-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Bindemittelmischung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, eine Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten nach Anspruch 9 und ein Verfahren zur Herstellung eine Bindemittelmischung nach Anspruch 10.
-
Bei der Herstellung von Werkstoffplatten, insbesondere von Holzwerkstoffplatten, wird zur Verbindung der einzelnen Partikel der Werkstoffplatte ein Bindemittel eingesetzt. Das Bindemittel wird hierzu meist in unverdünnter oder nur leicht verdünnter Form angeliefert und einem zentralen Vorratstank zugeführt, aus welchem dann dosiert das Bindemittel als eine Bindemittelmischung der Produktion der Werkstoffplatten zugeführt wird. Von besonderer Bedeutung für die Festigkeit der Werkstoffplatte ist der Bindemittelanteil der Bindemittelmischung.
-
Im Stand der Technik ist es daher bekannt, das Bindemittel bei Anlieferung mittels Stichproben zu untersuchen, um feststellen zu können, in wie weit das angelieferte Bindemittel verdünnt wurde. Da die Werte in einem weiten Bereich schwanken können, ergibt sich auch im Vorratstank eine stets schwankende Bindemittelmischung, da hier noch vorhandenes Bindemittel und neu angeliefertes Bindemittel gemischt werden. Daher unterliegen auch die Produktion der Werkstoffplatten Schwankungen, welche dazu führen können, dass die Werkstoffplatten nicht die gewünschte Festigkeit aufweisen. Andererseits ergeben sich bei einem überhöhten Einsatz des Bindemittels höhere Produktionskosten.
-
Daher ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelmischung wie eine Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten anzugeben, welche die Nachteile im Stand der Technik überwindet und welche eine verbesserte Herstellung einer Bindemittelmischung, insbesondere einer gleichbleibenden Bindemittelmischung, erlaubt.
-
Es ist weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelmischung wie eine Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten anzugeben, welche eine Qualitätssicherung erlaubt.
-
Es ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelmischung sowie eine Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten anzugeben, mittels welcher der Einsatz von Bindemittel verbessert wird und die Produktionskosten von Werkstoffplatten gesenkt werden können.
-
Diese und weitere Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelmischung wie in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt.
-
Als eine erste Lösung wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Bindemittelmischung im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten angegeben, wobei die Bindemittelmischung zumindest ein Bindemittel und eine Flüssigkeit umfasst, mit zumindest einem Vorratsbehälter, in welchen eine erste Vormischung aus Bindemittel und Flüssigkeit zugeführt und zwischengelagert wird, mit zumindest einer Pumpe, welche nach dem Vorratsbehälter angeordnet ist und eine zweite Vormischung aus dem zumindest einen Vorratsbehälter fördert, und mit einer Zuführeinrichtung, welche nach der Pumpe angeordnet ist, zum Zuführen einer weiteren Flüssigkeit zu der zweiten Vormischung zur Herstellung der Bindemittelmischung. Die Erfindung zeichnet aus, dass vor und/oder nach dem zumindest einen Vorratsbehälter zumindest ein Sensor zur Bestimmung des Bindemittelanteils in der ersten Vormischung und/oder zweiten Vormischung und/oder der Bindemittelmischung angeordnet ist.
-
Durch die insbesondere kontinuierliche Messung des Bindemittelanteils kann die Bindemittemischung entsprechend den notwendigen Anforderungen für eine stabile Werkstoffplatte hergestellt werden, ohne dabei eine überhöhte, nicht notwendige Menge des teuren Bindemittels einzusetzen. Hierdurch können die Kosten deutlich reduziert werden. Andererseits wird auch nicht zu wenig Bindemittel eingesetzt, wodurch ein Ausschuss an Werkstoffplatten wegen zu geringer Festigkeit ebenfalls vermieden wird.
-
Durch die Messung der ersten Vormischung kann ebenfalls die angelieferte Menge an Bindemittel überprüft werden, und dies insbesondere kontinuierlich, so dass Schwankungen bei der Anlieferung ebenfalls festgestellt und entsprechend dokumentiert werden können.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Sensor ein kapazitiver Sensor. Ein kapazitiver Sensor zeigt eine besondere Empfindlichkeit bei der Messung von Flüssigkeiten und darin enthaltenen oder gelösten Anteilen. Es bietet sich somit eine gute Kalibriermöglichkeit auf die Bestandteile der Vormischung und/oder Bindemittelmischung, so dass eine sehr genaue Messung der Vormischung und/oder Bindemittelzusammensetzung ermöglicht wird.
-
Alternativ oder in Kombination ist der zumindest eine Sensor ein Mikrowellensensor, welche eine sehr genaue Messung der Flüssigkeit, insbesondere von Wasser in der Vormischung und/oder der Bindemittelmischung ermöglicht.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltungsform der Vorrichtung zeichnet aus, dass der zumindest eine Sensor vor und/oder nach der Pumpe und/oder der Zuführeinrichtung angeordnet ist. Eine Anordnung unmittelbar vor und/oder nach der Pumpe sowie vor der Zuführeinrichtung ermöglicht es, den Bindemittelanteil der zweiten Vormischung zu bestimmen und das Zuführen einer weiteren Flüssigkeit in der Zuführeinrichtung entsprechend zu steuern, so dass die Bindemittelmischung einen bestimmten Bindemittelanteil nicht unterschreitet. Weiterhin kann über einen Sensors, welcher nach der Zuführeinrichtung angeordnet ist, die Bindemittelmischung exakt bestimmt werden, insbesondere der Bindemittelanteil. Daher ist es insbesondere vorteilhaft, wenn ein Sensor vor der Zuführeinrichtung und ein Sensor nach der Zuführeinrichtung angeordnet ist, so dass sowohl für die zweite Vormischung als auch für die Bindemittelmischung der Bindemittelanteil bestimmbar und überprüfbar ist.
-
Bevorzugt handelt es sich bei dem Bindemittel um einen Leim, insbesondere um einen Leim auf Basis von Isocyanat oder Aminoplasten, hierbei insbesondere um Phenol- und/oder Harnstoffharze. Der Einsatz dieser Leime ist insbesondere bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten bevorzugt.
-
Insbesondere kann es sich bei dem Bindemittelanteil um den Festharzanteil im Bindemittelmittel, insbesondere dem Leim handeln.
-
Alternativ oder in Kombination handelt es sich bei der Flüssigkeit, welche ein Bestandteil der ersten und/oder zweiten Vormischung sein kann oder welche ergänzend der zweiten Vormischung in der Zuführeinrichtung zugeführt werden kann, um Wasser.
-
Bevorzugt ist eine Steuereinrichtung angeordnet, welche die Pumpe und/oder Zuführeinrichtung derart steuert oder regelt, dass die Bindemittelmischung einen vorgegebenen Bindemittelanteil nicht unterschreitet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Bindemittelanteil in der Bindemittelmischung nicht zu gering ausfällt, so dass die herzustellende Werkstoffplatte eine bestimmte Festigkeit nicht unterschreitet. Über die Steuerung oder Regelung der Pumpe kann die Menge an der zweiten Vormischung erhöht werden, so dass insgesamt der Bindemittelanteil an der Bindemittelmischung hierdurch erhöht werden kann. Die Steuerung oder Regelung der Zuführeinrichtung ermöglicht es, die Zugabe an Flüssigkeit zur zweiten Vormischung derart einzustellen, dass der Bindemittelanteil an der Bindemittelmischung auch einen bestimmten Wert nicht überschreitet, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden können. Insbesondere kann es auch keine Zugabe von Flüssigkeit über die Zuführeinrichtung geben, falls die zweite Vormischung bereits den gewünschten Bindemittelanteil aufweist.
-
Alternativ oder in Kombination hat die Bindemittelmischung einen Bindemittelanteil von 40% bis 65%, bevorzugt von 45% bis 60%, besonders bevorzugt von 50% bis 60%. Die Bindemittelmischung weist dann die notwendige Menge an Bindemittel für die Herstellung von werkstoffplatten mit ausreichender Festigkeit auf. Durch die obere Begrenzung des Bindemittelanteils an der Bindemittelmischung wird insbesondere erreicht, dass die zu viel an Bindemittel für die Herstellung der Werkstoffplatte eingesetzt wird und hierdurch die Produktionskosten steigen.
-
In vorteilhafter Weise erfolgt die Messung des Bindemittelanteils der ersten Vormischung und/oder zweiten Vormischung und/oder der Bindemittelmischung kontinuierlich. Eine kontinuierliche Messung ermöglicht es, dass auch zeitlich begrenzte Schwankungen festgestellt werden können und eine entsprechende Reaktion zeitnah erfolgen kann.
-
Alternativ kann die Messung auch getaktet erfolgen, wobei die Taktzeit geringer 5 Sekunden, bevorzugt geringer 2 Sekunden, besonders bevorzugt geringer 0,5 Sekunden. Zusätzlich können die gemessenen Werte über einen bestimmten Zeitraum gemittelt werden.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet aus, dass über die Steuereinrichtung ein Protokoll mit Kenngrößen der ersten Vormischung und/oder zweiten Vormischung und/oder der Bindemittelmischung anzeigbar oder ausgebbar ist. Hierdurch können zeitlich Verläufe festgestellt werden, um Schwankungen insgesamt besser ausgleichen zu können. Insbesondere das Protokoll über die erste Vormischung ermöglicht es, den Bindemittelanteil in dieser angelieferten Vormischung zu bestimmen und über das Protokoll entsprechende Nachweise, beispielsweise angelieferte Menge und Zusammensetzung, führen zu können.
-
Eine weitere Lösung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten, umfassend eine Vorrichtung wie obenstehend dargelegt, eine Mischstation zum Mischen eines Materials, insbesondere lignozellulosehaltiges Material, mit der Bindemittelmischung zur Herstellung eines beleimten Materials, eine Streustation zum Aufstreuen des beleimten Materials auf ein Formband, und eine Presse zur Verpressen des beleimten Materials zu einer Werkstoffplatte. Insbesondere in der Herstellung von Werkstoffplatten spielt die Zusammensetzung der Bindemittelmischung eine besondere Rolle, da hierdurch die Eigenschaften der Werkstoffplatte variieren können. Durch Messung des Bindemittelanteils in der Bindemittelmischung vor der Mischstation kann der Einsatz an Bindemittel exakt bestimmt werden, wodurch der Einsatz an Bindemittel auf ein Mindestmaß reduziert und somit eine Kosteneinsparung erzielt werden kann. Andererseits kann auch eine fehlerhafte Bindemittelmischung mit einem zu geringen Bindemittelanteil vermieden werden.
-
Eine weitere Lösung wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelmischung im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten angegeben, wobei die Bindemittelmischung zumindest einen Bindemittelanteil und eine Flüssigkeit umfasst, wobei eine erste Vormischung aus Bindemittel und zumindest einer Flüssigkeit einem Vorratsbehälter zugeführt und dort zwischengelagert wird, wobei eine zweite Vormischung aus Bindemittel und zumindest einer Flüssigkeit dem Vorratsbehälter mittels einer Pumpe entnommen wird und dieser zweiten Vormischung eine weitere Flüssigkeit zur Herstellung der Bindemittelmischung zugeführt wird. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Bindemittelanteil in der ersten Vormischung und/oder zweiten Vormischung und/oder der Bindemittelmischung über einen Sensor ermittelt wird.
-
In vorteilhafter Weise wird die Zuführung an Flüssigkeit zur zweiten Vormischung zur Herstellung der Bindemittelmischung über eine Steuervorrichtung derart gesteuert oder geregelt, dass die Bindemittelmischung einen vorgegebenen Bindemittelanteil nicht unterschreitet. Hierdurch kann insbesondere die Qualität der hergestellten Werkstoffplatten sichergestellt werden.
-
Bevorzugt hat die Bindemittelmischung einen Bindemittelanteil von 40% bis 65%, bevorzugt von 45% bis 60%, besonders bevorzugt von 50% bis 60%.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet aus, dass in der Zuführeinrichtung Additive, insbesondere Farblösungen und/oder Härterlösungen, zu der zweiten Vormischung zugegeben werden. Durch die Additive, insbesondere durch die Härterlösung, kann die spätere Reaktion und Aushärtungen des Leimes in der Werkstoffplatte zeitlich gesteuert oder geregelt werden. Durch die Zugabe von Farblösungen kann gezielt die Erscheinungsform der Werkstoffplatte und der mit dieser Bindemittelmischung verbundenen Partikeln beeinflusst werden, um eine bessere Erkennbarkeit zu erzielen.
-
In vorteilhafter Weise werden während und/oder nach der Messung Kenngrößen, insbesondere Bindemittelanteil und/oder Flüssigkeitsanteil, der ersten Vormischung und/oder zweiten Vormischung und/oder der Bindemittelmischung ermittelt und protokolliert. Insbesondere kann die Ermittlung und Protokollierung kontinuierlich erfolgen.
-
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung mit den Zeichnungen hervor.
-
Die Erfindung wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Bindemittelmischung; und
- 2 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten.
-
In 1 ist schematisch der Aufbau einer Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Bindemittelvorrichtung 12, wie diese insbesondere in einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten, insbesondere Holzwerkstoffplatten wie Span-, Faser- oder OSB-Platten zum Einsatz kommt.
-
Die Vorrichtung 1 weist einen Anschluss 2 auf, über welchen eine angelieferte erste Vormischung 10, welcher einen Bindemittelanteil und eine Flüssigkeitsanteil aufweist, den Vorratsbehältern 3a, 3b zugeführt wird. Die Anlieferung kann beispielsweise über einen Tankwagen, welcher mit einer ersten Vormischung 10 befüllt ist, angeliefert werden. Um die erste Vormischung 10 den Vorratsbehältern 3a, 3b zuzuführen kann zwischen diesen und dem Anschluss eine Förderpumpe angeordnet sein (nicht dargestellt).
-
Zur Messung der Zusammensetzung der ersten Vormischung 10 ist im Transportweg zwischen dem Anschluss 2 und den Vorratsbehältern 3a, 3b ein Sensor S1 angeordnet. Bei diesem Sensor S1 kann es sich insbesondere um einen kapazitiven Sensor handeln, welcher eine hohe Empfindlichkeit bei der Bestimmung einer Flüssigkeit aufweist.
-
Über die Messung der Zusammensetzung der ersten Vormischung 10 kann der Bindemittelanteil an der ersten Vormischung 10 direkt bestimmt werden und somit festgestellt werden, ob auch die bestellte Zusammensetzung auch tatsächlich den gelieferten Mengen entspricht. Insbesondere ist es möglich ein Protokoll über die gesamte Anlieferung der ersten Vormischung 10 zu erstellen, wodurch insbesondere eine nur stichprobenhafte Untersuchung dieser entfallen kann.
-
Die Verteilung der ersten Vormischung 10 auf die Vorratsbehälter 3a, 3b kann von verschiedenen Faktoren abhängen, beispielsweise dem Füllstand der einzelnen Vorratsbehälter 3a, 3b oder auch von der, mit dem Sensor S1 gemessenen Zusammensetzung der ersten Vormischung 10.
-
Aus den Vorratsbehältern 3a, 3b, welche der Zwischenlagerung der Vormischung an Bindemittel mit Flüssigkeit dient, wird meist kontinuierlich über eine Pumpe 4 eine zweite Vormischung 11 gefördert, welche einer Zuführeinrichtung 6 zur Fertigstellung der endgültigen Bindemittelmischung 12, zugeführt wird.
-
Die Zusammensetzung der zweiten Vormischung 11 kann identisch zur ersten Vormischung 10 sein. Meist jedoch befindet sich in einem Tank eine Mischung aus verschiedenen ersten Vormischungen 10, so dass die Zusammensetzung aus Bindemittel und Flüssigkeit der zweiten Vormischung 11 durchaus variieren kann.
-
In der Zuführeinrichtung 6 können der zweiten Vormischung 11 eine oder mehrere Flüssigkeiten 13, beispielsweise Wasser oder mit Wasser gemischte Lösungen, zugeführt werden. Zusätzlich besteht auch in der Zuführeinrichtung die Möglichkeit Additive 14 hinzuzufügen, beispielsweise Farbstoffe.
-
In Zuführung insbesondere der Flüssigkeit 13 in der Zuführeinrichtung hängt von dem Bindemittelanteil in der zweiten Vormischung 11 sowie dem gewünschten Bindemittelanteil in der Bindemittelmischung 12 ab. Hierzu kann vor oder nach der Pumpe 4 sowie vor der Zuführeinrichtung 6 ein Sensor S2 angeordnet sein, mittels welchem die Zusammensetzung der zweiten Vormischung bestimmbar ist. Auf Basis dieser Messung kann die Zufuhr an Flüssigkeit 13 in der Zuführeinrichtung 6 entsprechend gesteuert werden um eine entsprechende Bindemittelmischung 12 zu erzielen.
-
Alternativ oder ergänzend kann auch nach der Zuführeinrichtung 6 ein Sensor S3 angeordnet sein, mittels welchem der Bindemittelanteil in der Bindemittelmischung 12 bestimmbar ist. Sofern kein Sensor S2 vor der Zuführeinrichtung 6 angeordnet ist, kann über den Sensor S3 die Zuführung an Flüssigkeit 13 und/oder Additiven 14 für die Fertigstellung der Bindemittelmischung 12 in der Zuführeinrichtung 6 geregelt werden. Sind sowohl ein Sensor S2 als auch ein Sensor S3 angeordnet, kann die Bindemittelmischung 12 entsprechend genauer hergestellt und deren Zusammensetzung ständig kontrolliert werden.
-
Die Bindemittelmischung 12 sollte hierbei insbesondere einen Bindemittelanteil, welcher auch als Festharzanteil bezeichnet werden kann, von mindestens 40%, jedoch weniger als 65% aufweisen, besonders bevorzugt weist die Bindemittelmischung 12 einen Bindemittelanteil zwischen 50% und 60% auf.
-
Die fertige Bindemittelmischung 12 wird in eine Mischstation 5 zugeführt, in welchem diese mit dem zu benetzenden Material 8, insbesondere mit Spänen oder Fasern vermischt wird. Das mit der Bindemittelmischung 12 benetzte Material 8 wird dann schließlich aus der Mischstation 5 als beleimtes Material 9 ausgetragen und der Verpressung zu einer Werkstoffplatte zugeführt.
-
In 2 ist schematisch eine Anlage 20 zur Herstellung von Werkstoffplatten dargestellt. Die Anlage 20 umfasst eine Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Bindemittelmischung 12 wie vorstehend dargelegt. Die Bindemittelmischung 12 wird einer Mischstation 5 zugeführt, in welcher die Bindemittelmischung 12 mit einem Material 8 vermischt wird. Bei dem Material 8 kann es sich insbesondere um Späne oder Fasern handeln, bevorzugt solche aus lignozellulosehaltigem Material. Die Mischstation 5 kann beispielsweise als Statikmischer ausgebildet sein, in welchem die Bindemittelmischung 12 auf das Material 8 gesprüht und entlang einer Schraubenlinie bewegt zu einem Ausgang bewegt wird. Alternativ kann die Mischstation 5 auch als ein Fallschacht ausgebildet sein, in welchem auf einen Vorhang aus dem Material 8 die Bindemittelmischung 12 gesprüht wird.
-
Am Ausgang der Mischstation 5 liegt am Ende des Mischvorganges ein beleimtes Material 9 vor, welches einer Streustation 21 zugeführt wird und dort auf ein Formband, insbesondere kontinuierlich, in Form einer Matte ausgebracht wird. Über das Formband wird das zu einer Matte gestreute beleimte Material 9 einer Presse 22, insbesondere einer kontinuierlich arbeitenden Presse 22, zugeführt und zu dort schließlich zu Werkstoffplatten verpresst.
-
Sowohl die Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Bindemittelmischung 12 wie auch die Mischstation 5, die Streustation 21 und die Presse 22 können über eine Steuereinrichtung 23 verbunden sein. Mittels der Steuereinrichtung 23 können einerseits die Daten der Sensoren S1, S2 und S3 erfasst und gespeichert werden, andererseits können hierüber auch die Zufuhr an Flüssigkeit 13 und/oder Additiven 14 in der Zuführeinrichtung 6 gesteuert oder geregelt werden, um eine bestimmte Bindemittelmischung 12 zu erzielen. Weiterhin kann über die Steuereinrichtung 23 auch die in die Mischstation 5 eintretende Menge an Material 8 verändert werden, so dass das Material 8 entsprechend auf die Menge an zugeführter Bindemittelmischung 12 angepasst werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Anschluss
- 3a, 3b
- Vorratsbehälter
- 4
- Pumpe
- 5
- Mischstation
- 6
- Zuführeinrichtung
- 7
-
- 8
- Material
- 9
- beleimtes Material
- 10
- erste Vormischung
- 11
- zweite Vormischung
- 12
- Bindemittelmischung
- 13
- Flüssigkeit
- 14
- Additive
- 20
- Anlage
- 21
- Streustation
- 22
- Presse
- 23
- Steuereinrichtung
- S
- Sensor
