DE3736151C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten - Google Patents

Description

Gegenstand des Patents Nr. 36 39 061 ist ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruchs 1.

Solche Holzwerkstoffplatten, wie Span-, Faser-, OSB- oder MDF- Platten bestehen aus Holzspänen, Holzfasern, usw. die mit einem Bindemittel beleimt sind. Bei den Bindemitteln handelt es sich gewöhnlicherweise um Harnstoff-, Melamin- oder Phenol-Formaldehyd- Harze. Diese Holzwerkstoffteilchen werden anschließend zu einem Vlies gestreut, das in einer Presse zu einer kompakten Platte verdichtet wird. Zur Beschleunigung des Abbindevorgangs wird dem Bindemittel für die Holzwerkstoffteilchen ein Härter beigefügt.

Bei dem Verfahren nach dem Patent Nr. 36 39 061 werden die Holzwerkstoffteilchen mit einem härterfreien Bindemittel beleimt, anschließend zu einem Vlies gestreut und dann verpreßt. Während der Verdichtungsphase in der Presse wird der Härter in gasförmiger Phase oder in binärer Phase mit einem gasförmigen Trägermittel über die Oberflächen des Vlieses oder direkt in das Innere des Vlieses zugeführt. Zur Beschleunigung der Abbindereaktion des Bindemittels kann dem Vlies in der Presse zusätzlich Wärme zugeführt werden. Diese Wärmezufuhr kann durch Wärmeleitung von der Presse auf die Holzwerkstoffteilchen erfolgen. Da die Wärmeleitung von den Oberflächen des Vlieses zur Mitte des Vlieses erfolgt, besitzt das Vlies über dessen Höhe gesehen, unterschiedliche Temperaturen. Eine weitere Möglichkeit ist die Übertragung von Wärme durch den gasförmigen Härter bzw. das gasförmige Trägermittel für den Härter auf die Holzwerkstoffteilchen. Da der gasförmige Härter bzw. das gasförmige Trägermittel ebenfalls von den Oberflächen in das Vlies eindiffundieren oder vom Inneren des Vlieses zu den Oberflächen des Vlieses diffundieren muß, erhält man auch bei der Wärmeübertragung durch den gasförmigen Härter bzw. das gasförmige Trägermittel ein Temperaturgefälle über die Höhe des Vlieses gesehen. Diese unterschiedlichen Temperaturen im Vlies können zu einer ungleichmäßigen Ausführung des Bindemittels führen, womit letztendlich die technologischen Eigenschaften der Holzwerkstoffplatte, wie die Zugfestigkeit, Quellbeständigkeit usw., verschlechtert werden.

Es wurde nun gefunden, daß sich im Patent Nr. 36 39 016 beschriebene Verfahren verbessern läßt, so daß eine weitere Verkürzung der Preßzeit unter Verbesserung der technologischen Eigenschaften der Holzwerkstoffplatten erreichbar ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei dem Verfahren nach dem Patent Nr. 36 39 061 eine möglichst gleichmäßige Temperatur über die Höhe des Vlieses mindestens während der Verdichtungsphase in der Presse zu gewährleisten.

Das zur Lösung dieser Aufgabe dienende Verfahren wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 beschriebene technische Lehre vermittelt und eine zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung wird im Kennzeichhen des Patentanspruchs 14 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auf aufwendige Einrichtungen zur Übertragung von Wärme in der Presse auf das Vlies verzichtet werden kann. Die Presse kann daher einfacher und kostengünstiger hergestellt werden. In dem Vlies treten im wesentlichen keine Temperaturunterschiede auf, so daß das Bindemittel gleichmäßig aushärtet. Dadurch resultieren über die Höhe der Holzwerkstoffplatte konstante und auch bessere technologische Eigenschaften. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Restwärme, die die Holzwerkstoffteilchen bei Verlassen des Trockners schon besitzen, genutzt werden kann. Damit wird eine weitere Energieeinspanung bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten erreicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispieles für eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens, die in den Zeichnungen dargestellt ist, im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten,

Fig. 2 mehrere Ausführungsformen der Mittel zur Erwärmung der Holzwerkstoffteilchen und

Fig. 3 schematisch eine weitere Ausführungsform zur Erwärmung der Holzwerkstoffteilchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl mit kontinuierlich arbei­ tenden Pressen zur Herstellung von Holzwerkstoffplattenbahnen als auch mit diskontinuierlichen Pressen zur Herstellung von Holzwerk­ stoffplatten mit Fixmaßen durchgeführt werden. Kontinuierliche Verfahren arbeiten in der Regel mit einer Doppelbandpresse, während diskontinuierliche Verfahren Ein- oder Mehretagenpressen verwenden.

In Fig. 1 ist eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Spanplatten gezeigt. Die Holzwerkstoffteilchen, in diesem Fall Holzspäne, werden in vor der Doppelbandpresse 1 angeordneten Vorrichtungen aufbereitet, vorbehan­ delt, mit härterfreiem Bindemittel beleimt und anschließend über eine Rohrleitung 2 einer Streustation 3 zugeführt. Die Streustation 3 ist über einem endlosen Förderband 6 angeordnet, das über zwei Umlenkwalzen 4 und 5 geschlungen ist und sich kontinuierlich in Pfeilrichtung auf die Doppelbandpresse 1 zu bewegt. In dieser Streu­ station 3 werden die beleimten Holzspäne 17 zu einem einen Späne­ kuchen bildenden Vlies 7 auf das Förderband 6 gestreut. Dieses Vlies 7 wird mit dem Förderband 6 in Pfeilrichtung auf die Doppelband­ presse 1 zu transportiert. Bei der am Einlauf in die Doppelband­ presse 1 angeordneten Umlenkwalze 4 befindet sich ein Übergabeblech 8, mit dessen Hilfe das Vlies 7 vom Förderband 6 in die Einlaufzone der Doppelbandpresse 1 geleitet wird. Zwischen der Streustation 3 und der Doppelbandpresse 1 können noch weitere an sich bekannte und in der Zeichnung daher nicht eingezeichnete Vorrichtungen angeordnet sein. Solche Vorrichtungen können beispielsweise Kontrollwagen, mit denen das Flächengewicht des Vlieses 7 gemessen wird, Vorpreßein­ richtungen, usw. sein.

Die Doppelbandpresse 1 besitzt zwei in einem Pressengestell überein­ ander angeordnete Preßbandanordnungen, zwischen deren einander zuge­ wandten Trums das Vlies 7 zu einer Spanplattenbahn 9 unter gleich­ zeitiger Förderung durch die Doppelbandpresse 1 verpreßt wird. Am Einlauf in die Doppelbandpresse 1 befindet sich eine keilförmige Einlaufzone, in der das Vlies 7 kontinuierlich bis auf die Enddicke der Spanplatte verdichtet wird. Während dieser Verdichtungsphase wird ein Härter für das Bindemittel, mit dem die Holzspäne beleimt sind, in gasförmiger Phase oder in einer binären Phase mit einem gasförmigen Trägermittel mittels einer Zuführvorrichtung 16 inner­ halb der Doppelbandpresse 1 dem Vlies 7 zugeführt. Dadurch setzt die Aushärtung des Bindemittels ein und die Holzspäne im verpreßten Vlies verbinden sich zur Spanplatte. Falls gewünscht, kann in der Doppelbandpresse 1 während der Verpressung dem Vlies 7 Wärme zuge­ führt werden und die Spanplattenbahn 9 am Auslauf aus der Doppel­ bandpresse 1 unter Druck abgekühlt werden. Verschiedene Ausführungs­ formen für horizontal oder vertikal gestellte Doppelbandpressen oder diskontinuierlich arbeitende Etagenpressen, die Zuführeinrichtungen für den gasförmigen Härter besitzen und zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens geeignet sind, werden in der Patentanmeldung P 36 39 061.5 näher beschrieben, so daß sich weitere Ausführungen an dieser Stelle dazu erübrigen.

Die verpreßte Spanplattenbahn 9 verläßt die Doppelbandpresse 1 mit gleichförmiger Geschwindigkeit und wird in den hinter der Doppel­ bandpresse 1 befindlichen Anlagenteilen weiter bearbeitet. Falls er­ forderlich kann die Spanplattenbahn 9 dann eine, in der Zeichnung nicht gezeigte Kühleinrichtung zur weiteren Abkühlung durchlaufen. Anschließend wird die Spanplattenbahn 9 in einer Schleifstation 10 auf das Fertigmaß geschliffen. Dann wird die Spanplattenbahn 9 in einer Querschneidestation 11 in einzelne Spanplatten 12 der ge­ wünschten Größe unterteilt, die zum Abtransport auf Paletten in einer Stapeleinrichtung 13 gestapelt werden. Die gesamte Anlage zur Herstellung von Spanplatten wird von einem Rechner, der im Schalt­ schrank 14 angeordnet ist, gesteuert. Für Eingaben des Benutzers an den Rechner dient das Datenterminal 15.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Holzspäne auf erhöhte Temperatur erwärmt, bevor oder während sie in der Streu­ station 3 zu einem Vlies 7 gestreut werden. Vorteilhafterweise können die Holzspäne 17 dabei schon auf die zur Verpressung benötige Verfahrenstemperatur vorgewärmt werden, so daß in der Doppelband­ presse 1 keine weitere Wärmezufuhr mehr nötig ist. Diese Erwärmung auf erhöhte Temperatur, bevor die Holzspäne 17 verdichtet werden, kann nicht zu drucklos ausgehärteten Spanplatten führen, da der Härter erst während der Verdichtungsphase in das Vlies 7 eingeführt wird und die Aushärtung des Bindemittels daher erst in der Verdichtungsphase unter Preßdruck einsetzt.

In Fig. 2 sind mehrere Möglichkeiten zur Vorwärmung der Holzspäne 17 gezeigt. Die von der Beleimungsstation kommenden Holzspäne 17 werden über eine Zuleitung 18 auf ein Förderband 19, das sich in einem Gehäuse 22 befindet, aufgebracht. Das Förderband 19 läuft endlos über zwei Umlenktrommeln 20, 21 um und transportiert dabei die Holzspäne 17 zu der in der Zeichnung links gelegenen Umlenktrommel 20. An der Umlenktrommel 20 fallen die Holzspäne 17 vom Förderband 19 herunter und werden aus dem Gehäuse 22 in eine Rohrleitung 2, die zu der Streustation 3 führt, pneumatisch gefördert. Die auf dem Förderband 19 befindlichen Holzspäne 17 werden über das Förderband 19 mittels Wärmeleitung erwärmt. Dazu ist der Mantel der in der Zeichnung rechts gelegenen Umlenktrommel 21 mit Bohrungen 23 versehen, durch die ein erwärmtes Thermoöl fließt und dabei das an der Umlenktrommel 21 befindliche, aus Metall bestehende Förderband 19 erwärmt. Diese Wärme wird vom Förderband 19 weiter transportiert und anschließend an die auf dem Förderband 19 befindlichen Holzspäne 17 abgegeben. Die Holzspäne 17 können auch mittels Strahlung erwärmt werden. Dazu sind im Gehäuse 22 Infrarotstrahler 24 angeordnet, die die auf dem Förderband 19 befindlichen Holzspäne 17 mittels Infra­ rotstrahlen erwärmen. Bei einer weiteren Ausführungsform werden die Holzspäne 17 mittels Konvektion erwärmt. Dazu ist ein Warmluftge­ bläse 25 am Gehäuse 22 gegenüberliegend der Einmündung der Rohr­ leitung 2 in das Gehäuse 22 angeordnet. Die durch das Warmluftge­ bläse 25 erzeugte Warmluft befördert die Holzspäne 17 pneumatisch in der Rohrleitung 2 zur Streustation 3 und erwärmt dabei gleichzeitig die Holzspäne 17.

Die in Fig. 2 gezeigten Maßnahmen zur Erwärmung der Holzspäne 17 können einzeln oder bei Bedarf auch miteinander kombiniert angewen­ det werden. Selbstverständlich können die in Fig. 2 gezeigten Mittel zur Erwärmung der Holzspäne 17 auch vor der Beleimungsstation ange­ ordnet sein, so daß die Holzspäne 17 in noch unbeleimten Zustand vorgewärmt und erst danach beleimt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, diese Mittel zur Erwärmung der Holzspäne 17 in die Streustation 3 zu integrieren, so daß die Holzspäne 17 während der Streuung auf die erhöhte Temperatur erwärmt werden. Auch in der Beleimungsstation 29 (siehe Fig. 3) kann eine Erwärmung der Holzspäne 17 erfolgen. Dazu können wieder die bereits weiter oben erläuterten Mittel, wie Wärmeleitung, Konvektion oder Strahlung, dienen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Bindemittel selbst auf erhöhte Temperatur zu erwärmen und mit diesem erwärmten Bindemittel die Holzspäne 17 in der Beleimungsstation 29 zu beleimen. Da das Binde­ mittel keinen Härter enthält, kann es nicht vorhärten, so daß eine solche Erwärmung des Bindemittels unkritisch ist. Wesentlich ist, daß die Mittel zur Erwärmung der Holzspäne 17 möglichst nahe an der Presse angeordnet sind sowie die Beleimungsstation (29) und Streu­ station (3) sich möglichst dicht bei der Presse befinden, um einen Wärmeverlust der vorgewärmten Holzspäne weitgehendst zu vermeiden.

Eine Anordnung, mit der die Restwärme der Holzspäne 17 aus dem Trockner für die Vorwärmung ausgenützt wird, ist schematisch in Fig. 3 gezeigt. Die aufbereiteten Holzspäne 17 werden über eine Zuleitung 27 zu einem Trockner 26 gefördert. In dem Trockner 26 werden die Holzspäne 17 erwärmt, wobei ihnen Feuchtigkeit entzogen wird. Nachdem die Holzspäne 17 auf die gewünschte Feuchtigkeit getrocknet sind, verlassen sie in noch warmen Zustand den Trockner 26 über eine Rohrleitung 28 und gelangen in die Beleimungsstation 29. Nachdem die Holzspäne 17 in der Beleimungsstation 29 mit dem härterfreien Bindemittel versehen sind, werden sie über eine Rohrleitung 2 der Streustation 3 zugeführt. Der Trockner 26, die Beleimungsstation 29 und die Streustation 3 sind möglichst nahe beieinander angeordnet, so daß die Holzspäne 17, die sich nach dem Verlassen des Trockners 26 bereits auf erhöhter Temperatur befinden, möglichst wenig Wärme bis zum Einlauf in die Presse verlieren. Sollte noch eine weitere Erwärmung nötig sein, so kann diese beispielsweise in der Beleimungsstation 29 erfolgen.

Die Vorwärmung der Holzwerkstoffteilchen auf erhöhte Temperatur erfolgt entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits vor oder während der Streuung zu einem Vlies. Die Härterzugabe und damit der Beginn der Aushärtung des Bindemittels erfolgt erst in der Presse während der Verdichtungsphase des Vlieses. Eine weitere Wärmezufuhr auf das Vlies ist daher in der Presse während der Verpressung nicht mehr nötig. Somit kann die Presse einfacher ausgestaltet sein und die technologischen Eigenschaften der Holz­ werkstoffplatte werden verbessert.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung einer Holzwerkstoffplatte, insbesondere Span-, Faser-, OSB-, MDF-Platte u. dgl., bei dem die Holzwerkstoffteilchen mit einem Bindemittel, wie Harnstoff-, Melamin- oder Phenol-Formaldehyd-Harze beleimt sind, dessen Aushärtung mittels eines Härters beschleunigt werden kann, die beleimten Holzwerkstoffteilchen zu einem Vlies gestreut und dieses anschließend in einer Presse unter Reduktion seiner Dicke verdichtet und danach unter einem Haltedruck verpreßt wird, wobei es sich bei dem Harz zur Beleimung der Holzwerkstoffteilchen um ein härterfreies Bindemittel handelt und ein saurer oder basischer Härter in gasförmiger Phase oder in binärer Phase mit einem gasförmigen Trägermittel während der Verdichtungsphase in der Presse über die Oberflächen des Vlieses oder/und direkt in das Innere des Vlieses zugeführt wird, nach Patent Nr. 36 39 061, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen auf erhöhte Temperatur erwärmt werden, bevor oder während sie zu einem Vlies gestreut werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen auf die zur Verpressung benötigte Verfahrenstemperatur erwärmt werden, so daß bei der Verpressung keine weitere Wärmezufuhr benötigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen vor dem Beleimen erwärmt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen in erwärmten Zu­ stand unmittelbar nach dem Trocknen ohne weitere Wärmezufuhr beleimt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen nach dem Beleimen erwärmt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen während der Streuung zum Vlies erwärmt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen während des Beleimens erwärmt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen mit erwärmten Bindemittel beleimt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen mittels Wärmeleitung erwärmt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen mittels Konvektion erwärmt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erwärmung der Holzwerkstoffteilchen durch Warmluft erfolgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen durch Strahlung erwärmt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Holzwerkstoffteilchen mittels Infrarot- Strahlen erwärmt werden.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 13 mit einem Trockner, in dem die Holzwerkstoffteil­ chen auf die zur Verpressung benötigte Feuchte getrocknet werden, einer Beleimungsstation, in der die Holzwerkstoffteilchen mit dem Bindemittel beleimt werden, einer Streustation zur Streuung eines Vlieses aus beleimten Holzwerkstoffteilchen und einer Presse, in der das Vlies unter Zuführung des Härters in gasförmiger Phase oder in binärer Phase mit einem gasförmigen Trägermittel zur Holzwerkstoff­ platte verpreßt wird, dadurch gekennzeichnet daß Mittel zur Erwärmung der Holzwerkstoffteilchen (17) direkt vor der Beleimungsstation (29) oder zwischen Beleimungs- (29) und Streu­ station (3) angeordnet sind oder Mittel zur Erwärmung der Holz­ werkstoffteilchen (17) und/oder des Bindemittels in der Beleimungs­ station (29) bzw. Streustation (3) angeordnet sind und diese Mittel zur Erwärmung sowie die Beleimungsstation (29) und die Streustation (3) sich möglichst nahe an der Presse (1) befinden, so daß der Wärmeverlust der Holzwerkstoffteilchen (17) im Vlies (7) bis zur Einführung in die Presse (1) möglichst gering ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trockner (26) für die Holzwerkstoffteil­ chen (17) direkt vor der Beleimungsstation (29) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel zur Erwärmung der Holz­ werkstoffteilchen (17) aus einem Warmluftgebläse (25) bestehen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erwärmung der Holzwerkstoffteilchen (17) aus Infrarotstrahlern (24) bestehen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erwärmung der Holzwerkstoffteilchen (17) aus einem erwärmten Förderband (19) bestehen, auf dem die Holzwerkstoffteilchen (17) in Richtung Streu­ station (3) transportiert werden.