DE102017111098B4

DE102017111098B4 - Verfahren zur Herstellung einer Spanplatte und eine Spanplatte

Info

Publication number: DE102017111098B4
Application number: DE102017111098.4A
Authority: DE
Inventors: Gernot von Haas; Marc Hanheide
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2037-05-23
Also published as: DE102017111098A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Spanplatte mit außenliegenden und gegenüber der Mittelschicht dünneren Deckschichten, wobei zur Streuung der Mittelschicht einer in einer Presse zu verpressenden Streugutmatte beleimte und bevorzugt getrocknete Späne verwendet werden, die mit einem Messerringzerspaner aus Hackschnitzeln hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der mit einem Messerringzerspaner hergestellten Späne zur Bildung der Mittelschicht der Streugutmatte mehr als 50% beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spanplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Spanplatte nach Anspruch 18.
Bei der Herstellung von Werkstoffplatten aus streufähigen Materialien wird ein Gemisch aus Partikeln oder faserigen Stoffen und einem Bindemittel zu einer Streugutmatte auf einem Form- oder Förderband gestreut, wobei die Streugutmatte anschließend einer ggf. nötigen Vorbehandlung und schließlich einer Verpressung zugeführt wird. Die Verpressung kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich mittels Druck und/oder Wärme erfolgen. Bei den üblichen Werkstoffplatten, die hierbei hergestellt werden, handelt es sich normalerweise um MDF, Span- oder um OSB-Platten oder vergleichbare Mehrschichtplatten. Insbesondere bei OSB-Platten wird orientierbares Streugut verwendet.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Herstellung von Span- bzw. Partikelplatten, welche in der Regel mindestens dreischichtig hergestellt werden. Dabei finden sich zwischen den Deckschichten aus dem feinsten verwendeten Material mindestens eine Schicht mit geeigneten Spänen, die mit einem ausgehärteten Bindemittel verbunden die Steifig- und Tragfähigkeit einer verpressten Spanplatte definieren. Standardspäne für die Mittelschichten sind normalerweise im Durchschnitt 15 mm bis 30 mm lang und 0,5 mm im Durchmesser. Die Mittelschichten werden üblicherweise mit Rollenstreuköpfen gestreut. Die Deckschichten werden üblicherweise mittels klassierenden Windstreukammern hergestellt und verwenden Partikel die größer als Staub aber kleiner sind als die Späne für die Mittelschicht. Die hergestellte Streugutmatte wird schließlich in einer Presse zu einer Spanplatte verpresst. Eine handelsübliche Spanplatte weist eine Dichte von durchschnittlich 650 bis 700 kg/m³ auf und kennt Prüfungs- und Zertifizierungsverfahren zur Einhaltung einer vergleichbaren Qualität im Wettbewerb.
Bisher wurden für die hohen Qualitätsansprüche der Spanplatten zu einem überwiegenden Anteil von über 70% die notwendigen Späne mittels Messerwellenzerspanern aus ausgewähltem Rundholz gewonnen. Diesen Zerspanern wird ein Bündel oder einzelne Holzstämme zugeführt und eine koplanar zu den Rundhölzern angeordnete die Messer tragende Messerwelle wird durch das Rundholz hindurchbewegt und erzeugen somit hochwertige Späne. Neben den hochwertigen Spänen aus dieser Produktion können einem Hersteller für Spanplatten natürlich auch andere Holzmaterialien zugeliefert werden, wie beispielsweise Frischholz, welches nicht zur Zerspanung im Messerwellenzerspaner geeignet ist, weil es zu groß, zu kurz, zu geringen Durchmesser, zu ungerade oder ähnliches ist. Daneben gibt es noch andere Materialien wie Altholz, Schwarten, Verschnitt, und natürlich Sägemehl und Sägespäne.
Nach dem Stand der Technik werden die Späne nach den folgenden Fraktionen gesiebt:

F1: Staub, wird ausgeschleust und meist energetisch verwertet;
F2: Späne für die Deckschicht (F1<F2<F3);
F3: Späne für die Mittelschicht, im Durchschnitt 15 - 30 mm lang und im ∅ 0,5 mm
F4: Übergroße Späne (i.d.R. abgesiebt mit Maschenweite 12x12 mm)

Normalerweise fallen bei der Herstellung von Spänen nicht genügend kleine Partikel für die Fraktion F2 der Deckschichten an, so dass diese aus übergroßen Spänen der Fraktion F4 hergestellt werden, welche bei der Siebung ausgesiebt wurden und nachvermahlen werden. Der Bedarf an nachgemahlenen Spänen für die Fraktion F2 hängt normalerweise von der Dicke der herzustellenden Streugutmatte/Werkstoffplatte ab. Dünnere Werkstoffplatten benötigen im Verhältnis zur Fraktion F3 der Mittelschicht mehr nachgemahlene Späne für die Deckschicht F2.
Die heutige Ansicht von Experten ist, dass nicht mehr als 30% an Spänen aus anderen Herstellungsprozessen als den Messerwellenzerspanern in einer Mittelschicht Verwendung finden dürfen, um die notwendigen Prüfungsergebnisse zur Zulassung einer Normspanplatte zu erreichen. Diese anderen Späne weisen im Durchschnitt nicht die Maße für Standardspäne wie oben beschrieben auf.
Allerdings ist es betriebswirtschaftlich von Nachteil, dass nur 30% alternativer Quellen verwendet werden können und somit ist die Spanplattenherstellung durchaus teuer und aufwendig. Auch benötigt es im Umfeld der produzierenden Anlage eine ausreichende Quelle für Rundholz der geforderten Qualität.
Ähnliche Verfahren sind aus der DE 10 2005 038 734 A1 und DE 10 2006 006 655 A1 bekannt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik geeignetes Herstellungsverfahren anzugeben, mit dem auf die Zerspanung hochwertiger Rundhölzer bei gleichbleibender Spanplattenqualität verzichtet werden kann. Insbesondere soll vorgesehen sein, dass sogar mit dem neuen Herstellungsverfahren die Rohdichte der Werkstoffplatte gesenkt und dennoch die üblichen Prüfungs- und Zertifizierungsverfahren für Spanplatten erfolgreich durchlaufen werden können.
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Spanplatte mit außenliegenden und gegenüber der Mittelschicht dünneren Deckschichten, wobei zur Streuung der Mittelschicht einer in einer Presse zu verpressenden Streugutmatte beleimte und bevorzugt getrocknete Späne verwendet werden, die nur teilweise mit einem Messerringzerspaner aus Hackschnitzeln hergestellt werden.
Die Erfindung besteht für ein Verfahren darin, dass der Anteil der mit einem Messerringzerspaner hergestellten Späne zur Bildung der Mittelschicht der Streugutmatte mehr als 40% beträgt.
Alternativ kann der Anteil der mit einem Messerringzerspaner hergestellten Späne in der Mittelschicht mehr als 50%, bevorzugt mehr als 65%, ganz besonders bevorzugt mehr als 80% betragen. Diese Werte sind unter Umständen auch abhängig von der verwendeten Holzart.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass entgegen der Lehrmeinung auch ein hoher Anteil an aus Messerringzerspanern gewonnener Spananteil in der Mittelschicht zu Spanplatten verpreßbar ist, die die notwendigen Werte oder Normen für herkömmliche Spanplatten erfüllen. Insbesondere hat sich gezeigt, dass bei einem höheren Anteil derartiger Späne, besonders bei längeren Spänen als 30 mm die Rohdichte der Spanplatte bei ausreichend guten Festigkeitswerten die Normdichte von 650 kg/m³ verringert werden kann.
Alternativ oder kumulativ werden in dem Messerringzerspaner überwiegend Hackschnitzel einer Länge von 40 mm bis 70 mm, bevorzugt einer Länge von 55 mm bis 70 mm, zu Spänen zerkleinert.
Alternativ oder kumulativ werden von den hergestellten Spänen überwiegend die Späne von 30 - 55 mm Länge und 0,7-0,8 mm Dicke ausgesiebt und in der Mittelschicht verwendet.
Alternativ oder kumulativ werden die Messer mit einer Schnittgeschwindigkeit von 45 - 55 m/s bewegt.
Alternativ oder kumulativ werden die Messer einen Keilwinkel von 30°- 35° aufweisen.
Alternativ oder kumulativ werden die Messer am Umfang mit einem Abstand von 110-210 mm am Messsering angeordnet bzw. ein derartiger Messerring verwendet.
Alternativ oder kumulativ werden die Messer mit einem Abstand am Messerring zueinander angeordnet, der dem zwei bis dreifachen der durchschnittlichen Hackschnitzellänge entspricht.
Alternativ oder kumulativ werden die Messer mit einem Abstand zur nächsten Schaufel des Messerrings angeordnet, der dem zwei bis dreifachen der durchschnittlichen Hackschnitzellänge entspricht.
Alternativ oder kumulativ wird zur Siebung und Rückhalt der Späne eine Maschenweite von mehr als 1,2x1,2 mm, bevorzugt von mehr als 1,3x1,3 mm, höchst bevorzugt von mehr als 1,4x1,4 verwendet.
Alternativ oder kumulativ wird zur Siebung und Rückhalt der nicht in der Mittelschicht verwendbaren Späne eine Maschenweite von 14x14 mm bevorzugt von 16x16 mm, höchst bevorzugt von 18x18mm und außerordentlich bevorzugt von 20x20 mm verwendet. Es hat sich überraschend gezeigt, dass längere und dickere Späne gegenüber dem Stand der Technik hervorragende Festigkeitswerte erzielen können, wenn diese in der Mittelschicht angeordnet werden.
Alternativ oder kumulativ ist der durchschnittliche Schlankheitsgrad (Länge/Dicke) der für die Mittelschicht ausgesiebten, Späne >35, bevorzugt >40.
Alternativ oder kumulativ beträgt der Anteil an kürzeren Spänen in der Mittelschicht unter 50%, bevorzugt unter 30 %, besonders bevorzugt unter 20%.
Alternativ oder kumulativ wird der Anteil der kürzerer Späne und/oder der nicht mit einem Messerringzerspaner aus anderen Zerkleinerungsverfahren odervorrichtungen, wie Hammermühle, Prallmühle, Messerwellenzerspaner, Sägen oder dergleichen, den Spänen für die Mittelschicht, bevorzugt dosiert und/oder vermischt, zugeführt.
Alternativ oder kumulativ wird eine dreischichtige Platte einer Dichte kleiner 650 kg/m³, bevorzugt kleiner 640 kg/m³, höchst bevorzugt kleiner 630 kg/m³, hergestellt. Besonders bevorzugt erfüllt diese minderdichte Spanplatte in einer Vergleichsprüfung die Festigkeitswerte einer 650kg/m³ Spanplatte.
Alternativ oder kumulativ wird bevorzugt Laubholz verwendet wird, das Verfahren ist aber auch anteilig oder nur mit Nadelholz umsetzbar.
Die Erfindung besteht für eine Spanplatte aus mehreren Schichten, mit außenliegenden und gegenüber der Mittelschicht dünneren Deckschichten, darin, dass mehr als 40% der Späne in der Mittelschicht eine Länge von 30 - 55 mm und eine Dicke von 0,7 - 0,8 mm aufweisen.
Bevorzugt ist der durchschnittliche Schlankheitsgrad (Länge/Dicke) der Späne >35, bevorzugt >40.
Besonders bevorzugt ist der Anteil der oben genannten Späne in Länge, Dicke oder hinsichtlich des Schlankheitsgrads in der Mittelschicht mehr als 50%, bevorzugt mehr als 65%, ganz besonders bevorzugt mehr als 80% beträgt.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Spanplatte mit außenliegenden und gegenüber der Mittelschicht dünneren Deckschichten, wobei zur Streuung der Mittelschicht einer in einer Presse zu verpressenden Streugutmatte beleimte und bevorzugt getrocknete Späne verwendet werden, die mit einem Messerringzerspaner aus Hackschnitzeln hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der mit einem Messerringzerspaner hergestellten Späne zur Bildung der Mittelschicht der Streugutmatte mehr als 50% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der mit einem Messerringzerspaner hergestellten Späne in der Mittelschicht mehr als 65%, bevorzugt mehr als 80% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Messerringzerspaner überwiegend Hackschnitzel einer Länge von 40 mm bis 70 mm, bevorzugt einer Länge von 55 mm bis 70 mm, zu Spänen zerkleinert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den hergestellten Spänen überwiegend die Späne von 30 - 55 mm Länge und 0,7-0,8 mm Dicke ausgesiebt und in der Mittelschicht verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer mit einer Schnittgeschwindigkeit von 45 - 55 m/s bewegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer einen Keilwinkel von 30°- 35° aufweisen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer am Umfang mit einem Abstand von 110-210 mm angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer mit einem Abstand am Messerring zueinander vom zwei bis dreifachen der durchschnittlichen Hackschnitzellänge angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer mit einem Abstand zur nächsten Schaufel des Messerrings vom zwei bis dreifachen der durchschnittlichen Hackschnitzellänge angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Siebung und Rückhalt der Späne eine Maschenweite von mehr als 1,2x1,2 mm, bevorzugt von mehr als 1,3x1,3 mm, höchst bevorzugt von mehr als 1,4x1,4 mm verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Siebung und Rückhalt der nicht in der Mittelschicht verwendbaren Späne eine Maschenweite von 14x14 mm bevorzugt von 16x16 mm, höchst bevorzugt von 18x18mm und außerordentlich bevorzugt von 20x20 mm verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Schlankheitsgrad (Länge/Dicke) der für die Mittelschicht ausgesiebten, Späne >35, bevorzugt >40, ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an kürzeren Spänen in der Mittelschicht unter 50%, bevorzugt unter 30 %, besonders bevorzugt unter 20% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der nicht mit einem Messerringzerspaner und/oder der kürzeren Späne aus anderen Zerkleinerungsverfahren oder -vorrichtungen, wie Hammermühle, Prallmühle, Messerwellenzerspaner, Sägen oder dergleichen, der Mittelschicht, bevorzugt dosiert und/oder vermischt, zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dreischichtige Platte einer Dichte kleiner 650 kg/m³, bevorzugt kleiner 640 kg/m³, höchst bevorzugt kleiner 630 kg/m³, hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die minderdichte Spanplatte in einer Vergleichsprüfung die Festigkeitswerte einer 650kg/m³ Spanplatte erfüllt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt Laubholz verwendet wird.
Spanplatte aus mehreren Schichten hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, mit außenliegenden und gegenüber der Mittelschicht dünneren Deckschichten, wobei mehr als 50% der mittels Messerringzerspanern hergestellten Späne in der Mittelschicht eine Länge von 30 - 55 mm und eine Dicke von 0,7 - 0,8 mm aufweisen.
Spanplatte nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Schlankheitsgrad (Länge/Dicke) der Späne >35, bevorzugt >40, ist.
Spanplatte nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Späne in der Mittelschicht mehr als 65%, bevorzugt mehr als 80% beträgt.