DE10224090A1

DE10224090A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Benetzung faseriger Rohstoffe mit Bindemittel

Info

Publication number: DE10224090A1
Application number: DE10224090A
Authority: DE
Inventors: Helmut Roll
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-12-11
Also published as: US20040026004A1; ITMI20031090A0; ITMI20031090A1; US7182831B2

Abstract

Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Beleimung faseriger Rohstoffe, mit welchen die gleichmäßige Verteilung des Bindemittels auf den Fasern erheblich verbessert wird. Weiterhin soll mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung der Beleimung beschrieben werden. Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Benetzung von, für die Herstellung von Faserplatten, -matten und dergleichen, vorgesehenen faserigen Rohstoffen mit Bindemittel vorgeschlagen, wobei die faserigen Rohstoffe in einem wenigstens angetrockneten Zustand vorliegen und in einem kontinuierlichen Strom mit einem vorzerteilten Bindemittel benetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die faserigen Rohstoffe im Anschluß an die Benetzung vor der Weiterleitung mit hoher Energie verdichtet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Benetzung von für die Herstellung von Faserplatten, -matten und dergleichen vorgesehenen faserigen Rohstoffen mit Bindemittel, wobei die faserigen Rohstoffe in einem wenigstens angetrockneten Zustand vorliegen.
Insbesondere betreffen die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen solche zum Benetzen faseriger Rohstoffe mit Bindemitteln. Insbesondere betrifft die Erfindung die Beleimung getrockneter Fasern für die MDF-Plattenherstellung.
Üblicherweise werden die für die MDF-Plattenherstellung vorgesehenen Fasern in der Blasleitung zwischen Refiner und Trockner beleimt. Das bedeutet, daß die Fasern während des Beleimens naß bzw. ungetrocknet sind. Nach dem Beleimen werden die Fasern im Trockner Wärme ausgesetzt. Da für die MDF- Plattenproduktion verwendete Bindemittel, vorzugsweise Kunstharze, wärmehärtend sind, wird die Effektivität des Bindemittels durch die im Trocknungsprozeß auftretende Wärme erheblich beeinträchtigt. Es sind auch solche Anlagen bekannt, in welchen getrocknete bzw. vorgetrocknete Fasern beleimt werden. Solche Trockenfaserbeleimungen verwenden mechanische Faserbeleimungsmaschinen, pneumatische Transportleitungen oder Kombinationen von beiden, wobei jedoch mechanische Beleimungsmaschinen am weitesten verbreitet sind.
Solche mechanischen Beleimungsmaschinen bestehen üblicherweise aus einem länglichen trommelförmigen Gehäuse, welches an einem Ende einen vertikalen Fasereinlauf und am anderen Ende einen vertikal bis horizontal geneigten Faserauslauf umfaßt. In Längsachse des trommelförmigen Gehäuses ist eine Welle mit Misch-(Förder-)paddeln angeordnet. Die im wesentlichen vertikal in das Gehäuse fallenden Fasern werden mittels aus z. B. Sprühdüsen vernebelten Harz am Gehäuseeingangsende mit Bindemittel beaufschlagt, dann durch das Gehäuse zum anderen Ende gefördert und dort aus dem Gehäuse abgesaugt. Die Gehäuse sind üblicherweise mit gekühlten Wandungen versehen. Für die Beleimung trockener Fasern ist dies die am weitesten verbreitete mechanische Beleimungsvorrichtung.
Während im Bereich der Naßfaserbeleimung in Blasleitungen zwischen Refiner und Trockner gute Ergebnisse erzielt werden, die zu MDF-Platten hoher Qualität führen, wird, wie bereits ausgeführt, im nachfolgenden Fasertrockner die Bindemitteleffektivität verringert. Die Verringerung der Bindemitteleffektivität muß für vergleichbare Festigkeitseigenschaften der aus dem beleimten Faserstoff hergestellten MDF-Platten durch erhöhte Bindemitteldosierung kompensiert werden. Da die Bindemittelkosten einen erheblichen Anteil an den Produktionsgesamtkosten haben, wirkt sich die höhere Bindemitteldosierung bei der Beleimung ungetrockneter Fasern in der Blasleitung im Vergleich zur Beleimung trockener Fasern wesentlich auf die Wirtschaftlichkeit des MDF- Produktions-Prozesses aus.
Allerdings haben sämtliche bisher bekannte Beleimungstechniken getrockneter Fasern den Nachteil einer ungleichen Klebstoffverteilung auf den Fasern. Diese führt einerseits zu Leimflecken andererseits zu unzureichend beleimten Bereichen in den fertiggestellten Platten. Dadurch werden sowohl die visuellen Eigenschaften der entsprechend hergestellten Platten beeinträchtigt, als auch z. T. die mechanisch-physikalischen und Bearbeitungseigenschaften.
Aus dem Bereich der Spanplattenfertigung ist es bekannt, daß die zu beleimenden Späne nach der primären Klebstoffbenetzung einem Mischprozeß unterworfen werden, so daß die Klebstoffverteilung auf den und zwischen den Spänen auch ganz wesentlich durch das nachfolgende sekundäre gegenseitige Reiben der Späne untereinander und an festen Maschinenbauteilen (Wischeffekt) mit beeinflußt wird. Auf Fasern ist dieser Mischprozeß nicht übertragbar. Wegen ihrer im Vergleich zu Spänen weitaus geringeren Schüttdichte (und wegen ihrer Neigung, Faser-Konglomerate zu bilden) führt bei ihnen, nach bisherigem Stand der Technik ein Mischen der primär mit Klebstoff benetzten Fasern nicht zu einer wesentlichen weiteren Klebstoffverteilung.

Ausgehend vom vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beleimung faseriger Rohstoffe bereitzustellen, mit welchen die gleichmäßige Verteilung des Bindemittels auf den Fasern erheblich verbessert wird. Weiterhin soll mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung der Beleimung angegeben werden.

Verfahrensseitig wird zur technischen Lösung mit der Erfindung ein Verfahren zur Benetzung von für die Herstellung von Faserplatten, -matten und dergleichen vorgesehenen faserigen Rohstoffen mit Bindemittel vorgeschlagen, wobei die faserigen Rohstoffe in einem wenigstens angetrockneten Zustand vorliegen und in einem kontinuierlichen Strom durch ein vernebeltes Bindemittel benetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der primär mit Klebstoff benetzte kontinuierliche faserige Rohstoffstrom im Anschluß an die Benetzung vor der Weiterleitung mit hoher Energie verdichtet wird.

Verdichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, daß gegenüber der ursprünglichen Faser-Schüttdichte die Fasern so geführt werden, daß mehr Fasern pro Volumen zusammengeführt werden. Herkömmliche Mischer gemäß dem Stand der Technik werden in der industriellen Praxis meist mit ca. 5 bis 10 Tonnen pro Stunde Faserdurchsatz betrieben. Dabei beträgt die übliche unverdichtete Schüttdichte zwar 15 bis 30 kg/m³. Mit der Erfindung sind ohne weiteres Verdoppelungen des Faserdurchsatzes möglich, während die Gleichförmigkeit der Beleimung erheblich zunimmt.

Erfindungsgemäß werden kontinuierliche Faserteilströme, nachdem sie aus dem Klebstoffbenetzungsbereich abtransportiert wurden, mit großer Energie verdichtet, bevor sie weitertransportiert werden. Hierdurch wird der Effekt erzielt, daß die Fasern relativ zueinander unter Berührung Bewegungen ausführen, so daß Reibungskräfte auftreten, die zu einer Vergleichmäßigung der Verteilung des Beleimungsmittels auf und zwischen den einzelnen Fasern durch den Wischeffekt führen.

Durch die erfindungsgemäße Anwendung wird eine erheblich verbesserte Klebstoffverteilung auf und zwischen den Fasern und somit Klebstoffeinsparungen und bessere Platten-Qualität erzielt.

Mit Vorteil wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß Teilströme beleimter Fasern ineinandergeführt werden. Hierdurch werden die erforderlichen Verdichtungen und Relativbewegungen mit großem Effekt erzeugt. In vorteilhafter Weise werden die Teilströme separat mit Klebstoff benetzt. Dies erhöht nicht nur die Beleimungseffektivität, sondern zugleich auch die Produktionsmenge. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung werden die Fasern nach der Verdichtung durch Absaugung weitertransportiert. Durch den Zusammenprall der Faserteilströme mit hoher Energie werden zugleich etwaige Faserkonglomerate bzw. überbenetzte Faser-Knäuel weitestgehend aufgelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren erhöht in beachtlichem Maße die qualitativen Produktionsergebnisse. Die Beleimung der Fasern ist weitestgehend vergleichmäßigt und Faserkonglomerate werden vermieden.

Vorrichtungsseitig wird mit der Erfindung vorgeschlagen eine Vorrichtung zur Benetzung von für die Herstellung von Faserplatten, -matten und dergleichen vorgesehenen faserigen Rohstoffen mit Bindemittel, wobei die faserigen Rohstoffe in einem wenigstens angetrockneten Zustand vorliegen. Die Vorrichtung besteht aus einem Aufgabeschacht, einer Benetzungsstrecke, einer Förderstrecke und einem Ausgabeschacht und ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Förderstrecke und Ausgabeschacht eine Verdichtungsstation angeordnet ist. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die vergleichmäßigte Beleimung von getrockneten Fasern für die MDF-Herstellung.

Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag weist die Vorrichtung wenigstens jeweils zwei Aufgabebereiche, Benetzungsbereiche und Förderstrecken auf. Beide Förderstrecken enden in einem gemeinsamen Sammelbereich vor dem gemeinsamen Ausgabeschacht. In dem Sammelbereich findet die Verdichtung und Relativbewegung der Teilströme statt. Da diese separat benetzt wurden, kann der Gesamtdurchsatz der Vorrichtung insgesamt sehr hoch gewählt werden.

In vorteilhafter Weise sind die beiden Teilströme in 180° gegenläufig geführt. Hierdurch werden die Verdichtung/Relativbewegungen optimiert.

Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung hat die Vorrichtung einen Mischertrog bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen/tonnenförmigen Querschnitt. Dies begünstigt die anbackungsfreie Beförderung.

Die Benetzungsstrecke umfaßt in vorteilhafter Weise eine geeignete Klebstoffzerstäubungs- bzw. eine Vernebelungseinrichtung, wie z. B. Düsen, so daß die Faserteilströme möglichst gleichmäßig mit Klebstofftröpfchen benetzt werden.

Die Förderstrecke umfaßt in vorteilhafter Weise eine konzentrisch im Mischertrog mit Mischwerkzeugen versehene rotierende Mischerwelle.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer mechanischen Beleimungsvorrichtung.
Gemäß Fig. 1 hat die erfindungsgemäße mechanische Beleimungsvorrichtung 1 einen nicht gezeigten, im wesentlichen trommelförmigen Querschnitt. Über einen vertikalen Eingabeschacht 2 wird ein Faserstrom 3 mindestens vorgetrockneter Fasern eingeführt. Am gegenüberliegenden Ende wird über einen Eingabeschacht 4 ein weiterer Strom getrockneter Fasern 5 eingeführt. Sowohl am Ende 6 als auch am Ende 7 der Vorrichtung 1 sind geeignete Klebstoffzerstäubungs- bzw. Vernebelungseinrichtungen (nicht gezeigt) angeordnet, mit welchen das Bindemittel vorzerteilt und in die Vorrichtung eingeleitet wird. Dies ist durch Pfeile 8, 9 angedeutet. Die beleimten Fasern werden dann über eine rotierende Mischerwelle 10, bestückt mit geeigneten Mischwerkzeugen zur Mitte gefördert. Die Rotation der Mischerwelle ist durch Drehrichtungspfeil 11 gekennzeichnet. Im wesentlichen im Bereich 12 treffen die beiden Faserteilströme aufeinander, wobei dieser Kollisionsbereich auch die benachbarten Bereiche und auch den darüberliegenden Bereich umfassen kann. Über einen Ausgabeschacht 13 werden dann beispielsweise durch Unterdruck die beleimten Fasern abgesaugt, was durch den Materialstrompfeil 14 angedeutet ist.
Die Länge der Trommel wurde auf 5.500 mm bei einem Trommeldurchmesser von 1.100 mm eingestellt. Der Fasereinlauf hatte dabei einen Querschnitt von 1.000 mal 350 mm². Mit diesem System wurden die positiven, erfindungsgemäßen Vorteile realisiert.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel dient nur der Erläuterung und ist nicht beschränkend. Bezugszeichenliste 1 Beleimungsvorrichtung
2 Eingabeschacht
3 Faserstrom
4 Eingabeschacht
5 Faserstrom
6 Zerstäubungs- bzw. Vernebelungseinrichtung
7 Zerstäubungs- bzw. Vernebelungseinrichtung
8 vorzerteiltes Bindemittel
9 vorzerteiltes Bindemittel
10 Mischerwelle
11 Drehrichtung
12 Kollisionsbereich
13 Austragsschacht
14 Ausgangsstrom

Claims

1. Verfahren zur Benetzung von für die Herstellung von Faserplatten, -matten und dergleichen vorgesehenen faserigen Rohstoffen mit Bindemittel, wobei die faserigen Rohstoffe in einem wenigstens angetrockneten Zustand vorliegen und in einem kontinuierlichen Strom durch ein vorzerteiltes Bindemittel benetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die faserigen Rohstoffe im Anschluß an die Benetzung vor der Weiterleitung mit hoher Energie verdichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die faserigen Rohstoffe während der Verdichtung relativ bewegt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung durch das Ineinanderführen von Teilströmen benetzter, faseriger Rohstoffe durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilströme separiert voneinander mit Bindemittel benetzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterleitung nach der Verdichtung durch Absaugung erfolgt.

6. Vorrichtung zur Benetzung von für die Herstellung von Faserplatten, -matten und dergleichen vorgesehenen faserigen Rohstoffen mit Bindemittel, wobei die faserigen Rohstoffe in einem wenigstens angetrockneten Zustand vorliegen, mit einem Aufgabeschacht, einer Benetzungsstrecke, einer Förderstrecke und einem Austragsschacht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Förderstrecke und Austragsschacht eine Verdichtungsstation angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens jeweils zwei Aufgabeschächte, Benetzungsstationen und Förderstrecken aufweist, wobei sich an die wenigstens zwei Förderstrecken wenigstens eine Verdichtungsstation in Form eines gemeinsamen Zusammenführungsbereiches anschließt, hinter welchem ein Austragsschacht angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstrecken im wesentlichen in linearer Ausrichtung zueinander um 180° gegenläufig angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese in Form einer horizontal angeordneten Trommel ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Benetzungsstrecke eine geeignete Klebstoffzerstäubungs- bzw. Vernebelungseinrichtung angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Förderstrecke eine Mischerwelle angeordnet ist.