DE3641466A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faserplatten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus kompaktierten Fasern bestehenden Platten für vorzugsweise Wärmedämmzwecke.

In der nicht vorveröffentlichten Anmeldung P 35 45 001 ist ein Verfahren zur Herstellung derartiger Platten beschrieben, bei dem eine Mischung aus natürlichem Fasermaterial zusammen mit gemahlenem Zeitungspapier und Leimbestandteilen lose in eine Form gefüllt und zu Platten verpreßt wird.

Das Chargieren des Materials stellt dabei eine Schwierigkeit dar, da die Zusammensetzung Schwankungen unterlegen ist und die Ergebnisse ungenügend reproduzierbar sind, so daß die Platten­ qualität nicht befriedigend konstant ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Qualität derartiger Platten verbessert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Verfahren zur Herstellung von Faserplatten bei dem die Fasern lose in eine Form eingegeben werden, wenn man die Fasern und feste, flüssige oder erschmolzene Leimbestandteile in eine Füll- und Verdich­ tungsstation einbläst, die Schüttung verdichtet, in einen Tunnel zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stranges einbringt, dort den Leim durch Temperaturbehandlung aktiviert und so die Fasern miteinander verklebt, ggf. trocknet und anschließend den Strang in Platten auftrennt.

Durch das Einblasen und anschließende Verdichten ergeben sich zwei für die Qualität des Produktes entscheidende Vorteile. Zum einen wird ein konstantes Mischungsverhältnis erreicht, zum anderen ergibt sich eine Orientierung der Faser, so daß der Schnitt durch den Strang zu Platten mit verbessert angepaßten mechanischen Eigenschaften führt.

Man kann dabei je nach der Beanspruchung der Platte das Einblasen und Verdichten in der gleichen Wirkungsrichtung oder auch quer zueinander durchführen, um für unterschiedliche Belastungsfälle geeignete Platten zu erzeugen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in seiner nahezu kontinuierlichen Führung als Strangextrudierung.

Beim Verdichten wird mindestens eine der Wände der Füll- und Verdichtungsstation senkrecht zu ihrer Fläche bewegt, so daß das Volumen des befüllten Raumes z.B. auf die Hälfte verdichtet werden kann, was in etwa dann auch der Enddichte entspricht.

Dabei richtet sich die Struktur und Faserrichtung der Flocken und Fasern vorzugsweise senkrecht zur Verdichtungsrichtung aus. Der Block kann nach Fertigstellung in Druckrichtung aufgetrennt werden, um Plattenmaterialien mit höherer Druckfestigkeit und geringem Wärmeleitfähigkeitsvermögen zu erstellen oder aber senkrecht zur Druckrichtung, um Platten mit überwiegender Faserrichtung parallel zur Oberfläche zu erhalten, deren Biegesteifigkeit und Querfestigkeit bessere Eigenschaften aufweisen.

Die Dichte, Faserrichtung und Struktur kann zusätzlich durch Druck, Luftmenge, Art, Anzahl und Ausgestaltung der Einblaslöcher beeinflußt werden.

Vorzugsweise werden die Einblasöffnungen auf derjenigen Seite angeordnet, die den Auslaßöffnungen gegenüber liegt. Zur Herstellung einer gleichmäßigen Struktur ist es mit Vorteil möglich, beide Wände dicht zusammenzufahren und die bewegliche Wand im Maße der Materialzufuhr in das maximale Volumen auseinan­ derzufahren, um das Material nach der Befüllung auf die gewünsch­ te Dichte zusammenzudrücken.

Die fertige und verdichtete kubische Charge wird in den Extruder-Tunnel eingeschoben. Dieser Tunnel wird in seinem rechteckigen Querschnitt von Förderbändern aus rostfreiem Material begrenzt. Zwei einander gegenüberliegende Bänder und die Randbereiche der beiden anderen Bänder in ihren äußeren Vierteln weisen eine feine Lochung auf, die vorzugsweise zwischen 25 und 60 % der Gesamtfläche der gelochten Bandpartien ausmacht.

Beide gegenüberliegenden Lochbereiche werden von dichten Hauben umfaßt, die der Zu- und Abführung von Dampf und Heißluft dienen.

Im Tunnelbereich, der auf die Füllstation folgt, wird aus einer der Hauben Heißdampf oder Heißdampf mit Heißluft in das Material gepreßt; Dieser Vorgang kann durch das Anlegen eines Unterdruckes auf der gegenüberliegenden Seite unterstützt werden.

Nach derjenigen Durchlaufzeit, bzw. Durchlaufstrecke, die zur Aufnahme ausreichender Energie und Feuchte für den Abbindevorgang der Leime ausreicht, erreicht der Strang aus aneinandergereihten Einzelblöcken den Trockenbereich, in dem trockene, heiße Luft eingeblasen und gegenüber vorzugsweise abgesaugt wird.

Nach Erreichen der notwendigen Stabilität und Trockenheit wird der Block aktiv (mit Kaltluftzufuhr) oder passiv (durch eine allseitig offene Bandstrecke) ausgekühlt.

Auf geeigneten handelsüblichen Blocksägeaggregaten wie Gatter oder Blockbandsäge, wird der Plattenblock in die gewünschte Plattendicken und -formate zerteilt.

Bei ausreichender Größe der Anlage kann eine zwischen den einzelnen Funktionsbereichen liegende "neutrale" Zone die Abdichtungsfunktionen übernehmen. Wenn nicht ausreichend Tunnellänge verhanden ist, und die Druckbereiche zu dicht an der Befüll- oder Austragsseite liegen, kann zwischen den einzelnen Blöcken eine Druckdichtungsplatte (Papierlage) von der Fläche des Tunnelquerschnittes mitgeführt werden, die an ihren Außenkanten einen Saum aus dichtendem Material, z.B. Vulkollan, aufweisen kann.

Bei taktweisem Vorschub kann die bewegliche Wand der Füllstation, die der Verdichtung in Vorschubrichtung dient, die Beförderung des Materials unterstützen.

Plattenarten, deren Rohdichte mit Hilfe pneumatischen Druckes erzeugt werden kann, können schließlich im kontinuierlichen Fluß im Extrudertunnel hergestellt werden. Hier wird die Befüllstation in den Bereich der allseitigen Förderbänder einbezogen und der durch den Materialabfluß entstehende Hohlraum permanent befüllt.

Bei Erreichung einer ausreichenden Dichtigkeit des Tunnels nach außen und in seiner Längsrichtung kann die feuchte Trockenluft z.B. unter Energieanreicherung durch Aufheizung zur Bedampfung wiederverwendet werden.

Gegebenenfalls kann der nicht gelochte Bandstreifen zur Unter­ stützung des Trockenvorganges in dem entsprechenden Bereich zusätzlich geheizt werden.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Verdichtung auch durch die Bänder selbst derart erfolgen, daß diese einen schräg zusammenlaufenden Einzugsbereich aufweisen in dem die Faserschüttung kompaktiert wird, dem das Material durch eine Stopfplatte oder durch das Einblasen selbst direkt zugeführt wird.

Das vorliegende Verfahren eignet sich in besonderer Weise zur Herstellung von Wärmedämmplatten aus Naturfasern, wie textilen Fasern aus Jute, Sisal, Baumwolle, Kokos, Flachs, vorzugsweise aus dem Recycling bzw. Reste aus Spinnereien, aufbereitete Fasern aus Stroh oder Holz, tierische Fasern wie Wolle, oder gleichwertige Fasermaterialien, vorzugsweise in Längen von 5 bis 100 mm. Diese werden mit Leimen und ggf. Reaktionshelfern pflanzlichen Ur­ sprungs, wie z.B. Balsamharzen (Kolophonium), Stärke- oder Ligninklebern oder Kautschuk oder auch mit Traßzement, Gips, Aluminiumsulfat oder Wasserglas abgemischt und, wie oben beschrieben, miteinander verklebt.

Dieser Mischung kann ebenfalls durch gemeinsames Einblasen in die Füllstation fein zerkleinertes Papier beigegeben werden, wobei insbesondere solches von Füllstoffen und Deckschichten freies wie vorzugsweise Zeitungspapier in Frage kommt.

Fasern und Papier können mit Vorteil auch Recyclingmaterialien sein.

Die Vorzerkleinerung des Papiers geschieht unter Zugabe von fäulnishemmenden Mitteln, wie Boraten, in einer Hammermühle unter Ausschleusung von Staubanteilen.

Die Kantenlänge des gemahlenen Abfallpapiers beträgt dabei vorzugsweise zwischen 1 und 10 mm, die auf die Faserläge von A5 bis 100 mm abgestimmt ist.

Es wurde überraschenderweise herausgefunden, daß durch das Zerkleinern in der Hammermühle Produkte entstehen, die sich mit den Naturfasern besonders gut verbinden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale auf, sie wird anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die erfindungemäße Vorrichtung schematisch im Längsschnitt;

Fig. 2 zeigt diese im Querschnitt.

Fig. 1 Der Füllraum besteht aus dem Einfüllschacht 1, an dessen Kopf Zuleitungen 10, 11 angeordnet sind. Über diese Zuleitung wird eine Mischung aus Naturfasern und Leim sowie vorzugsweise auf einer Hammermühle zerkleinertes Zeitungspapier in den Schacht eingeblasen 12. Nach Erreichen eines vorgegebenen Füllstandes wird die Preßplatte 3 vom Kopf des Einfüllschachtes 1 abgesenkt­ 3′-und verdichtet das Material unter Ausrichtung des Schüttgutes, wie bei 12′ angedeutet; Danach wird die Preßplatte 3 wieder hochgefahren und das verdichtete Material wird mit Hilfe des unter dem Einfüllschacht 1 angeordneten Untertrums 5 in den Tunnel, bestehend aus allseitig angeordneten umlaufenden Bändern eingezogen, dargestellt sind hier Ober- 4 und Untertrum 5.

Mit Hilfe der ggf. verfahrbaren Rückwand 13 kann dieser Vorgang unterstützt werden.

Falls eine andere Orientierung der Fasern gewünscht wird, ist der Einfüll- und Verdichtungsvorgang umzukehren, so daß beide waagerecht erfolgen.

Das Oberband 4 schließt an den Einfüllschacht 1 an, wohingegen das Unterband 5 den Boden des Schachtes bildet.

Beide Bänder sind gelocht und erstrecken sich über eine derartige Länge, daß darüber und darunter mindestens zwei Hauben 6, 7 angeordnet werden können. Diese sind gegen die Lochbänder abgedichtet und dienen der Hindurchleitung von Dampf und/oder Heißluft, mit deren Hilfe der Leim ggf. verflüssigt und im Preßmaterial verteilt oder aktiviert wird. Danach ist eine Trockenstrecke anzuschließen, in der die Leimbestandteile, die auch aus dem ggf. verwendeten Papier herausgelöst sein können, abbinden.

Dieser Abbinde- oder Trockenvorgang kann durch ein zweites Haubenpaar 8, 9 unterstützt sein, wobei vorzugsweise die Befeuch­ tung zwischen den Hauben 6, 7 unter Druck und die Trocknung durch Hindurchdrücken und -saugen von Heißluft durch das Haubenpaar 8 und 9 erfolgen kann. Die dabei mit Feuchtigkeit aufgeladene Luft wird zweckmäßig dem davorliegenden Haubenpaar z.B. über die untere Haube 7 zugemischt.

Zur Erreichung der notwendigen Dichtigkeit besitzen die Hauben 6, 7, 8, 9 an den Bändern anliegende Dichtlippen, z.B. aus Gummi. Die Bänder sind außen 4′, 5′ um die Hauben herumgeführt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Bänderführung, wobei dargestellt ist, daß die Hauben 6, 7 (und ebenso 8, 9) die Seitenbänder 14, 15 umfassen können. In diesen Bereichen 16, 17, 18, 19 sind dann auch die Seitenbänder 14, 15 gelocht, wodurch sich eine Verbesserung der Heißdampf- und/oder Heißluft­ führung durch das verdichtete Material ergibt, wie mit den Pfeilen 20 angedeutet, die so auch die Eckbereiche vollständig erreichen kann; Mit 21, 22, 23, 14 sind die Achsen derjenigen Umlenkrollen bezeichnet, zwischen denen die den Kanal 2 bildenden Trums bewegt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Faserplatten durch kompaktie­ ren lose in eine Form zugegebener Fasern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Fasern und feste, flüssige oder erschmolzene Leimbestandteile in eine Füll- und Verdich­ tungsstation einbläst, die Schüttung verdichtet, in einen Tunnel zur Erzeugung eines kontinuierlichen Stranges einbringt, dort den Leim durch Temperaturbehandlung aktiviert und so die Fasern miteinander verklebt, ggf. trocknet und anschließend den Strang in Platten auftrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strang im Tunnel mit Hilfe von umlaufenden Bändern bewegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Naturfasern sind.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Fasern auf eine Kantenlänge von mehr als 1 mm gemahlenes Abfallpapier beigemengt ist.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern textile Fasern aus Jute, Sisal, Baumwolle, Kokos, Flachs, vorzugsweise aus dem Recycling bzw. Reste aus Spinnereien, aufbereitete Fasern aus Stroh oder Holz, tierische Fasern wie Wolle, oder gleichwertige Fasermaterialien, vorzugsweise in Längen von 5 bis 100 mm eingesetzt sind.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit fäulnishemmenden Zusätzen wie vorzugsweise Boraten behandelte Papierflöckchen aus von Füllstoffen und Oberflächenbeschichtungen freiem Papier, wie vorzugsweise Zeitungspapier eingesetzt sind.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Leime solche pflanzlichen Ursprungs, wie z.B. Balsamharze (Kolophonium) Stärke oder Ligninkleber, Kautschuk oder auch Traßzement, Gips, Aluminiumsulfat oder Wasserglas, ggf. zusammen mit Reaktionshelfern verwendet werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) sie weist einen Einfüllschacht (1) mit Gebläse auf;
• b) an den Einfüllschacht (1) schließt sich ein Tunnel (2) mit rechteckigem Querschnitt an;
• c) der Einfüllschacht (1) weist eine bewegliche Preßplatte (3) auf;
• d) der Tunnel ist allseitig durch umlaufende Bänder (4, 5, 14, 15) gebildet, wobei Oberband (4) und Unterband (5) mit Löchern versehen sind;
• e) Oberband (4) und Unterband (5) sind abgedichtete Hauben (6, 7, 8, 9) zugeordnet, die zur Hindurchleitung von Heißluft und/oder Dampf dienen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauben (6, 7, 8, 9) Ober- und Unterband (4, 5) jeweils umgeben und Bereiche (16, 17, 18, 19) der Seitenbänder (14, 15) mit umfassen, die in diesen Bereichen ebenfalls gelocht ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8-9, dadurch gekennzeichnet, daß Oberband (4) und/oder Unterband (5) oder die seitlichen Bänder (14, 15) zur Verdichtung des Fasermaterials einen schräg zusammenlaufenden Einzugsbereich aufweisen und daß die Preßplatte (3) als Stopfwerk ausgebildet ist.