DE7637989U1

DE7637989U1 - Vorrichtung zum herstellen eines hartplattenerzeugnisses

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Publication number: DE7637989U1
Application number: DE7637989U
Authority: DE
Original assignee: Conwed Corp
Current assignee: Conwed Corp
Priority date: 1975-12-15
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1977-06-02
Also published as: NO764150L; NL7613942A; US4024014A; JPS5272757A; DE2654981A1; BE849365A; CH611362A5; FR2335645A1; CA1058927A; US4072558A; SE7613702L; GB1557317A

Description

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30. Dezember 1976 1G-3716

B e s ehre i b u ri g zu der Gebrauchsmusteranmeldung

CONWED CORPORATION, St. Paul, Minnesota, 55101, U.S.A. ! betreffend

Vorrichtung zum Herstellen eines Härtplätterierzeugnisses

richtung zu deren Herstellung.

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Ώί& Eirfindxiner hfitHff+. rinT«/»Vi i"h-na Unbrsnnbarkeit sekenn= I zeichnete Preß- bzw, Hartplattenerzeugnisse sowie eine Vor- J

Preßplattenerzeugnisse sind seit langem bekannt und werden seit vielen Jahren hergestellt. Gewöhnlich werden zu ihrer Herstellung Holzfasern bei hohen Temperaturen gepreßt, so daß man ein verdichtetes Erzeugnis erhält. In manchen Fällen wird der zu pressenden Holzfasermasse ein Bindemittel zugesetzte Die Hart- oder Faserplattenerzeugnisse haben normalerweise eine Stärke von etwa 1,5 bis etwa 12_S7 mm, und ihr spezifisches Gewicht beträgt etwa 0,8 bis etwa 1,12, Den meisten handelsüblichen Hartfaserplatten haftet der Nachteil an, daß sie die Verbrennung unterhalten, und daß sie daher nicht in

Fällen verwendet werden können, in denen eine Brandgefahr besteht. Zwar ist es in bestimmten Fällen möglich, diesen Nach- j

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teil durch das Aufbringen von Überzügen und/oder eine innere chemische Behandlung auszuschalten, doch handelt es sich hierbei nicht um eine zweckmäßige Lösung des Problems, denn die zusätzlich verwendeten Materialien führen ebenso wie ihre Anwendung zu. einer erheblichen Steigerung der- Kosten der Hartplatten, und bei der Verwendung von Überzügen an den Außenflächen bleibt der mittlere Teil des Verbandes immer noch brennbar·

Gemäß der Erfindung werden die genannten Nachteile der be-, kannten Hartplatten dadurch beseitigt, daß Hartplatten unter Verwendung eines überwiegenden Anteils an unbrennbaren Mate- ~<_«t_<_ä»% ]b^r*'*?5!'!r?!L!L1r "⁰^?" ?*> ^⁰¹* ¹^i λ ·Ροτ«·Μ cran TT«Tvhrk1«+.*h«ni im wesentlichen unbrennbar sind und BrandsicherheitsprUfungen bestehen, so daß sie der Güteklasse A der Norm ASTM E-84 entsprechen und beim "Fire underwriters Tunnel Test" eine Bewertungszahl von 0 bis 25 erreichen« Erzeugnisse, die eine dieser Prüfungen oder beide bestehen, werden als unbrennbar betrachtet, da sie die Verbrennung nicht unterstützen.

Die Masse, aus der die erfindungsgemäßen Hartplatten hergestellt werden, enthält zu etwa 75# bis etwa 8596 mineralische Stoffe. Zu den bevorzugt verwendeten mineralischen Stoffen gehören mineralische Fasern, doch können auch andere Materialien wie Perlit, Glasfasern und Ton verwendet werden. Die mineralischen Stoffe können in den nachstehend genannten Mengen vorhanden sein:

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Mineralisdie Fasern etwa 20% bis etwa 85% Perlit 0% bis etwa 50%

sonstige mineralische Stoffe wie lange Glasfasern, Ton, Asbest, Glimmer und dgl. 0% bis etwa 5%

Der verbleibende Rest der Masse wird durch ein Bindemlttelsystem gebildet, zu dem Zellulosefasern und ein reaktivierbares Bindemittel gehören, und das die nachstehende Zusammensetzung haben kann:

Gesamtes Bindemittelsystem etwa 15% bis etwa 25% Zellulosefasern etwa 5% bis etwa 15%

Reaktivierbares Bindemittel etwa 10% bis etwa 20%

Bei den Zellulosefasern kann es sich um Holzfasern, Primäroder Sekundärpapierfasern, Baumwoll=Linters od.dgl. handeln. Die Faserlänge beträgt gewöhnlich bis zu etwa 6,5 mm. Gemäß der Erfindung werden vorzugsweise Zeitungspapierfasern verwendet, die gewöhnlich eine Länge von etwa 0,25 mm bis etwa 5 mm haben, und deren mittlere Länge etwa 1 mm beträgt.

Bei den erfindungsgemäß verwendeten Bindemitteln handelt es sich um reaktivierbare Bindemittel, d.h₀ um solche, die sich unter dem Einfluß von Wärme und Feuchtigkeit od.dgl_e mehrmals zum Abbinden bringen lassen. Zum Vergleich sei auf den Unterschied zwischen Thermoplasten und Duroplasten hingewiesen. Be·

kenntlich wird ein Thermoplast beim Erwärmen weich, um beim Abkühlen wieder hart zu werden; ein Duroplast dagegen erhär- , tet beim Erhitzen auf Irreversible Weise. Die reaktivierbaren \ Bindemittel nach der Erfindung verhalten sich analog zu thermo- ! plastischen Stoffen, d.h. sie härten nicht irreversibel aus, und man kann sie dsr Wirkung von Wärme und Feuchtigkeit od.dgl. aussetzen, um sie zu erweichen, woraufhin sie sich erneut aktivieren lassen. Als reaktivierbares Bindemittel wird bevorzugt Stärke verwendet. Zu weiteren ebenfalls reaktivierbaren Bindemitteln gehören Latex-Bindemittel wie Vinylacetat-Akryl-Copolymere, Styrol-Butadien, Polyvinylacetat und dgl.

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die folgenden Stoffe in den angegebenen Mengen:

Mineralische Stoffe mineralische Fasern Perlit

sonstige mineralische Stoffe

Bindemittelsystem Zellulosefasern

reaktivierbares Bindemittel

etwa 7896 bis etwa 8396

etwa 6296 bis etwa 8396 096 bis etwa 2096

096 bis etwa 196

etwa 1896 bis etwa 2396

etwa 896 bis etwa 1396

etwa 1096 bis etwa 1596

Ferner ist durch die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der vorstehend geschilderten Hartplattenerzeugnisse geschaffen worden.

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Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiinivdie erfindungsgemäße Masse zu einer Hartplatte mit einer Dicke von etwa 1,5 mm bis etwa 12,7 mm und vorzugsweise einer Dicke von etwa 3»2 mm bis etwa 9»5 mm sowie mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,8 bis etwa 1,12 und vorzugsweise von etwa 0,88 bis etwa 1,05 verarbeitet; zu diesem Zweck wird zuerst nach einem Naßverfahren eine relativ leichte Platte gebildet, die getrocknet wird; dann werden beide Seiten der Platte mit Wasser befeuchtet, und die Flatte wird der Wirkung von Wärme und Druck ausgesetzt, um ihre Dicke zu verringern und ihr spezifisches Gewicht auf mindestens das 2,5-fache zu steigern. Beispielsweise ist eine Platte, die im getrockneten Zustand eine Dicke von etwa 19 mm und ein spezifisches Gewicht von etwa 0,32 hat, zur Herstellung einer Hartplatte geeignet, deren Dicke etwa 6,5 mm beträgt, und bei der das spezifische Gewicht auf etwa 0,96 erhöht ist·

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Zeichnung veranschaulicht eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung«,

Die zu verarbeitende Masse wird auf einen Peststoff gehalt von etwa 2% bis etwa 5% aufgeschlämmt und einem Zulaufkasten 10 zugeführt, der die Aufschlämmung über eine Düse 14 an ein Langsieb 12 abgibt«, Da bei dem hier beschriebenen Beispiel die

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fertige Hartplatte eine Dicke von etwa 6,35 mm erhalten soll, beträgt gemäß der Zeichnung die Dicke A der Materialschüttung etwa 203 bis etwa 254 mm. Der erste Abschnitt 16 des Langsiebes ermöglicht ein ungehindertes Ablaufen von Wasser aus dem Material, und eine weitere Entwässerung wird durch dem nachfolgenden Abschnitt 22 zugeordnete Saugkästen 18 mit Vakuumpumpen 20 gefördert. Das teilweise getrocknete Material wird dann durch Preßwalzen 24 auf eine Stärke von etwa 19 mm verdichtet. Ggf _β könnte man mehrere Preßwalzenpaare vorsehen. An dieser Stelle wird das Erzeugnis gewöhnlich einen Wassergehalt von etwa 50# bis etwa ζ>5% haben. Von dort aus durchläuft die Materialbahn eine Trockenkammer 26.

Wird als reaktivierbares Bindemittel Stärke verwendet, ist es vorzuziehen, in der über den Zulaufkasten 10 zugeführten Masse ungelatinierte Stärke zu verwenden. Nach dem Eintreten in die Trockenkammer 26 durchläuft das entstehende Flachmaterial zuerst einen Dampfbehandlungsteil 28, in dem die Stärke gelatiniert wird« Danach wird das Material öurch den Trockerteil 30 geleitet, um den Feuchtigkeitsgehalt auf maximal etwa 3 Gew.-% und vorzugsweise unter 1 Gew. -% zu verringern. Nach dem Verlassen der Trockenkammer 26 wird das Erzeugnis durch eine Schneideinrichtung 32 in Stlicke mit der gewünschten Länge zerlegt. Es sei bemerkt, daß die Zeichnung nur als schematische Darstellung zu betrachten ist, und daß bei der gezeigten Vorrichtung zahlreiche Abänderungen möglich sind. Beispielsweise ist es bei der industriellen Produktion im allgemeinen vorzu-

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ziehen, das Flachmaterial zuzuschneiden, nachdem es gepreßt wordenlst, und bevor es in die Trockenkammer 26 eintritt. In diesem Fall ist es möglich, in der Trockenkammer jeweils mehrere Flachmateriälibßchnitte gleichzeitig in mehreren Etagen zu trocknen.

Das getrocknete und vorzugsweise auf Maß geschnittene Erzeugnis wird dann auf beiden Seiten mit einer wässrigen Lösung bzw« vorzugsweise mit reinem Wasser beschichtete Gemäß der Zeichnung dienen hierzu zwei in Richtung der Pfeile gegenläufig drehbare Walzen 34 und 36, zwischen denen ein vorbestimmte.? Raum 38 vorhanden ist, durch den die Menge des auf das Plattenmaterial aufgebrachten Wassers geregelt wird. Das Wasser 40 wird dem allgemein V-förmigen Raum an der Oberseite der beiden Walzen in einer überschüssigen Menge zugeführt, denn die zuzuführende Menge richtet sich nach dem Abstand zwischen den Walzen 34 und 36_β

Natürlich könnte man auch verschiedene andere Einrichtungen zum Aufbringen von Wassei- benutzen, z.B_e Spritzdüsen od.dgl. Ferner könnte man insbesondere für die Oberseite dee Flachmaterials eine Beschichtungseinrichtung der mit einem Vorhang arbeitenden Bauart vorsehen. Schließlich ist es möglich, das Plattenmaterial zu kühlen und auf ihm Wasser aus in der Nähe befindlichem Dampf kondensieren zu lassen. Es sei bemerkt, daß es nicht erforderlich ist, die wässrige Lösung bzw. Wasser gleichzeitig auf beide Seiten des Plattenmaterials

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aufzutragen, d_eh. daß man beide Flachseiten auch nacheinander behandeln könnte.

Die auf jede Flachseite des Platten^terials aufzubringende Wassermenge beträgt etwa 34 bis etwa 75 g/m . Es hat sich gezeigt, daß eine geringere Wassermenge nicht ausreicht, um eine gut© Kompressibilität des Materials zu gewährleisten, und daß es andererseits bei größeren Wassermengen schwierig wird, das Material zu handhaben» Vorzugsweise beträgt die auf $ed.e Seite des Flachmateriais aufgebrachte Wassermenge etwa 50 bis- etwa 60 g/m .

Nach der Behandlung des Flachmaterials mit Wasser wird das Material z.B. in einer Plattenpresse 44 erhitzt und gleichzeitig gepreßt. Die Erhöhung der Temperatur bewirkt, daß sich das vorher auf die Oberfläche des Materials aufgebrachte Wasser in Dampf verwandelt, der in das Innere dea Materials eindringt und das reaktivierbare Bindemittel, z.B_e Stärke, erweicht, so daß sich das Material durch Aufbringen eines Preßdrucks verdichten l^ßt, ohne daß Risse entstehen» Der auf die Platten 42 aufgebrachte Druck genügt, um die Dicke des Materials zu verringern und das spezifische Gewicht mindestens auf das 2,5-fache und vorzugsweise das Dreifache zu erhöhen. Da die Platten 42 vor dem Beschichten mit Wasser normalerweise ein spezifisches Gewicht von etwa 0,32 bis etwa 0,37 haben, und da die Dicke im vorliegenden Fall etwa 19 mm

beträgt, erhält man bei einer Temperatur und einem Druck, die ausreichen, um die Dicke um den Faktor 2,5 zu verringern, eine Platte mit einer Dicke von etwa 9,5 mm und einem spezifischen Gewicht von etwa 0,8 bis etwa 0,88. Wird mit einer solchen Temperatur und einem solchen Druck gearbeitet, daß sich^vdie ursprüngliche Dicke auf ein Drittel verringert, erhält man eine Hartplatte mit einer Dicke von etwa 6,35 mm und einem spezifischen Gewicht von etwa 0,96 bis etwa 1,04.

Nach der Verdichtung entweicht die Feuchtigkeit bzw. der Dampf aus den Platten, bzw. es findet eine Verdampfung statt, so daß das reäktivierbare Bindemittel erneut abbindet, bevor Mate-rial vom aufgebrachten Druck entlastet wird.

Die anzuwendenden Temperaturen und Drücke richten sich allgemein nach der jeweiligen Zusammensetzung des zu Hartplattai zu verarbeitenden Materials und insbesondere dem verwendeten Bindemittel, doch hat es sich gezeigt, daß zweckmäßig mit Temperaturen von etwa 120 bis etwa 370⁰C und vorzugsweise von etwa 150 bis etwa 205°C gearbeitet wird. Der aufgebrachte Druck kann zwischen etwa 20 und etwa 60 bar und vorzugsweise zwischen etwa 27,5 und etwa 40 bar liegen« Bei einem Druck von weniger als etwa 20 bar erhält man normalerweise ein Erzeugnis, dessen spezifisches Gewicht unter etwa 0,8 liegt, und das daher nicht als Hartplattenerzeugnis betrachtet werden kann_e Zwar kann man mit Drücken über etwa 60 bar arbeiten, doch wurde festgestellt, daß noch höhere Drücke nur einen

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geringen Nutzen erbringen, denn selbst bei einem Druck bis zu etwa 70 bar wird das Erzeugnis nicht in einem meßbaren Ausmaß stärker zusammengedrückt als bei etwa 60 bar·

Die Verweilzeit in der Presse wird vorzugsweise so gewählt, daß das Erzeugnis um nicht mehr als 20% zurückfedert· Die Mindestpreßdauer beträgt etwa 30 see, doch wird das Material vorzugsweise mindestens 1 min lang gepreßt. Entsprechend den über den Druck gemachten Angaben besteht keine maximale Preßdauer, doch hat es sich gezeigt, daß Preßzeiten von 5 min praktisch bei jeder erfindungsgemäßen Masse ausreichend sind.

Zwar zeict die ZeieKnuncr eine Pla-fc-hemnr^sse zum Hera-hellen

ebener Hartplatten, doch könnte man ggf. gemäß der Erfindung auch Formkörper von anderer Gestalt herstellen. Im letzteren Fall würde es vorzuziehen sein, die Grundform während der ersten Arbeitsschritte und vor dem Einführen des Erzeugnisses in den Trockner zu erzeugen. Solche Verfahren zum Hersteller geformter Erzeugnisse sind bekannt«

Entsprechend einer bestimmten AusfUhrungsform der Erfindung wurden unbrennbare Hartplatten mit der nachstehenden Zusammen setzung hergestellt:

mineralische Fasern 60,6 Gewichtsteile Perlit 15t7 Gewichtsteile

ungelatinierte Stärke 12,9 Gewichtsteile

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Zeitungspapierfasern 9,8 Gewichtsteile Flockungsmittel 1,0 Gewichtsteil.

Das Material wurde zu einer Bahn verarbeitet, deren Dicke beim Austreten aus dem Trockner 26 etwa 19 mm betrug. Da die Stärke gemäß den vorstehenden Angaben ungelatiniert war, wurde der Kammer 28 Dampf zugeführt, um sie zu gelatinieren. Danach wurde auf jede Flachseite des Materials eine Wassermenge von etwa 60 g/m aufgebracht. Hierauf wurden die Platten bei einer Temperatur von etwa 20S⁰C mit einem Druck von etwa 28 bar gepreßt, so daß Hartplatten mit einer Dicke von etwa 6,35 mm entstanden. Es zeigte sich, daß diese Hartplatten unbrennbar sind, d.h. daß sie den Anforderungen der Klasse A nach der Norm ASTM E-84 entsprechen und hei ri«ni "Pi τ«» ΙΙτιΛογ"νίτ··ϊ «-of e Tunnel T««*M df.*" 5**""""*U"*** O bis 25 erhielten.

In der Fig. 2 ist ein Hartplattenerzeugnis gemäß vorliegender Erfindung schematisch dargestellt.

- Ansprüche -

Claims

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1. Vorrichtung zum Herstellen eines Hartplattenerzeugnisses, das zu etwa 75 bis etwa 85 Gew.-% mineralisches Material enthält, das sich zu etwa 201 bis etwa 8 5% aus mineralischen Fasern, zu 0% bis etwa 50% aus Perlit und zu 0% bis etwa 5% aus anderen mineralischen Stoffen zusammensetzt, sowie zu etwa 15% bis etwa 25% aus einem Bindemittelsystem, das sich zu etwa 5 bis etwa 15 Gew.-% aus Zellulosefasern und zu etwa 10% bis etwa 20% aus einem reaktivierbaren Bindemittel zusammensetzt, das eine Dicke von etwa 1,6 bis etwa 12,7 mm und ein spezifisches Gewicht von etwa 0,8 bis etwa 1,12 hat, gekennzeichnet durch eine jeder Flachseite des Hartplattenerzeugnisses (42) eine WasSermenge von etwa 34 bis etwa 75 g/m zuführende Wasserauftrag- bzw. Aufsprüheinrichtung (34 bis 40) und eine dieser nachgeschaltete Plattenpresse (44).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Plattenpresse (44) heizbar ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Zuführen von Wasser zu den Flachseiten des Hartplattenerzeugnisses (42) gegenläufig antreibbare Walzen (34, 36) umfaßt, und daß der Spalt (38) zwischen den Walzen (34, 36) einstellbar ist.

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