DE2722356C2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Span-, Faser- o.dgl. Platten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Span-, Faser- oder dergleichen Platten aus einem mit wärmehärtbaren Bindemitteln versetzten Vlies, bei dem auf einem sich kontinuierlich bewegenden Vliesträger ein Späne- oder dergleichen Vlies gebildet, dieses Vlies nach Vorverdichtung durch eine Hochfrequenz-Vorwärmzone geführt und anschließend unter Anwendung von Kontaktwärme und Druck in die Endform gebracht und ausgehärtet wird. Ferner ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet

Ein Verfahren der vorstehend angegebenen Art ist aus der DE-AS 24 25 638 bekannt Bei diesem ίο bekannten Verfahren zur Herstellung von Spanplatten oder dergleichen, deren Bestandteile vor dem Fertigpressen erwärmt werden, wird das gebildete Vlies zunächst nur so weit zusammengedrückt daß seine Oberfläche eben und die im Vlies vorhandene Luft zumindest teilweise entfernt ist worauf dann stoßweise Wärme von außen ohne jede Verdichtung des Vlieses derart eingebracht wird, daß die in den äußeren Bereichen des Vlieses befindliche Feuchtigkeit in Dampf umgesetzt wird, der sich über den ganzen Querschnitt des Vlieses verteilt, worauf dann die zugeführte Wärme über einen gewissen Weg aufrechterhalten und schließlich ein erneuter Wärmestoß eingegeben wird, der das Vlies etwa auf die zum Pressen erforderliche Temperatur erwärmt Eine bei der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgesehene Hochfrequenzquelle, die als nicht unbedingt notwendig bezeichnet wird, kann vor allem deshalb keine besondere Wirksamkeit entfalten, weil das Vlies im Bereich dieser Hochfrequenzquelle noch in einem relativ losen, d. h.

praktisch nicht komprimierten Zustand vorliegt.

Aus der DE-AS 21 13 763 ist es bekannt, daß das Erwärmen des Vlieses mittels Hochfrequenzenergie erleichtert und das Auftreten von Durchschlägen vermieden werden kann, wenn das Vlies vor dem Eintritt in die Hochfrequenz-Erwärmungsstation einem Vorpreßvorgang unterworfen wird, um eine gleichmäßige Dicke und Struktur des Vlieses zu erhalten. Die Vergleichmäßigung von Dicke und Struktur wird dabei mittels einer aus zwei endlosen Bändern und Andruckwalzen bestehenden Vorpresse erreicht die einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung vorgeschaltet ist und das Vlies zumindest im wesentlichen auf die endgültige Plattenstärke verdichtet.

Aus der DE-AS 21 26 935 ist ein Preßverfahren zur Herstellung ungeschliffener Spanplatten bekannt, bei dem Vliese aus mit Bindemittel versetzten Holzspänen am Beginn der Pressung auf eine geringere Dicke als die gewünschte Enddicke verdichtet und anschließend bei der gewünschten Enddicke fertiggepreßt werden. Bei dieser Verfahrensfolge federt der innere Teil der nur kurzzeitig auf ein Untermaß gepreßten Platte wieder auseinander, und zwar in einem Maß, das durch den bleibenden Preßdruck bzw. die eingestellte Dicke des Preßspaltes bestimmt ist. Erreicht wird durch diesen Effekt des Auseinanderfederns eine geringere Dichte der Späne in der Mittelschicht der Platte, wo bekanntlich die Späne nur in geringem Maß zur Festigkeit der Spanplatte beitragen.

Aus der DE-OS 25 34 939 ist eine kontinuierlich arbeitende, auch als Vorpresse einsetzbare Presse bekannt, an deren Ende zwei Walzen vorgesehen sind, die das vorzupressende Vlies trotz einer insgesamt relativ leichten Preßkonstruktion so stark verdichten sollen, daß es ohne Beschädigung zur Fertigpresse transportiert werden kann. Hinweise auf besondere Anwendungsmöglichkeiten dieser Presse in Verbindung mit Hochfrequenz-Heizeinrichtungen sind in dieser Druckschrift nicht enthalten.

Aus der DE-OS 21 30 932 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Spanplatten aus einem durch Kontaktwärme und ein hochfrequentes Kondensatorwechselfeid beeinflußbaren Vlies bekannt, dessen Teilchen mit wärmehärtbaren Bindemitteln versetzt sind. Diese Vorrichtung besteht aus einem Vliesträger, einer über diesem angeordneten Formstation zur Bildung der Spänevlieses, einer aui zwei endlosen Bändern und Andruckwalzen bestehenden Vorpresse und einer nachgeschalteten, mehrere Doppelrollen aufweisenden Kalibriervorrichtung, wobei sowohl vor als auch hinter der Vorpresse und zwischen den verschiedenen Doppelrollen der Kalibriervorrichtung Hochfrequenz-Heizvorrichtungen vorgesehen sind. Durch diese stufenweise Einbringung von Wärmeenergie mittels Hochfrequenz-Heizeinrichtungen soll das Verdichten des Spänevlieses erleichtert werden, und zwar unter Vermeidung von Gefügeverschiebungen innerhalb des Vlieses.

Schließlich ist es aus Kollmann, F.: »Holzspanwerkstoffe«, Berlin, Heidelberg, New York 1966, Seite 511, Bild 5.43. bekannt, ein aus unterer Deckschicht und Mittelschicht bestehendes Vlies durch eine kontinuierlich arbeitende Vorpresse und anschließend nach Streuen der oberen Deckschicht durch eine Hochfrequenz-Heizeinrichtung zu leiten, auf die unmittelbar eine Fertigpresse folgt. Durch diese Maßnahmen ist erreichbar, daß das vorgepreßte Teilvlies eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit aufweist und damit in der Fertigpresse schneller durchwärmt werden kann. Bei diesem Vorgehen ergeben sich jedoch gewisse Einbußen hinsichtlich der Qualität und der Gesamt-Arbekigeschwindigkeit, da das fertige Vlies eine lose obere Decklage aufweist, die aufgrund der unterschiedlichen Dielektrizitätskonstante durch die Hochfrequenz-Heizeinrichtung nicht so stark vorgewärmt ist wie die vorgepreßte untere Decklage und die Mittellage des Vlieses.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs definierten Gattung so weiter zu entwickeln, daß unter Gewährleistung zumindest gleichbleibender Qualität eine beträchtliche Verkürzung der Preßzeit erreicht wird, um dadurch das Verfahren besonders wirtschaftlich zu gestalten.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dicke des Vlieses durch die Vorverdichtung etwa um wenigstens ein Drittel verringert wird, und daß unmittelbar nach dem Erwärmen des Vlieses mittels Hochfrequenz das Vlies im wesentlichen bereits auf die geforderte Platten-Enddicke vorgepreßt wird. Durch die jeweils unmittelbar vor und unmittelbar nach der Hochfrequenzerwärmung getroffenen Maßnahmen der gezielten Vorverdichtung, bzw. der ebenfalls definierten Vorpressung gelingt es, einerseits die teuere Hochfrequenzenergie optimal und wirksam einzusetzen und andererseits ein zur mit geringem Zeitaufwand möglichen Fertigpressung geeignetes Vlies zu erhalten.

Durch die erhöhte Wärmeleitfähigkeit des verdichteten und verpreßten Späneviieses wird das Vlies nämlich in der Fertigpresse schneller durchwärmi, so daß die Verweildauer des Vlieses in der Preßzone abgekürzt werden kann. Dadurch ist es wiederum möglich, den Ausstoß der Presse durch höhere Durchlaufgeschwindigkeiten zu erhöhen, oder bei gleichbleibendem Ausstoß die Baulänge der benötigten Presse zu verringern. Ferner wird der Vorteil erhalten, daß selbst bei Verwendung von Rohmaterialien mit relativ niedrigen Schüttgewichten sehr dicke Platten hergestellt werden können, ohne daß eine besondere Konstruktion im Einlaufbereich der Fertigpresse erforderlich werden würde. Auch ist die mechanische Beanspruchung der kontinuierlich arbeitenden Fertigpresse verringert, so daß sie einfacher aufgebaut sein kann.

Weitere durch die Erfindung erbrachte Vorteile bestehen darin, daß die relativ hohe Festigkeit des durch die Vorpresse vorgepreßten Vlieses eine ohne die Gefahr von Strukturbeschädigungen des Vlieses erfolgende Übergabe an die Fertigpresse ermöglicht und daß aufgrund der gewählten Vorerwärmung des Vlieses und die dadurch gegebene leichtere Verformbarkeit in einer vorgegebenen Presse Plattenmaterial besonders hoher Dichte mit erhöhten Festigkeitseigenschaften hergestellt werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einem Vliesträger, einer über diesem angeordneten Formstation zur Bildung des Vlieses, einem Vorverdichter, wenigstens einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung sowie einer beheizbaren, kontinuierlich arbeitenden Fertigpressc, und diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Vorverdichter so ausgelegt ist, daß die Vliesdicke etwa um wenigstens ein Drittel verringert werden kann, und daß unmittelbar anschließend an die Hochfrequenz-Heizvorrichtung eine Vorpresse angeordnet ist, die so ausgelegt ist, daß sie das Vlies im wesentlichen bereits auf die geforderte Platten-Enddicke verdichten kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein zumindest der Breite des Vlieses entsprechendes Endlosband aus nichtmetallischem Material aufliegend auf dem Vlies durch den Vorverdichter, die Hochfrequenz-Heizvorrichtung und die Vorpresse geführt ist

Das vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere einem gewebeverstärkten Kunststoff bestehende Endlosband erfüllt im Zusammenwirken mit Vorverdichter, Hochfrequenz-Heizeinrichtung und Vorpresse eine Reihe von Funktionen, die zu wesentlichen Vorteilen führen.

Durch das in der Hochfrequenz-Zone auf dem Vlies aufliegende Kunststoffband wird verhindert, daß die dem Vlies durch das Hochfrequenzfeld zugeführte Energie durch unerwünschte Verdunstungsvorgänge vermindert wird. Solche Verdunstungsvorgänge würden wegen der vergleichsweise sehr hohen Verdampfungswärme des Wassers und der großen aktiven Oberfläche eines nicht abgedeckten Vlieses bei den in der Vorheizung erreichten Temperaturen einen wesentlichen Energieverlust verursachen. Auf diese Weise wird zusätzlich die Gefahr von Überschlagen im Hochfrequenz-Feld durch Wassertropfenbildung aufgrund kondensierenden Dampfes vermieden.

Aufgrund der Tatsache, daß das Vlies in der der Hochfrequenz-Heizvorrichtung nachgeschalteten Vorpresse stärker zusammengepreßt wird als im Vorverdichter, erhält das auch die Vorpresse durchlaufende Endlosband insbesondere im Bereich der Hochfrequenzerwärmung eine in Richtung des Faservlieses gerichtete Vorspannkomponente, die zu einer Erhöhung der Oberflächengüte des Faservlieses beim Durchlaufen der Hochfrequenz-Heizvorrichtung beiträgt.

Das gegen das Vlies gespannte Endlosband wirkt zudem einem Aufspringen des Vlieses nach Verlassen der Vorverdichters entgegen und ermöglicht im Bereich der Hochfrequenz-Heizvorrichtung das Arbeiten mit sehr kleinem Luftspalt. Ein kleiner Luftspalt und eine Erhöhung der Dichte des Vlieses verringern wiederum

die elektrische Güte des Arbeilskondensators und erhöhen damit den Wirkungsgrad der Hochfrequenz-Heizvorrichtung.

Vorzugsweise besteht die Vorpresse aus einer Rollenpresse. Sowohl der Vorverdichter als auch die Vorpresse können unbeheizt sein.

In diesem Fall übernimmt das Endlosband auch in bezug auf die Vorpresse eine Isolierfunktion, da es in der Vorpresse verhindert, daß die im Bereich der Hochfrequenz-Heizvorrichtung in das Spänevlies eingebrachte Wärmeenergie zum Teil an die ungeheizte Vorpresse abgegeben wird. Die Isolierfunktion des Endlosbandes im Bereich der Vorpresse gewährleistet demgemäß in vorteilhafter Weise, daß das Vlies auf dem Weg von der Hochfrequenz-Heizeinrichtung bis zur Fertigpresse praktisch kaum einen nennenswerten Energieverlust erleidet.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 5,6 und 8.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Span-, Faser- oder dergleichen Platten.

Ein aus einem endlosen Band oder dergleichen bestehender Vliesträger 1 ist über Umlenk- und nicht dargestellte Antriebswalzen geführt und bewegt sich kontinuierlich in Richtung des gezeichneten Pfeiles.

Über dem Vliesträger 1 ist eine schematisch dargestellte Formstation 2 angeordnet, die ein zügeführtes Gemisch aus mit Bindemittel versetzten lignozellulosehaltigen Teilchen vorzugsweise nach dem Windsichtverfahren auf den Vliesträger 1 aufstreut. Prinzipiell kann dabei eine beliebige geeignete Formstation verwendet werden.

Das aufgestreute Vlies 3 läuft dann durch einen Vorverdichter 4, dessen Aufbau ebenfalls beliebig sein kann, der jedoch gewährleisten muß, daß das Vlies in der Schütthöhe egalisiert und in seiner Stärke meist um wenigstens ein Drittel verringert wird. Vorzugsweise erbringt der Vorverdichter jedoch eine noch stärkere Verdichtung.

Nach der Vorverdichtung gelangt das Vlies in den Bereich einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei separaten, jedoch vorzugsweise in gleicher Weise ausgebildeten und mit HFX, HFl und HF3 bezeichneten Anordnungen besteht. Im Bereich der Hochfrequenz-Heizeinrichtung 5 wird das Vlies durch die Hochfrequenzenergie erwärmt, wobei im Falle des Einsatzes von mehreren HF-Leistungseinheiten eine Erwärmung des Mittenbereichs des Vlieses auf 50 bis 70⁰C und sogar mehr erreichbar ist.

Nach dem Durchlaufen der Hochfrequenz-Heizvorrichtung 5 gelangt das erwärmte Vlies in eine Vorpresse 6, in der es stark verdichtet wird, so daß das aus dieser Vorpresse 6 austretende Vlies im wesentlichen bereits die Platten-Enddicke besitzt

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß durch Vorverdichter 4, Heizvorrichtung 5 und Vorpresse 6 stets ein Trum eines Endlosbandes 7 im straff gespannten Zustand geführt wird. Dieses vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Endlosband 7 wird durch eine Ausgangswalze 9 der Vorpresse 6 mitgenommen bzw. in Umlauf versetzt, so daß sich zwangsläufig die benötigte synchrone Bewegung von Vlies 3 und Endlosband 7 ergibt.

Die Mehrfachfunktionen des Endlosbandes 7 wurden bereits erläutert, aber anhand der Zeichnung ist besonders deutlich zu erkennen, daß der Aufspanneffekt, d. h. das insbesondere im Bereich der Hochfrequenz-Heizvorrichtung 5 erwünschte Andrücken des Bandes 7 an das Vlies 3 dadurch begünstigt wird, daß in der Vorpresse 6 ein wesentlich stärkeres Zusammenpressen des Vlieses als im Vorverdichter 4 erfolgt, so daß auch das Endlosband 7 im Bereich des Auslaßschlitzes der Vorpresse 6 tiefer, d. h. näher am Vliesträger 1 gelegen ist als im Bereich des Eintritts in die Hochfrequenz-Heizvorrichtung, wodurch der erwünschte Aufspanneffekt erhalten wird.

Das die Vorpresse 6 verlassende, stark verdichtete, vorgepreßte und bereits eine vergleichsweise hohe Festigkeit besitzende Vlies gelangt dann in die Fertigpresse 8. Bei dieser Fertigpresse 8 wird um eine obere, hydraulisch abgestützte und eine untere, starr gelagerte Stahlplattenkette je ein endloses, umlaufendes Stahlband geführt. Beide Endlos-Stahlplatten- und Endlos-Stahlbänder werden bei ihrem Umlauf durch Gas-Flächenbrenner und/oder elektrische Induktionsheizung so erwärmt, daß im Einlaufbereich der Presse eine Temperatur von etwa 200° C erreicht wird. Im anschließenden Preßvorgang wird die Wärme an das Preßgut abgegeben. Während dieser Zeit erfolgt im Preßbereich keine weitere Wärmezufuhr. Die gesamte Druck- und Heizfläche weist drei Bereiche auf. Im ersten, dem Hochdruckbereich, erfolgt die Verdichtung des Vlieses auf die gewünschte Dicke. Im anschließenden Mitteldruckbereich folgt die Aushärtung des Bindemittels bei einem relativ geringen Druck, der zur Einhaltung der Dicke ausreicht. Schließlich wird der Druck in der Auslaufzone der Presse vollkommen abgebaut.

Mit einer Anlage der schematisch dargestellten Art ist es möglich, 16 mm dicke Spanplatten mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 12 m/min und 19 mm dicke Spanplatten mit 11 m/min zu produzieren, wobei bei einer Plattenbreite von 1300 mm je nach Plattendikke eine Produktionskapazität bis zu 500 mVTag erreicht werden kann. Diese Angaben stellen jedoch lediglich ein in keiner Weise einschränkendes Beispiel dar.

Das erfindungsgemäße Prinzip der Hochfrequenzerwärmung eignet sich generell zur Erwärmung von vorzugsweise in Form eines Vlieses, von Schichten, Bahnen, Ballen und dergleichen aus lignozellulosehaltigen und/oder zellulosehaltigen und/oder anderen elektrisch schlecht leitenden Stoffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Span-, Faser- oder dergleichen Platten aus einem mit wärmehärtbaren. Bindemitteln versetzten Vlies, bei dem auf einem sich kontinuierlich bewegenden Vliesträger ein Späne- oder dergleichen Vlies gebildet, dieses Vlies nach Vorverdichtung durch eine Hochfrequenz-Vorwärmzone geführt und anschließend unter Anwendung von Kontaktwärme und Druck in die Endform gebracht und ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Vlieses durch die Vorverdichtung etwa um wenigstens ein Drittel verringert wird, und daß unmittelbar nach dem Erwärmen des Vlieses mittels Hochfrequenz das Vlies im wesentlichen bereits auf die geforderte Platten-Enddicke vorgepreßt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch t, bestehend au: einem Vliesträger, einer über diesem angeordneten Formstation zur Bildung des Vlieses, einem Vorverdichter, wenigstens einer Hochfrequenz-Heizvorrichtung sowie einer beheizbaren, kontinuierlich arbeitenden Fertigpresse, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverdichter (4) so ausgelegt ist, daß die Vliesdicke etwa um wenigstens ein Drittel verringert werden kann, und daß unmittelbar anschließend an die Hpchfrequenz-Heizvorrichtung (5) eine Vorpresse (6) angeordnet ist, die so ausgelegt ist, daß sie das Vlies im wesentlichen bereits auf die geforderte Platten-Enddicke verdichten kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zumindest der Breite des Vlieses (3) entsprechendes Endlosband (7) aus nichtmetallischem Material aufliegend auf dem Vlies durch den Vorverdichter (4), die Hochfrequenz-Heizvorrichtung (5) und die Vorpresse (6) geführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (7) aus Kunststoff, insbesondere aus gewebeverstärktem Kunststoff besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (7) aus einem Gewebe, insbesondere einem feinmaschigen Gewebe besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (7) durch eine Ausgangswalze (9) der Vorpresse (6) angetrieben ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpresse (6) aus einer Rollenpresse besteht, deren Auslaßspalt im wesentlichen dem Plattenendmaß entspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigpresse (8) in Abhängigkeit von der Vorpresse (6) gesteuert ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Vorverdichter (4) als auch die Vorpresse (6) unbeheiz. sind.