DE19604574A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus Lignocellulose-haltigen Teilchen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus Lignocellulose-haltigen TeilchenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von
Platten aus Lignocellulose-haltigen Teilchen, wobei Bindemittel
kontinuierlich auf die Teilchen aufgebracht wird, wobei die
Teilchen kontinuierlich zu einer Matte geformt werden, wobei die
Matte kontinuierlich vorverdichtet wird, wobei die Matte konti
nuierlich durch Einwirken eines hochfrequenten Hochspannungs
felds angewärmt wird und wobei die in einer Ebene geführte Matte
unter weiterer Wärmeeinwirkung zu den Platten verpreßt wird.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur
Durchführung eines solchen Verfahrens mit einer Beleimmaschine
zum kontinuierlichen Aufbringen von Bindemittel auf die
Teilchen, mit einem Mattenformer zum kontinuierlichen Formen der
Teilchen zu einer Matte, mit einer Vorpresse zum kontinuier
lichen Vorverdichten der Matte, mit einer HF-Heizung zum
kontinuierlichen Anwärmen der Matte durch Einwirken eines
hochfrequenten Hochspannungsfelds und mit einer Heißpresse zum
Verpressen der zwischen zwei Preßblechen in einer Ebene
geführten Matte unter weiterer Wärmeeinwirkung zu den Platten.
Die Erfindung bezieht sich damit nur auf Verfahren und Vor
richtungen, die zumindest einschließlich der Vorpresse und der
HF-Heizung vollständig kontinuierlich arbeiten, bei denen also
bis dahin keine schlagweise arbeitenden Einrichtungen zum
Einsatz kommen.
Überdies bezieht sich die Erfindung ausschließlich auf Verfahren
und entsprechende Vorrichtungen, bei denen die in einer Ebene
geführte Matte heiß zu den Platten verpreßt wird. Dies schließt
die Anwendung sogenannter Kalander-Pressen aus, mit denen nur
Platten geringer Dicke und aus bestimmten Materialien herstell
bar sind.
Demgegenüber ist die Erfindung nicht auf ein bestimmtes Bin
demittel oder eine bestimmte Größe und Zusammensetzung der
Lignocellulose-haltigen Teilchen beschränkt. D. h., es kommt
nicht darauf an, ob es sich bei dem Bindemittel beispielsweise
um ein Harnstoffharz oder ein formaldehydfreies Bindemittel
handelt. Ebensowenig ist entscheidend, ob es sich bei den
hergestellten Platten um Spanplatten, MDF-Platten oder
OSB-Platten handelt. Allerdings ist die Erfindung bei der Her
stellung bestimmter Platten mit besonderen Vorteilen verbunden.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Art sind aus "Proceedings 27th International Particleboard/-Com
posite Materials Symposium W.S.U. 1993, Seiten 55 bis 66:
SUCCESS STORY: MODERN PARTICLEBOARD USING EASTERN HARDWOODS"
bekannt. Dort ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstel
lung von Spanplatten beschrieben bei der der Vorpresse zum
kontinuierlichen Vorverdichten der Matte eine HF-Heizung zum
kontinuierlichen Anwärmen der Matte durch Einwirken eines
hochfrequenten Hochspannungsfelds vorgeschaltet ist. Die
HF-Heizung erhöht die Temperatur der Matte ausgehend von Raum
temperatur um etwa 40°C. Es wird berichtet, daß durch den
Einsatz der HF-Heizung vor der Heißpresse die Produktivität der
Vorrichtung deutlich gesteigert werden konnte, weil die ange
wärmte Matte eine erheblich kürzere Preßzeit in der Heißpresse
benötigt.
Die Heizleistung einer HF-Heizung hängt von der Feldstärke des
wirksamen Wechselfelds ab. Dies bedeutet, daß zum Erreichen der
gleichen Heizleistung bei doppeltem Elektrodenabstand eine
doppelt so große Wechselspannung zur Anwendung kommen muß. Große
Spannungen sind jedoch immer mit der besonderen Gefahr von
Durchschlägen verbunden, die zu schweren Beschädigungen der
HF-Heizung führen können. Darüberhinaus können die mit den Durch
schlägen einhergehenden elektro-magnetischen Impulse auch andere
elektrische oder elektronische Einrichtungen beschädigen.
Letztlich kann es bei der Herstellung von Platten durch die
Durchschläge auch zum Entzünden der Matte oder zu Schadstellen
an den fertigen Platten kommen.
Zur Berücksichtigung dieser Problematik ist es daher bekannt,
eine HF-Heizung zum kontinuierlichen Anwärmen der Matte durch
Einwirken eines hochfrequenten Hochspannungsfelds auch hinter
der Vorpresse zum kontinuierlichen Vorverdichten der Matte
anzuordnen, wo die Matte nur noch eine reduzierte Dicke aufweist
und daher ein deutlich geringerer Elektrodenabstand der
HF-Heizung möglich ist.
In dem "Taschenbuch der Spanplattentechnik, Deppe/Ernst, 3.
Auflage" wird auf Seite 175 eine HF-Vorpresse im Zusammenhang
mit einer Kalander-Anlage erwähnt, bei der die Matte beim
Heißverpressen nicht in einer Ebene sondern um eine im Quer
schnitt runde Heiztrommel herumgeführt wird. Kalander-Anlagen
sind wie bereits erwähnt nur zur Herstellung dünner Platten
geeignet. Eine Herstellung von OSB-Platten kommt mit einer
Kalander-Anlage durch die Rückspringeigenschaften der zugrunde
liegenden flächigen Holzstücke überhaupt nicht in Frage. Wie
eine HF-Vorpresse für eine Kalander-Anlage aufgebaut sein soll,
geht weder aus dem unmittelbaren Zusammenhang noch aus den an
dieser Stelle in dem Taschenbuch der Spanplattentechnik
zitierten Druckschriften hervor. Es ist jedoch davon auszugehen,
daß es sich um die auch bei Kalander-Anlagen bekannte Anordnung
handelt, bei der einer Vorpresse eine HF-Heizung nachgeschaltet
ist. Grundsätzlich ist der Einbau einer HF-Presse in eine
Kalander-Anlage relativ unproblematisch, weil die Matte für die
damit herstellbaren dünnen Platten ebenfalls nur dünn ist und so
einen geringen Elektrodenabstand der HF-Heizung erlaubt.
HF-Heizungen finden auch in diskontinuierlich arbeitenden
Anlagen zur Herstellung von Platten aus Lignocellulose-haltigen
Teilchen Verwendung. Zum einen ist die HF-Erwärmung der Matte
beim Heißverpressen in einer Stapelpresse bekannt. Da Stapel
pressen mit HF-Heizung technisch jedoch sehr aufwendig sind und
der Wirkungsgrad der HF-Heizung begrenzt ist, gilt die Wirt
schaftlichkeit von Heißpressen mit HF-Heizung als nicht gegeben.
Weiterhin sind diskontinuierliche Vorpressen mit einer
HF-Heizung für die Matte beim Vorverdichten bekannt. Hierbei
handelt es sich um Einetagenpressen, die einen komplizierten
technischen Aufbau aufweisen, weil sich die Elektroden der
HF-Heizung zur gleichmäßigen Anwärmung der Matte über die gesamte
Länge und Breite der Presse erstrecken müssen, wobei die Länge
in der Größenordnung von 20 m liegen kann. Dies bedeutet
beispielsweise, daß in der HF-Heizung relativ große Ströme
fließen müssen, die nur mit großem Aufwand beherrschbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatz einer
HF-Heizung bei der kontinuierlichen Herstellung von Platten aus
Lignocellulose-haltigem Material zu optimieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der
eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Matte beim
kontinuierlichen Vorverdichten durch Einwirken des hochfre
quenten Hochspannungsfelds angewärmt wird. Dies bedeutet für
eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, daß die
HF-Heizung innerhalb der Vorpresse angeordnet ist. Durch das
Zusammenfassen des Vorverdichtens und des Anwärmens der Matte
mit der HF-Heizung an einem Ort kann die HF-Heizung einen
minimalen Elektrodenabstand aufweisen, so daß nur eine minimale
Wechselspannung zur Anwendung kommt. Auf diese Weise werden
nicht nur die Gefahr von Durchschlägen und die damit verbundenen
Störeinflüsse reduziert, sondern es geht auch die von der
HF-Heizung ausgehende elektro-magnetische Streustrahlung zurück.
Ganz grundsätzlich ist nur ein vergleichsweise geringer tech
nischer Aufwand für die HF-Heizung zu betreiben, da diese nur
für vergleichsweise geringe Spannungen ausgelegt sein muß. Ein
Gegensatz zu einer diskontinuierlich arbeitenden Vorpresse mit
HF-Heizung, ist der apparative Aufwand ebenfalls sehr gering, da
die HF-Heizung bei der Erfindung theoretisch nur in einer Linie
auf die kontinuierlich durchlaufende Matte einwirken muß. D.h.,
die Fläche der Elektroden kann klein gehalten werden und durch
die geringe erforderliche Spannung in Verbindung mit den kleinen
Elektrodenflächen müssen nur relativ kleine Ströme in der
HF-Heizung fließen. Hieraus ergeben sich insgesamt auch Vorteile
beim Wirkungsgrad der eingesetzten elektrischen Energie, da
diese dem Produkt aus Spannung und Strom proportional ist.
Durch den Einbau der HF-Heizung in die Vorpresse einer
bestehenden Vorrichtung zum Herstellen von Platten aus
Lignocellulose-haltigem Material kann deren Kapazität deutlich
gesteigert werden. Dabei erfordert die Integration der
HF-Heizung in die Vorpresse keinen zusätzlichen Platz, sie ist mit
vergleichsweise geringem technischen Aufwand realisierbar.
Vorzugsweise wirkt das hochfrequente Hochspannungsfeld der
HF-Heizung dort auf die Matte ein, wo diese ihre geringste Dicke
beim Vorverdichten erreicht. Hier ist der geringste Elektroden
abstand der HF-Heizung realisierbar.
Eine große Steigerung der Produktivität bei der Herstellung von
Platten aus Lignocellulose-haltigem Material ist bereits dann
erreichbar, wenn die Matte nur auf eine Temperatur von unter 60°C,
insbesondere zwischen 45 und 55°C angewärmt wird. Bei
diesen vergleichsweise geringen Temperaturen treten auch keine
unerwünschten Kondensationen von Wasser oder Bindemittel an der
Vorpresse auf, selbst wenn die Bindemittel keine speziell auf
das neue Verfahren abgestimmte Zusammensetzung aufweisen.
Besonders große Steigerungen der Kapazität einer Vorrichtung zum
Herstellen von Platten aus Lignocellulose-haltigem Material
haben sich bei Platten mit einer Dicke von 12 bis 22 mm ergeben.
Bei geringeren und größeren Plattendicken ist der Kapazitäts
vorteil nicht so ausgeprägt, weil dort beim Heißveroressen der
Matte in der Heißpresse unter Übertragung von Kontaktwärme der
Vorteil der angewärmten Matte durch den Verlauf der Temperatur
eindringkurven nicht voll ausgenutzt werden kann.
Einen besonderen Vorteil weist das Anwärmen der Matte in der
Vorpresse mittels Einwirken eines hochfrequenten Hochspannungs
felds bei der Herstellung von OSB-Platten aus flächigen
Holzstücken auf. Dünne OSB-Platten sind aufgrund der großen
Rückstellkräfte der verwendeten flächigen Holzstücke bislang
nicht kommerziell kontinuierlich herstellbar, da die Preßbänder
von kontinuierlichen Heißpressen zu stark belastet würden. Durch
die HF-Heizung in der Vorpresse wird jedoch das Lignin in der
Matte plastifiziert und die Bindemittel beginnen bereits
haftende Eigenschaften zu zeigen, so daß die Rückstellkräfte der
flächigen Holzstücke stark zurückgehen. Im Ergebnis wird ein
sehr geringes Wiederaufspringen der Matte nach der Vorpresse
beobachtet und die Matte kann auch in einer kontinuierlich
arbeitenden Heißpresse zu den OSB-Platten verpreßt werden. Das
geringe Aufspringen der Matte nach der Vorpresse ist generell
ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei der neuen Vorrichtung können die Elektroden der HF-Heizung
an den Rückseiten von die Platte beiderseits beaufschlagenden
Preßbändern der Vorpresse angeordnet sein. Dabei sind die
Elektroden der HF-Heizung vorzugsweise dort angeordnet, wo die
Preßbänder ihren geringsten Abstand voneinander aufweisen.
Eine Elektrode der HF-Heizung kann geerdet sein, wobei das der
geerdeten Elektrode auf der anderen Seite der Matte gegen
überliegende Preßband hochfrequenzfest ausgebildet ist. Wenn
eine Elektrode eine HF-Heizung geerdet ist, spricht man von
einer unsymmetrischen HF-Einspeisung. Hierbei wird die geerdete
Elektrode auch als kalte Elektrode bezeichnet. Im Bereich dieser
kalten Elektrode sind die Materialbeanspruchungen geringer als
an der heißen Elektrode. Es reicht daher beim Umrüsten einer
bestehenden Vorrichtung zur Herstellung von Platten aus Ligno
cellulose-haltigem Material aus, wenn zumindest das Preßband der
Vorpresse, welches der heißen Elektrode zugeordnet ist, so
umgerüstet wird, daß es hochfrequenzfest ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert und beschrieben, dabei zeigt
Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Durchführung des neuen Verfah
rens,
Fig. 2 den schematischen Aufbau einer Vorpresse bei der neuen
Vorrichtung,
Fig. 3 den schematischen Aufbau einer kontinuierlichen Heiß
presse bei der neuen Vorrichtung,
Fig. 4 ein Preßwegdiagramm einer diskontinuierlichen Heiß
presse bei der neuen Vorrichtung,
Fig. 5 zwei Temperatureindringkurven und zwei Vergleichs
kurven zu dem neuen Verfahren und die
Fig. 6 und 7 Auftragungen der Querzugfestigkeit für zwei
Herstellungsbeispiele und Vergleichsbeispiele.
Bei dem in Fig. 1 skizziertem Verfahren wird zunächst Binde
mittel in einer Beleimmaschine 1 kontinuierlich auf Ligno
cellulose-haltige Teilchen 2 aufgebracht. Anschließend werden
die Teilchen 2 in einem Mattenformer 3 kontinuierlich zu einer
Matte 4 geformt. In einer Vorpresse 5 wird die Matte 4
kontinuierlich vorverdichtet. Gleichzeitig wirkt in der Vor
presse 5 eine HF-Heizung zum kontinuierlichen Erwärmen durch ein
hochfrequentes Hochspannungsfeld auf die Matte 4 ein. Die ange
wärmte und vorverdichtete Matte 4 wird dann in einer Heißpresse
6 kontinuierlich zu einer Platte 7 verpreßt, die anschließend in
einzelne Platten zerteilt werden kann.
Die bei dem neuen Verfahren zum Einsatz kommende Beleimmaschine
1 ist ebenso wie der Mattenformer in seinem Aufbau bekannt. Hier
sind gegenüber bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von
Platten aus Lignocellulose-haltigen Teilchen keine Veränderungen
vorgesehen. Einen besonderen Aufbau weist jedoch die Vorpresse
5 auf, deren innerer Aufbau in Fig. 2 schematisch wiedergegeben
ist. Die Einlaufdicke 27 der Matte 4 wird in der Vorpresse
zwischen zwei um Rollen 8 und 9 umlaufenden Preßbändern 10 und
11 bis auf eine Dicke 12 reduziert. Hinter den Preßbändern 10
und 11 springt die Matte 4 wieder bis auf eine Auslaufdicke 13
auf. Im Bereich der minimalen Dicke 12 der Matte 4 ist eine
HF-Heizung 14 angeordnet. Ein möglicher Anbringungsort für eine
zweite HF-Heizung 14 ist durch eine gestrichelte Linie ange
deutet. Die vorhandene HF-Heizung 14 weist zwei jeweils hinter
den Preßbändern 10 und 11 angeordnete Elektroden 15 und 16 auf.
Die Elektrode 16 ist geerdet, so daß die HF-Heizung nach dem
Prinzip der unsymmetrisch Einspeisung arbeitet. Dementsprechend
wird die Elektrode 16 auch als kalte Elektrode und die Elektrode 15
als heiße Elektrode bezeichnet. Weil die HF-Heizung 14 im
Bereich der minimalen Dicke 12 auf die Matte 4 einwirkt, reicht
eine vergleichsweise geringe Spannung aus, um die für den
gewünschten Energieübertrag auf die Matte 4 erforderliche
Feldstärke zu erreichen. Damit wird gleichzeitig die Gefahr von
Durchschlägen in engen Grenzen gehalten. Zumindest das Preßband
10 der Vorpresse 5 ist hochfrequenzfest ausgebildet. Bei dem der
kalten Elektrode 16 zugeordneten Preßband 11 ist dies nicht
unbedingt erforderlich, jedoch auch empfehlenswert. Im Vergleich
zu Vorpressen, die nicht mit einer HF-Heizung 14 ausgerüstet
sind, ist die Auslaufdicke 13 der Matte 4 nach der Vorpresse 5
vergleichsweise gering, weil die Rückstellkräfte in der Matte 4
durch die HF-Heizung reduziert werden. Dies ist auf ein
Plastifizieren von Lignin und ein Wirksamwerden des Bindemittels
durch das Anwärmen der Matte 4 zurückzuführen.
Die in Fig. 3 skizzierte Heißpresse 6 weist den üblichen Aufbau
einer kontinuierlich arbeitenden Heißpresse auf, bei der die
Matte 4 zwischen sich auf Rollen 17 und 18 abstützenden endlosen
Preßblechen 19 und 20 geführt wird und dabei unter Wärmeein
wirkung zu der Platte 7 verpreßt wird. Die entsprechenden
Heizelemente sind in Fig. 3 nicht dargestellt.
Der vertikale Abstand der Preßbleche 19 und 20 ist über die
Länge einer Heißpresse nicht konstant, wie aus Fig. 4
ersichtlich ist, in der für eine diskontinuierliche Heißpresse
dieser Abstand als Dicke d der Platte 4 bei ihrem Weg s durch
die Heißpresse 6 aufgetragen ist. Über einen ersten Abschnitt 21
wird die Matte 4 verdichtet, dabei erfolgt ein Aufheizen der
Deckschichten der Matte 4 durch von den Preßblechen 19 und 20
übertretende Kontaktwärme. In einem anschließenden Abschnitt 22
wird die Dicke der Platte d auf einem etwas größeren Maß
konstant gehalten, wobei die Kontaktwärme der Preßbleche 19 und
20 bis in die Mitte der Platte vordringt. Anschließend wird die
Platte 4 in einem Abschnitt 23 auf ihre geringste Dicke d
zusammengedrückt, um die Platte zu kalibrieren und nach dem
Kalibrieren zu lüften. Danach verläßt die Platte die Heißpresse.
In Fig. 5 ist der Temperaturverlauf in der Mitte der Platte der
Platte 4 in der Heißpresse 6 für zwei Beispiele des erfindungs
gemäßen Verfahrens und für zwei Vergleichsbeispiele über der
absoluten Preßzeit t aufgetragen. Die leeren Dreiecke und die
leeren Rauten entsprechen MDF-Platten mit einer Nenndicke von 16
bzw. 30 mm, die erfindungsgemäß unter Anwendung einer HF-Heizung
14 in der Vorpresse 5 hergestellt wurden. Die gefüllten Quadrate
und die gefüllten Kreise entsprechen demgegenüber Vergleichs
beispielen, bei denen MDF-Platten mit einer Nenndicke von 16
bzw. 30 mm ohne den Einsatz der HF-Heizung 14 hergestellt
wurden. Bei auf 50°C vorerwärmten Matten für 16 mm Platten
steigt die Temperatur in der Plattenmitte ziemlich rasch an und
erreicht bereits nach 60 Sekunden 80°C, d. h. ca. 45 Sekunden
früher als bei nicht HF-vorerwärmten Matten mit einer Anfangs
temperatur von ca. 30°C. In beiden Fällen betrug die Temperatur
von die Preßbleche 19 und 20 aufheizenden Heizplatten 227°C.
Ein analoger, jedoch flacherer Temperaturverlaut wird bei den 30
mm Platten beobachtet. Bei der Temperaturanfangsdifferenz von
ca. 20°C zwischen den angewärmten und den nicht angewärmten
Matten beträgt die Zeitdifferenz zum Erreichen von 80°C bei 30
mm Platten zwar 75 Sekunden, die auf die absolute Preßzeit
bezogene relative Zeitdifferenz ist jedoch kleiner als bei den
16 mm Platten. Unter gleichen Ausgangsbedingungen war zwischen
den Verleimungsarten Harnstoff-Formaldehyd-Harz und Polyurethan
harz kein Unterschied im Temperaturverlauf feststellbar.
Die Temperatureindringkurven gemäß Fig. 5 gehören zu den
folgenden Beispielen:
Unter den folgenden Randbedingungen wurden MDF-Platten mit einer
Nenndicke von 16 mm einmal mit und einmal ohne Anwärmung der
Matten in der Vorpresse durch ein hochfrequentes Hochspannungs
feld hergestellt:
Holzart: 100% Nadelholz
ca. 90-95% Kiefer und 5 bis 10% Fichte
Ausgangsform: Hackschnitzel
Bindemittel: Harnstoffharz (Leuna 5554)
Beleimungsart: Blasrohrbeleimung
Rohdicke: 17,8/17,5 mm
Dickenschrumpfung: ca. 0,3 mm nach Erkaltung
Rohdichte: 770 kg pro Kubikmeter
Festharz: 10% auf atro Fasern
Härter: ohne Härterzugabe
Feuchte: ca. 8-10%
Mattentemp. ohne HF: ca. 30°C′
Mattentemp. mit HF: ca. 50°C
Heizzeiten ohne HF: 10 s/mm
Heizzeiten mit HF: 7,5-5,5 s/mm
Preßtemperatur: 227°C (Heizplatten).
Holzart: 100% Nadelholz
ca. 90-95% Kiefer und 5 bis 10% Fichte
Ausgangsform: Hackschnitzel
Bindemittel: Harnstoffharz (Leuna 5554)
Beleimungsart: Blasrohrbeleimung
Rohdicke: 17,8/17,5 mm
Dickenschrumpfung: ca. 0,3 mm nach Erkaltung
Rohdichte: 770 kg pro Kubikmeter
Festharz: 10% auf atro Fasern
Härter: ohne Härterzugabe
Feuchte: ca. 8-10%
Mattentemp. ohne HF: ca. 30°C′
Mattentemp. mit HF: ca. 50°C
Heizzeiten ohne HF: 10 s/mm
Heizzeiten mit HF: 7,5-5,5 s/mm
Preßtemperatur: 227°C (Heizplatten).
Die Auswertung der erreichten Querzugsfestigkeiten erfolgte nach
EMB-Norm, wobei jeder Meßpunkt in dem in Fig. 6 wiedergegebenen
Diagramm einen Mittelwert aus 5 Querzugproben pro Platte dar
stellt. In Fig. 6 sind rechts über der Heizzeit von 10 s/mm die
Querzugfestigkeiten dargestellt, die sich ohne HF-Heizung zur
Anwärmung der Matte ergaben. Auf der linken Seite über dem
Heizzeitbereich von 5,5-7,5 s/mm sind die Querzugfestigkeiten
mit HF-Anwärmung wiedergegeben. Im Heizzeitbereich von 7 bis 7,5
s/mm, der einer Heizzeitverkürzung von 25 bis 30% entspricht,
liegt das Festigkeitsniveau mit HF-Anwärmung deutlich höher als
die Werte ohne HF-Anwärmung. Die Streubereiche sind ebenfalls
deutlich geringer im Vergleich mit den Ausgangswerten ohne
HF-Anwärmung. Bei der Heizzeit von 6,3 s/mm ist das Festigkeits
niveau zwar geringfügig niedriger aber immer noch über den
Ausgangswerten ohne HF-Anwärmung. Bei der Heizzeit von 5,5 s/mm
ist das Festigkeitsniveau um ca. 20% gegenüber den Ausgangs
werten abgefallen, liegt aber immer noch oberhalb der EMB-Norm.
MDF-Platten mit einer Nenndicke von 30 mm wurden unter den
folgenden Randbedingungen hergestellt:
Holzart: 100% Nadelholz
ca. 90-95% Kiefer und 5-10% Fichte
Ausgangsform: Hackschnitzel
Bindemittel: Harnstoffharz (BASF 570/NESTE 36 75)
Nenndicke: 30 mm
Rohdicke: 32,0/32,6 mm
Dickenschrumpfung: ca. 0,6 mm nach Erkaltung
Rohdichte: 750 kg pro Kubikmeter
Festharz: 12% auf atro Fasern
Härter: ohne Härterzugabe
Feuchte: ca. 10%
Mattentemp. ohne HF: ca. 30°C
Mattentemp. mit HF: ca. 50°C
Heizzeiten ohne HF: 13 s/mm
Heizzeiten mit HF: 11 bis 8 s/mm
Preßtemperatur: 227°C (Heizplatten).
Holzart: 100% Nadelholz
ca. 90-95% Kiefer und 5-10% Fichte
Ausgangsform: Hackschnitzel
Bindemittel: Harnstoffharz (BASF 570/NESTE 36 75)
Nenndicke: 30 mm
Rohdicke: 32,0/32,6 mm
Dickenschrumpfung: ca. 0,6 mm nach Erkaltung
Rohdichte: 750 kg pro Kubikmeter
Festharz: 12% auf atro Fasern
Härter: ohne Härterzugabe
Feuchte: ca. 10%
Mattentemp. ohne HF: ca. 30°C
Mattentemp. mit HF: ca. 50°C
Heizzeiten ohne HF: 13 s/mm
Heizzeiten mit HF: 11 bis 8 s/mm
Preßtemperatur: 227°C (Heizplatten).
Die auf gleiche Weise wie bei den 16 mm Platten bestimmten
Querzugfestigkeiten sind in Fig. 7 aufgetragen. Rechts in Fig.
7 erscheinen über der Heizzeit von 13 s/mm die Festigkeiten ohne
HF-Anwärmung, links über den Heizzeiten von 8 bis 11 s/mm die
Festigkeiten mit HF-Anwärmung. Bei der Heizzeit von 11 s/mm
liegen die Werte mit HF-Anwärmung noch auf höherem Niveau als
die Ausgangswerte ohne HF-Anwärmung. Unterhalb 11 Sekunden bis
zu 8 Sekunden wird schon ein Abwärtstrend unter das Ausgangs
niveau erkennbar. Die HF-Anwärmung bei der Begrenzung von 50°C
in der Matte ist für den Bereich dickerer Platten daher nicht so
effizient wie für Platten mit einer Dicke von 12 bis 22 mm, weil
bei dickeren Platten die Wärmeeindringkurve weniger stark
beeinflußt wird.
Die HF-Heizung, die bei den erfindungsgemäßen Beispielen zur
Anwendung kam, weist die folgenden technischen Daten auf:
HF-Nutzleistung: | |
15 kW bei 100% Einschaltdauer | |
Frequenz: | 27,12 MHz ± 0,6% |
Netzanschluß: | Drehstrom 400 V + 6% - 10% 50 Hz |
Steuerspannung: | 230 V/50 Hz |
Netzaufnahme bei Vollast: | 32 kVA |
Hochspannungsgleichrichtung: | Siliziumdioden |
Senderöhre: | - Fabrikat: ABB |
- Typ: IQL 12-1 | |
Elektrodenplatte: | - Länge: 500 mm |
- Breite: 800 mm |
Bei einem Anwärmen der Matte 4 mit der HF-Heizung auf Tempe
raturen unterhalb 60°C trat keine Kondensation durch die
Temperaturdifferenz zwischen der erwärmten Matte und der kalten
Vorpresse auf, ohne daß besondere Bindemittel oder irgendwelche
Vorkehrungsmaßnahmen bei der Vorpresse getroffen werden mußten.
Höhere Temperaturen beim Anwärmen der Matte 4 sind unter
Einhaltung von Vorsichtsmaßnahmen bezüglich der Preßbänder der
Vorpresse und des Bindemittels möglich.
Bezugszeichenliste
1 Beleimmaschine
2 Teilchen
3 Mattenformer
4 Matte
5 Vorpresse
6 Heißpresse
7 Platte
8 Rolle
9 Rolle
10 Preßband
11 Preßband
12 Dicke
13 Auslaufdicke
14 HF-Heizung
15 Elektrode
16 Elektrode
17 Rolle
18 Rolle
19 Preßblech
20 Preßblech
21 Abschnitt
22 Abschnitt
23 Abschnitt
27 Einlaufdicke
2 Teilchen
3 Mattenformer
4 Matte
5 Vorpresse
6 Heißpresse
7 Platte
8 Rolle
9 Rolle
10 Preßband
11 Preßband
12 Dicke
13 Auslaufdicke
14 HF-Heizung
15 Elektrode
16 Elektrode
17 Rolle
18 Rolle
19 Preßblech
20 Preßblech
21 Abschnitt
22 Abschnitt
23 Abschnitt
27 Einlaufdicke
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Platten aus Lignocellu
lose-haltigen Teilchen,
- - wobei Bindemittel kontinuierlich auf die Teilchen aufge bracht wird,
- - wobei die Teilchen kontinuierlich zu einer Matte geformt werden,
- - wobei die Matte kontinuierlich vorverdichtet wird,
- - wobei die Matte kontinuierlich durch Einwirken eines hochfrequenten Hochspannungsfelds angewärmt wird und wobei die in einer Ebene geführte Matte unter weiterer Wärmeeinwirkung zu den Platten verpreßt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Matte (4) beim kontinuierlichen
Vorverdichten durch Einwirken des hochfrequenten Hochspannungs
felds angewärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
hochfrequente Hochspannungsfeld dort auf die Matte (4) einwirkt,
wo diese ihre geringste Dicke (12) beim Vorverdichten erreicht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Matte (4) auf eine Temperatur unter 60°C, insbesondere
zwischen 45 und 55°C, angewärmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Platten (7), zu denen die Matte (4) verpreßt
wird, eine Dicke von 12 bis 22 mm aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Teilchen (2) flächige Holzstücke sind, aus
denen kontinuierlich OSB-Platten hergestellt werden.
6. Vorrichtung zur Herstellung von Platten aus Lignocellu
lose-haltigen Teilchen gemäß dem Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 5,
- - mit einer Beleimmaschine zum kontinuierlichen Aufbringen von Bindemittel auf die Teilchen,
- - mit einem Mattenformer zum kontinuierlichen Formen der Teilchen zu einer Matte,
- - mit einer Vorpresse zum kontinuierlichen Vorverdichten der Matte,
- - mit einer HF-Heizung zum kontinuierlichen Anwärmen der Matte durch Einwirken eines hochfrequenten Hochspannungsfelds und
- - mit einer Heißpresse zum Verpressen der zwischen zwei Preßblechen in einer Ebene geführten Matte unter weiterer Wärmeeinwirkung zu den Platten,
dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Heizung (14) innerhalb der
Vorpresse (5) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
Elektroden (15 und 16) der HF-Heizung (14) an den Rückseiten von
die Matte (4) beiderseits beaufschlagenden Preßbändern (10 und
11) der Vorpresse (5) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektroden (15 und 16) der HF-Heizung (14) dort angeordnet
sind, wo die Preßbänder (10 und 11) ihren geringsten Abstand
voneinander aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Elektrode (16) der HF-Heizung (14) geerdet ist und daß
das der geerdeten Elektrode (16) auf der anderen Seite der Matte
(4) gegenüberliegende Preßband (10) hochfrequenzfest ausgebildet
ist.
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