DE2743652A1 - Verfahren zur herstellung von faserplatten - Google Patents
Verfahren zur herstellung von faserplattenInfo
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Description
t Dipl. Ing. H. Hauck
T Dipl. Phys. W. Schmitz Dipl. Ing. E. Graalfs Dipl. Ing. W. VVehnert
ROLF BERTIL REINHALL Dipl. Phys. W. Carstens
834, 171 Place N.E. Dr-In9· W, Döring
„„___ .... Mozartstraße 23
Bellevue, Washington 98008, USA eooo München 2
München, 23. September 1977 Anwaltsakte: M-4392
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus 1ignozellulosehaltigern Gut, wobei das Ausgangsgut z.B. in der Form von Holzhackspänen zu Fasern zerteilt wird, die in Luft dispergiert auf ein bewegliches
Fördersiebtuch aufgebracht werden, um einen Bogenrohling zu bilden, der danach in einer Warmpresse seine endgültige
Form erhält.
Für die Herstellung von Faserplatten ist es vorbekannt, mittels der sog. Nass—Methode die Fasern zu einer wässerigen
Suspension aufzuschlämmen, die einem Siebtuch zugeführt wird,
um einen Bogenrohling zu bilden, der dann in einer Warmpresse unter Auspressung von überschüssigem Wasser seine endgültige
Form erhält. Ein Nachteil bei dieser Formungsmethode besteht darin, dass sich die Fasern bei der verhältnismässig schnellen
Zuführung der wässerigen Suspension zu dem Siebtuch in der Richtung der Maschine ablegen und hierdurch eine überwiegende
Orientierung der Fasern in dieser Richtung in der fertigen Platte erhalten wird. Dies bedeutet, dass die Festigkeitseigenschaften entlang und quer zur Maschinenrichtung in dem
Bogenrohling und in der fertigen Platte unterschiedlich sind, was unvorteilhaft ist.
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Bei der Herstellung von Platten gemäss der ebenfalls vorbekannten Trockenmethode wird der Faserbogen durch Feinverteilung von in der Luft dispergierten Faserteilchen auf ein
unten liegendes, bewenliches Fördersiebtuch ohne Anwendung einer Zwischenaufschlämmung in wässeriger Suspension geformt.
Diese sog. trockene, halbtrockene oder Hochkonzentrationsformung ergibt eine Faserplatte, bei der die Orientierung
der Fasern von äusserem Einfluss freibleibt, um dieselbe Festigkeit in dem Bogenrohling und in der fertigen Platte in
allen Richtungen zu erhalten. Ein Nachteil dieser Formungsmethode besteht jedoch darin, dass die Bindung der Fasern
durch Zusatz von Bindemitteln erfolgen muss, was die Herstellung verteuert und verwickelter macht.
Um die mit den so eben kurz beschriebenen, bekannten Methoden verknüpften Nachteile auszuschalten, bezweckt die vorliegende
Erfindung die Schaffung einen neuen Hochkonzentrationsformung für Herstellung von nassgepressten Faserplatten, bei der die
Vorteile der bekannten Methoden beibehalten sind, ihre Nachteile aber überwunden werden. Die Methode eignet sich besonders
für die Umstellung bereits gebauter Anlagen herkömmlicher
Art zur Herstellung von Faserplatten nach der nassen Methode. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, den Herstellungsprozess zu einem vollständig geschlossenen zu machen,
derart, dass Überschuss an Fabrikationswasser und dessen Auslassen in Seen und fliessende Gewässer vermieden wird.
Diese Zwecke werden im wesentlichen dadurch verwirklicht,
dass der Bogenrohling gemäss der Erfindung nach dem Aufbringen auf das Siebtuch mit Wasser in solcher Menge genässt
wird, dass die fertige Platte im wesentlichen nur durch die Anwesenheit des Wassers die erforderliche Festigkeit bei
der endgültigen Formung erhält.
Gemäss der Erfindung bewahrt man also den Vorteil der trockenen
Methode der Orientierung der Fasern im Bogenrohling ohne Einwirkung äussererKräfte, während gleichzeitig die Bindung
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der Fasern zur Erzielung der erforderlichen Festigkeit im
Enderzeugnis wie bei der nassen Methode mit Hilfe von Wasser zustande gebracht wird.
Bei einer weiteren Entwicklung wird diese Formungstechnik
gemäss der Erfindung mit vorbekannten Methoden zur Herstellung von Faserplatten verknüpft, bei denen das 1ignozellulosehaltige
Gut einer Zerteilung bei einer Temperatur von mindestens 1000C unterworfen wird und die bei der Zerfaserung zugeführte
Energie bei einer späteren Abtrennung von bei der Faserherstellung erzeugtem oder zugeführtem Wasserdampf dazu ausgenutzt, den Trockengehalt der hergestellten Fasern zu erhöhen.
Hierbei soll der Trockengehalt auf einen solchen Wert erhöht werden, der ebenso gross oder grosser ist als der Trockengehalt, der dem Faserbogen in der Endstufe des Prozesses
bei dem Pressverlauf beigebracht wird, bevor die dort zugeführte Wärme in eine abschliessende Trocknung des Faserbogens
durch Austreibung von Dampf mündet.
Weitere Zwecke und Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines auf der Zeichnung
gezeigten Ausführungsbeispiels. Die Zeichnungsfigur veranschaulicht schematisch ein Fliesschema für eine Anlage zur
Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung.
In der gezeigten Anlage wird 1ignozellulosehaltiges Gut, beispielsweise in der Form von Holzhackspänen, einer Hackspanlade 10 zugeführt und aus dieser kontinuierlich mit Hilfe
eines Schraubenförderers 12 oder ähnlichen Geräts in einen Vorwärmer 14 eingespeist, in welchem das Spangut auf eine
für den Prozess geeigneten Temperatur, für gewöhnlich im Bereich 130-1700C, mittels durch eine Leitung 15 zugeführten
Wasserdampfs vorgewärmt wird. Nach der Vorwärmung wird das Gut mittels einer Fördervorrichtung 16 einem Mahlapparat 18 zugeführt und in diesem mittels zueinander umlaufenden Mahlscheiben zu einzelnen Fasern oder Faserbündeln zerkleinert.
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Der Mahlapparat erhält Energie von einem Motor 20. Der Grad
des Faseraufschlusses wird den Anforderungen an das herzustellende
Enderzeugnis angepasst. Die von den Mahlscheiben voneinander getrennten Fasern werden von dem unter Ueberdruck
stehenden Mahlgehäuse über ein Auslassventil 22 und eine sog.
Blaseleitung 24 von bei der Zerfaserung erzeugtem oder zugeführtem Wasserdampf zu einer Aufnahmevorrichtung 26 gefördert.
Diese Aufnahmevorrichtung 26 ist so ausgeführt, dass Fasern und Dampf durch die kombinierte Wirkung von Fliehkraft
und Schwerkraft voneinander getrennt werden. Der abgeschiedene Dampf wird durch ein Auslassrohr 28 weggeleitet, und zwar
entweder unmittelbar in die Atmosphäre entweichen gelassen oder über eine Wärmeaustauschvorrichtung 30 für Rückgewinnung
von in dem Dampf enthaltener Wärmeenergie geführt. Diese Energie kann für Zwecke ausserhalb des beschriebenen Prozesses
verwendet werden, lässt sich aber auch für Vorwärmung der Luft benutzen, mit der die abgeschiedenen Fasern zu der
weiter unten zu beschreibenden Bogenformung weitergefördert
werden. Für Vorwärmung der Luft ist die Wärmeaustauschvorrichtung 30 über eine Leitung 32 mit einer Pumpe 34 und
einem Expansionsgefäss 36 für Zirkulation eines Wärmeaustauschmittels,
wie Wasser, Luft oder ähnlichen Mittels an einen Vorwärmer 38 angeschlossen, durch den durch einen Luftzieher
40 eingesogene Luft hindurchgeht, wie schematisch mit den Pfeilen angedeutet ist. Hinter dem Vorwärmer 38 tritt
die vorgewärmte Luft durch eine Leitung 43 in die Aufnahmevorrichtung 26 ein und trägt die in die Vorrichtung 26 hinabfallenden
Fasern über den Luftzieher 40 und eine Leitung 42 zu der Bogenbiidungsstation. Die Blaseleitung 42 kann eine
Länge erhalten, die voller Ausnützung der durch die Vorwärmevorrichtung
38 der Luft zugeführten Wärmeenergie zur Trocknung der geförderten Fasern entspricht.
Die Leitung 42 mündet in eine Dispersionsvorrichtung 44, die
in dem Oberteil einer pyramidenförmigen Haube 46 angebracht
ist. Diese Haube 46 befindet sich mit ihrem unteren Teil über
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einem beweglichen Fördersiebtuch 48, das vorzugsweise gelöchert
ist und durch das die von dem Luftzieher 40 über die Dispersionsvorrichtung 44 zugeführte Luft mit Hilfe eines unter dem
Siebtuch angebrachten Vakuumkastens 50 und einen an diesen angeschlossenen Vakuumluftzieher 52 in die Atmosphäre entweichen gelassen wird. Hierbei werden die mit der Luft zugeführten Fasern abgeschieden und legen sich auf das bewegliche
Fördersiebtuch 48,wodurch zur Auslasseite der Formvorrichtung 46 hin eine Faserschicht aufgebaut wird, deren Oberflächengewicht so eingestellt wird, dass es dem Oberflächengewicht
der in dem Prozess herzustellenden Faserplatte entspricht. Um eine möglichst grosse Gleichförmigkeit des ohne freies
Wasser geformte Faserbogens zu erzielen, kann eine Abhobelvorrichtung unmittelbar an der Austrittsstelle des Bogens aus
der Formungshaube 46 vorgesehen sein. Die weggehobelte Fasermenge wird zu der Empfangsvorrichtung 26 oder zu der Dispergiervorrichtung 44 für erneute Anwendung zurückgeführt. Bei
der gezeigten und beschriebenen Bogenformmethode legen sich die Fasern also ohne äussere Einwirkung auf das bewegliche
Fördersiebtuch, wodurch die Stärke des Faserbogens sowohl längs als auch quer zur Arbeitsrichtung der Maschine und in
der hergestellten Faserplatte im wesentlichen gleich gross wird.
Nachdem der in dieser Weise geformte Faserbogen die durch die Haube 46 gebildete Formungsstation - nach oder ohne vorhergehende Abhobelung - verlassen hat, wird ihm durch Aufbringen
und/oder Bespritzen beispielsweise mit Hilfe von Düsen 54 die freie Wassermenge zugeführt, die erforderlich ist, damit
der Faserbogen zu notwendiger, mit auf herkömmlicher Weise nasshergestellten Faserplatten im wesentlichen zusammenfallenden
Festigkeits- und Stärkeeigenschaften ohne Anwendung eines Bindemittels gepresst und/oder getrocknet werden kann. Hierbei wird der Trockengehalt des Faserbogens auf zwischen
5 und 15 % gebracht. Danach geht der mit Wasser bespritzte
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oder efeuchtete Faserbogen zu einer üblichen Bandpresse
für Vorpressung des Bogenrohl ings zu gewünschter Höhe, wonach der Bogenrohling, nachdem er in nicht gezeigttr Weise in
Abschnitte aufgeteilt ist, einer Warmpresse 58 zugeführt wird, wo eine mechanische Zusammenpressung zu Faserplatten stattfindet.
I den Fällen, wo die hinter der Formungsstation 46 mittels der Düsen 54 zugeführten Wassermengen zur FoI ge haben, dass
der Gesamtwassergehalt des Bogens die bei der mechanischen Zusammenpressung in der Warmpresse 58 in den Platten verbleibende
Wassermenge übersteigt, wird das Wasser aus dem Faserbogen bei der Pressung zu Platten in der Warmpresse
ausgepresst. Dieses Wasser zusammen mit dem Wasser, das bei höheren zugesetzten Wassermengen aus dem Bogen beim Durchgang
durch die Vorpresse 56 ausgepresst wird, sammelt sich in Sammelgefässen 60, 62 und wird in darunter befindliche Wasserbehälter
64 bzw. 66 geleitet. Aus dem Behälter 64 wird das Wasser durch eine Pumpe 68 über eine Leitung 69 in den
Behälter 66 hinübergepumpt.
In gewissen Fällen kann es wünschenswert sein, die Oberflächen der hergestellten Platten mit einem Belag aus Fasern oder
anderem Werkstoff zu versehen. Dieser wird dann, wie schematisch bei 72 angedeutet ist, aus einem Vorrat dieses Werkstoffs
einem mit Rührwerk 73 versehenen Behälter 74 zugeführt, wo der Werkstoff in Wasser aufgeschwemmt wird, das beispielsweise
über eine Zweigleitung 76 aus dem Behälter 66 über eine Pumpe 70 zugeführt werden kann, wonach die Aufschlämmung aus
dem Behälter 74 durch eine Pumpe 78 über eine Leitung 79 einem sog. Oberflächenbelagsgefäss 81 bekannter Art zugeführt
wird. Der in der Aufschlämmung enthaltene Werkstoff, wie
Fasern, legt sich dabei auf die Oberfläche des Bogenrohlings,
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während das Wasser in üblicher Weise durch den Bogenrohling
und das unter diesem liegende, gelöcherte Siebtuch abfliesst. Um in dem Umlauf einen gewünschten Wasserpegel aufrecht zu
erhalten und entwaige Wasserverluste auszugleichen, ist eine
Leitung 80 für Zuführung von Frischwasser aus einer nicht gezeigten Quelle beispielsweise zu den Behältern 66 und 74
vorgesehen.
Das Oberflächenbelagsgefäss 81 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
zwischen die Haube 46 und die Düsen 54 verlegt. Letzteren wird Wasser aus dem Behälter 66 mit Hilfe
der Pump 70 über eine weitere Zweigleitung 77 zugeleitet. Die beiden Zweigleitungen 76, 77 enthalten je ein Regelventil 88
bzw. 90.
Gemäss der Erfindung ist es auch möglich, alles Rückwasser
entweder zu dem Oberflächenbelagsgefäss 81 mit oder ohne
aufgeschlämmten Werkstoff oder zu den Düsen 54 zurückzuführen. Gegebenenfalls kann eine der beiden Vorrichtungen 81 oder 54
in Wegfall kommen.
Bei der Warmpressung der Platte in der Presse 58 wird Wasser abgedampft, und dieser Dampf kann in einer Haube 82 gesammelt
und dazu gebracht werden, über einen Wärmeaustauscher 84 seine Wärmeenergie auf ein Wärmeaustauschmittel zu überführen,
bevor er mittels eines Gebläses 86 in die freie Atmosphäre entweichen gelassen oder eineranderen Anwendung zugeführt
wird. Hierbei steht der Wärmeaustauscher 84 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Wärmeaustauschschlange
der Aufnahmevorrichtung 26 über Leitungen 83, 85. Selbstverständlich kann, falls gewünscht, die überführte
Wärme auch für andere Zwecke ausgenutzt werden.
Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, erhält man durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Faserplatten,
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die mit sog. nassen Faserplatten vergleichbar sind und die nach Güte und Aussehen nicht wesentlich von in herkömmlicher
Weise über eine wässerige Aufschlämmung von Fasern im Nassverfahren hergestellten Faserplatten abweichen. Durch den
Einsatz der vörbeschriebenen Formungsmethode erhält man jedoch eine Faserplatte mit höherer Z-Stärke, weil in dem geformten
Faserbogen keine vorherrschende Faserorientierung vorhanden
ist. Dies erhellt auch daraus, dass der bei der mit der herkömmlichen Nassmethode hergestellten Faserplatte unvermeidliche Unterschied in der Stärkeeigenschaften in der Längsrichtung der Maschinenarbeit und quer zu ihr vollständig
zum Verschwinden gebracht ist.
Bei den Verfahren gemäss der Erfindung entsteht auch, im
Gegensatz zu der herkömmlichen Nassherstel1ungsmethode, kein
überschuss an Fabrikationswasser, wodurch dank der Erfindung
das bisher übliche Auslassen von Abwasser ganz vermieden wird.
Die vorstehende Beschreibung ist nur ein Beispiel für die Verwirklichung des grundlegenden Erfindungsgedankens, der
selbstverständlich in mannigfacher Weise innerhalb des durch
die nachstehenden Patentansprüche gezogenen Rahmens abgewandelt werden kann.
- Patentansprüche -- 9 -
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e e r s e i t e
Claims (11)
- PATENTANSPRÜCHE■ Iy Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus lignozel1ulosehalti gern Gut, wobei das Ausgangsgut z.B. in der Form von Holzhackspänen zu Fasern zerteilt wird, die in Luft dispergiert auf ein bewegliches Fördersiebtuch aufgebracht werden, um einen Bogenrohling zu bilden, der danach in einer Warmpresse seine endgültige Form erhält, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogenrohling nach dem Aufbringen auf das Siebtuch mit Wasser in solcher Menge genässt wird, dass die fertige Platte im wesentlichen nur durch die Anwesenheit des Wassers die erforderliche Festigkeit bei der endgültigen Formung erhält.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennz e i c h η e t, dass dem im Verfahren zugeführten Fasergut ein solcher Trockengehalt gegeben wird, dass es eine Wassermenge enthält, die ebenso gross oder geringer ist als die Wassermenge, die in dem Faserbogen bei seiner endgültigen Pressung verbleibt und dort verdampft und aus dem Formprozess selbst weggeleitet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem zugeführten Fasergut der erforderliche Trockengehalt durch Verwendung von bei der Faserfrei 1egung zugeführter Vermahlungsenergie beigebracht wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem zugeführten Fasergut der erforderliche Trockengehalt durch Ausnützung von bei der Faserfrei legung zugeführter Vermahlungsenergie und von Wasserdampf beigebracht wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Faserfrei legung erzeugter oder zugeführter Wasserdampf zusammen mit den Fasern mitfolgender Flüssigkeit bei einer dem Arbeitsdruck entsprechenden Temperatur zu einem niedrigerem Druck als dem bei der Faserfrei-- 10 -809815/0619legung herrschenden überführt werden, wodurch mit den Fasern mitfolgende und überhitzte Flüssigkeit in Dampf übergeht, der zusammen mit dem bei der Faserfrei legung erzeugten und/oder zugeführten Dampf abgeschieden und von dem nachfolgenden Formungsprozess weggeleitet wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weggeleiteten Dampf- und Wärmemengen entweder unmittelbar oder mittelbar über Wärmeaustauscher für weitere Trocknung des hergestellten Faserstoffs ausgenützt werden.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bogenrohling nach dem Aufbringen auf das beweglichen Siebtuch Wasser zugesetzt wird, das von dem Bogenrohling bei der nachfolgenden Behandlung abgepresst oder sonst abgeschieden worden ist.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem Bogenrohling nach dem Aufbringen zugeführten Wasser Fasern oder anderes Gut, mit dem ein Oberflächenbelag auf den hergestellten Faserplatten geschaffen werden soll, aufgeschlämmt werden.
- 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem dem Bogenrohling nach dem Aufbringen zugesetzten Wasser emulgierende, dispergierende oder gelöste Zusatzstoffe, mit denen man den Faserbogen zu behandeln und/oder zu tränken wünscht, zugeführt werden.
- 10. Verfahren nach einem den Ansprüche 1 -9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie der bei der ab schliessenden Formung in der Warmpresse verdampften Wassermenge entweder unmittelbar oder mittelbar über einen Wärmeaustauscher zum Trocknen des Faserguts ausgenützt wird.- 11 -809815/0619
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Faserfreilegung und/oder endgültigen Formung entweichenden Dampf- und Wärmemengen zur Vorrrwärmung der für die Förderung und Vortrocknung der Fasern erforderlichen Luftmenge ausgenützt werden.809815/06 19
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1977
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