretbarem Aufwand bearbeiten, insbesondere fräsen, lackieren und/oder beschichten, zu können. Für die Weiterverarbeitung mittels einer ökologisch besonders geeigneten Pulverlackierung, sind die Platten bei der Herstellung darüber hinaus mit sehr teuren Leitfähigkeitszusätzen zu versetzen. Das hohe spezifische Gewicht der Platten des Standes der Technik ist vor allem notwendig, um die Bearbeitung der Schmalflächen und das Tieffräsen in die Breitfläche mit vertretbarem Zusatzaufwand für nachfolgende Veredelungsschritte, wie Lackieren oder Beschichten, zu gewährleisten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Faserplatten ist dagegen in vielfacher Weise effizienter. Beispielsweise werden etwa 50 % weniger Rohstoffe und Hilfsstoffe, wie Holz, Klebstoff und Klebzusatzstoffe, verwendet. Es werden keine kostenintensiven Leitfähigkeitszusätze benötigt und die Kapazität der Plattenproduktion ist deutlich größer. Neben den Kostenvorteilen bei der Rohplattenherstellung ergeben sich signifikante Kostenvorteile bei der Veredelung der Platten und dem Transport roher oder veredelter Platten.
Die erfindungsgemäßen Faserplatten mit funktionsorientierten Rohdichteprofilen nach 3 weisen beispielsweise in der Mitte höhere Dichten als auf der Oberseite oder der Unterseite auf, sodass die Platten mit einem hutartigen Profil ausgebildet sind. Im Bereich der Oberseite und der Unterseite sind die Platten bevorzugt mit Rohdichten von 375 kg/m³ bis 425 kg/m³ ausgebildet, während im mittleren Bereich der Platte die Rohdichte bevorzugt 675 kg/m³ bis 725 kg/m³ beträgt. Derartige Faserplatten werden zum Beispiel mit schalldämmenden und/oder wärmedämmenden Deckschichten sowie einer stabilen Mittelschicht versehen und als Trägerplatten für Fußbodenpaneele mit integrierter Schalldämmung und Wärmedämmung eingesetzt. Dabei handelt es sich um sogenannte Fußbodenpaneelträgerplatten mit integrierter Wärmedämmung und Trittschalldämmung. Platten mit Hutprofil werden auch als Laminat mit erhöhter Rohdichte im Klick-Profil-Bereich verwendet und als Laminat mit Nut und Feder bezeichnet. Eine weitere Anwendung von Faserplatten mit einem hutartigen Profil stellen als eine Kombination aus Matte/Platte/Matte hergestellte, integrierte Platten dar.
Zudem finden die erfindungsgemäßen Faserplatten ihre Verwendung als Deckplatten für Sandwichplatten mit einseitiger Rohdichtespitze, deren Rohdichteprofil in 4 gezeigt ist, sowie im Innenausbau, im Möbelbau, als semistrukturelle Platten mit Dämmeigenschaften, mit Profilummantelung, im Leichtbau, im Türenbau oder im Fahrzeugbau. 4 zeigt dabei verschieden ausgeprägte Rohdichteprofile der Platten.
Nach der Erwärmung mittels der HF-Erwärmungsvorrichtung weist die Matte in jedem Raumpunkt zur gleichen Zeit die gleiche Temperatur auf. Infolge dieser homogenen Temperaturverteilung liegen die Fasern zu jedem Zeitpunkt in allen Raumpunkten der Matte mit gleichem visko-elastischen Verhalten und das Bindemittel mit dem gleichen Vernetzungszustand vor. Die vorerwärmte Matte wird anschließend in einer bevorzugt thermoölbeheizten kontinuierlich arbeitenden, als Doppelbandpresse ausgebildeten Heißpresse, weiter erwärmt. Die Matte ist dabei zwischen erwärmten Stahloberflächen angeordnet. Die Wärme wird durch Kontakterwärmung von oberhalb und unterhalb der Matte angeordneten Stahlbändern an die Matte übertragen. Die Temperaturfront dringt beiderseits in Richtung Mattemitte vor. Gleichzeitig wird die Matte mittels über die Stahloberflächen auf die Matte wirkenden Druck verdichtet.
Im Zusammenwirken der fortschreitenden Temperaturfront und der Änderung des aufgebrachten Druckes werden unterschiedliche funktionsorientierte Rohdichteprofile erzeugt. Da der Grad der Plastifizierung der Partikel von der Temperatur abhängt, beginnt die Plastifizierung der Partikel am jeweiligen Ort der Temperaturfront. Gleichzeitig sind der Aushärtevorgang und der Vorgang der Vernetzung des Bindemittels zur Fixierung der einzelnen Partikel von der Dauer und der Größe der auf das Bindemittel einwirkenden Temperatur abhängig. Dabei können die Temperaturen und damit Zeitpunkte für den Beginn des Vorgangs der Vernetzung des Bindemittels und der Plastifizierung der Partikel zusammenfallen.
Die Platten mit nichthomogenem, funktionsorientiertem Rohdichteprofil werden folglich hergestellt, indem der von den Stahlbändern aufgebrachte äußere Pressdruck genau zu dem Zeitpunkt erhöht wird, bevor die Partikel in der Schicht der Matte, in der eine höhere Dichte erzeugt werden soll, plastifizieren, das heißt keine oder erst eine geringe Plastifizierung aufweisen, und das Bindemittel in dieser Schicht noch nicht vollständig vernetzt beziehungsweise abgebunden ist.
Um beispielsweise eine Platte mit hohen Dichten an den Außenzonen und einer geringeren Dichte innerhalb der Mittelschicht, nach 4 oben, zu erzeugen, weist das Verfahren zur Herstellung folgende Schritte auf:

a) schnelle Erstverdichtung durch Aufbringen eines großen äußeren Pressdruckes, um die hohe Rohdichte der Außenzonen von etwa
1000 kg/m³ zu erreichen, dabei wandert die Temperaturfront sehr schnell in Richtung der Plattenmitte,
b) schnelles Absenken des äußeren Pressdruckes und dadurch Verringern der Rohdichte auf etwa 650 kg/m³,
c) langsame Verdichtung bei konstantem äußeren Druck und Erzeugen einer konstanten Rohdichte von etwa 650 kg/m³ innerhalb der Mittelschicht.

Durch das Einstellen des Wertes des äußeren Pressdruckes auf dem Wert des innerhalb der Platte erzeugten Gegendruckes, das heißt das Einstellen eines Druckgleichgewichtes, wird eine Platte mit einem homogenen Rohdichteprofil erzeugt.
Dabei handelt es sich beispielsweise um ultra-leichte Faserplatten, auch als ULDF bezeichnet, mit Rohdichten zwischen 300 kg/m³ und 500 kg/m³. Sie werden zudem als diffusionsoffene Wandplatten und Dachplatten, sogenannte DWD-Platten oder zur Ummantelung verwendet.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Faserplatten mit homogenem Rohdichteprofil, folgende Schritte umfassend: – Aufbringen von Bindemittel auf die Fasern, – Verstreuen der mit Bindemittel versehenen Fasern, – Formen der Fasern zu einem Vlies, – Vorverdichten des Vlieses zu einer Matte unter Aufbringen von Druck und gleichmäßiges Erwärmen der Matte, sodass die Matte eine homogene Temperaturverteilung aufweist, sowie – Pressen der Matte zu einer Faserplatte unter Aufbringen von Druck und gleichzeitiges Erwärmen der Platte, wobei der beim Pressen aufgebrachte Pressdruck zum Erzeugen eines homogenen Rohdichteprofils derart gesteuert wird, dass der Pressdruck und der innerhalb der Faserplatte erzeugte Gegendruck gleich groß sind.
Verfahren zur Herstellung von Faserplatten mit funktionsorientiertem Rohdichteprofil, folgende Schritte umfassend: – Aufbringen von Bindemittel auf die Fasern, – Verstreuen der mit Bindemittel versehenen Fasern, – Formen der Fasern zu einem Vlies, – Vorverdichten des Vlieses zu einer Matte unter Aufbringen von Druck und gleichmäßiges Erwärmen der Matte, sodass die Matte eine homogene Temperaturverteilung aufweist, sowie – Pressen der Matte zu einer Faserplatte unter Aufbringen von Druck und gleichzeitiges Erwärmen der Platte, wobei der beim Pressen aufgebrachte Pressdruck zum Erzeugen eines partiell definierten Rohdichteprofils derart gesteuert wird, dass der Pressdruck gegenüber dem innerhalb der Faserplatte erzeugten Gegendruck partiell gezielt überhöht wird und ansonsten der Pressdruck und der innerhalb der Faserplatte erzeugte Gegendruck gleich groß sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte beim Vorverdichten durch Einwirken eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies während des Vorganges des Vorverdichtens um 25 K bis 50 K erwärmt wird und am Ende des Vorganges Temperaturen zwischen 40 °C und 90 °C aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies bei Drücken zwischen 10 bar bis 30 bar vorverdichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte beim Vorverdichten auf eine Höhe von 1/20 bis 1/3 der Höhe des Vlieses vor dem Vorverdichten zusammengepresst wird.
Faserplatte mit homogenem Rohdichteprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserplatte – ein senkrecht zur Plattenebene gleichmäßig ausgebildetes Rohdichteprofil sowie bezogen auf den Querschnitt eine einheitliche Rohdichte aufweist, wobei die Rohdichte zwischen 230 kg/m³ und 300 kg/m³ beträgt, und – die Oberflächen der Faserplatte auf der Schmalseite und der Breitseite gleiche Oberflächeneigenschaften aufweisen.
Faserplatte mit homogenem Rohdichteprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserplatte – ein senkrecht zur Plattenebene gleichmäßig ausgebildetes Rohdichteprofil sowie bezogen auf den Querschnitt eine einheitliche Rohdichte aufweist, wobei die Rohdichte 500 kg/m³ beträgt, und – die Oberflächen der Faserplatte auf der Schmalseite und der Breitseite gleiche Oberflächeneigenschaften aufweisen.
Faserplatte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserplatte – eine maximale Wärmeleitfähigkeit von 0,05 W/(mK), – eine minimale Abreißfestigkeit senkrecht zur Plattenebene von 20 kPa aufweist.
Faserplatte mit funktionsorientiertem Rohdichteprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserplatte – ein senkrecht zur Plattenebene derart ausgebildetes Rohdichteprofil aufweist, dass, bezogen auf den Querschnitt der Faserplatte, Bereiche mit unterschiedlichen Rohdichten ausgebildet sind, wobei die Rohdichten zwischen 300 kg/m³ und 700 kg/m³ betragen, und – die Oberflächen der Faserplatte auf der Schmalseite und der Breitseite unterschiedliche Oberflächeneigenschaften aufweisen.
Faserplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohdichteprofil, bezogen auf den Querschnitt der Faserplatte, aus drei Bereichen mit unterschiedlichen Rohdichten ausgebildet ist, wobei die beiden äußeren Bereiche gleiche Rohdichten aufweisen.