EP2293908B1 - Verfahren zur herstellung eines holzwerkstoff-formteiles - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines holzwerkstoff-formteiles Download PDF

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EP2293908B1
EP2293908B1 EP09757262A EP09757262A EP2293908B1 EP 2293908 B1 EP2293908 B1 EP 2293908B1 EP 09757262 A EP09757262 A EP 09757262A EP 09757262 A EP09757262 A EP 09757262A EP 2293908 B1 EP2293908 B1 EP 2293908B1
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pressure
wood
steam
press
pressure chamber
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Kurt Nonninger
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NONNINGER, KURT
Original Assignee
Nonninger Kurt
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/086—Presses with means for extracting or introducing gases or liquids in the mat

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a wood-based molded article using a wood-based material and a thermosetting binder by pressing, wherein for curing of the binder, a heat transfer into the wood-based molded part takes place in the form of a steam blast.
  • a three-layer constructed wood material mat consisting of the wood material base material and a thermosetting binder, fed to a press. Subsequently, a H disclosepreßvorgang takes place.
  • the curing of the binder (glue) in the outer cover layers by direct heat through heated press plates or bands. Due to the heat energy introduced into the plate on the one hand and the moisture in the plate on the other hand, a water vapor pressure gradient is formed in the plate.
  • the heat energy required for curing the middle layer is in the plate via the so-called steam pulse brought in.
  • the outer press plates are heated, for example, to 200 ° Celsius.
  • the water glue water
  • the boiling point 100 ° C
  • This steam shoots vertically from both sides of the plate towards the center of the plate due to the water vapor pressure drop. This process is called steam shock.
  • the temperature difference is for example 75 ° C
  • the vapor condenses in the still cool middle layer. It releases heat of condensation, which raises the temperature in the middle layer.
  • the chemical curing reactions in the middle layer are faster and it takes less time for the binder to harden, resulting in a shorter press time.
  • This steam jet principle is used in the production of numerous wood-based molded parts, for example in the production of chipboard, MDF, OSB, etc.
  • An object of the present invention is to provide a technique for producing a wood-based molded article with the aid of which the pressing time can be shortened without the above-described disadvantages of the prior art.
  • the inventive method is characterized in that prior to the heat transfer in the form of a steam surge in the pressure chamber prevailing process air pressure is increased relative to the prevailing outside the baling chamber atmospheric air pressure, but without the wood-based molded part moisture, especially in the form of water vapor, supply.
  • a basic idea of the invention is, first of all, to stop pursuing the steam injection technique leading to a technological dead end, in which hot steam is forced under pressure into the molded part. Instead, there is a return to the original steam shock technique, in which the steam pulse is automatically on reaching the boiling point.
  • the steam injection technique is inventively improved by the fact that during the pressing process, at least in the baling chamber of the press, the air pressure is greater than the atmospheric pressure of the environment. In other words, the pressing takes place under overpressure, e.g. at 1.5 bar. At such an overpressure, the water evaporates at higher temperatures, for example at 110 ° C.
  • the shot of steam is still automatic, but this time at a higher temperature. In comparison with a running under atmospheric pressure process, the shot of steam may take place at a somewhat later date, but with a correspondingly higher energy content corresponding to the higher boiling temperature.
  • the invention utilizes the dependence of boiling temperature and boiling pressure on each other.
  • 0.5 bar 500 hPa is an increase in Boiling temperature of the water from 100 ° C to about 110 ° C reached.
  • This increases the energy content of the water vapor compared to a process occurring at atmospheric pressure.
  • RTA rule van't-Hoff rule
  • the present invention is based on the consideration of the reaction rate of the curing reactions of the binder To increase that with an equal amount of water vapor we transfer more heat energy. As a result, without the disadvantages of increased internal pressure, a high process temperature can be achieved.
  • the resulting water vapor is the moisture content of the air, which - provided that no dry air is used as a process atmosphere - already contained in the air, as well as the water vapor, which has its origin in the glue water of the outer layers. So is "normal" air used as a process atmosphere, then correspond to the partial pressure conditions in the compression chamber or in the pressure chamber until the time of the steam surge substantially the partial pressure conditions outside the compression chamber or the pressure chamber.
  • the steam pulse results from the water vapor contained in the moist air and from the water vapor, which has its origin in the glue water of the outer layers, as well as from the additionally introduced superheated steam.
  • the introduction of superheated steam is dispensed with.
  • the shot of steam which results when the (elevated) boiling temperature of 110 ° C, for example, contains significantly less moisture and at the same time a higher heat energy, which leads to the above-mentioned advantages.
  • a pressure chamber is provided in which the desired overpressure prevails. Under the atmospheric air pressure is then the pressure prevailing outside of the pressure chamber in the atmosphere, caused by the weight of the air pressure to understand.
  • process air pressure is to be understood the air pressure of the environment in which the pressing takes place. Since the pressing always takes place in a compression space, for example in the press nip arranged between press plates or belts, the process air pressure is in other words the (at least) prevailing in the compression chamber air pressure to which the wood-based molded part to be produced is exposed.
  • the pressing chamber in particular in the form of the press nip, designed to achieve the desired overpressure as a substantially closed pressure chamber.
  • a pressure chamber is provided which encloses adjacent to the actual pressing chamber further parts of the press.
  • the press has a pressure chamber completely surrounding it; the entire press is then inside the pressure chamber.
  • the press has suitable technical devices which are familiar to the person skilled in the art and therefore do not have to be listed in detail here.
  • devices for sealing the press nip are provided, for example, laterally mounted sealing rings, pressure devices, etc.
  • discontinuous working Presses such as single or multi-stage batch presses, are capable of providing lateral sealing surfaces that seal all four sides when the press is closed.
  • a device for generating an overpressure is to be provided. It may be an overpressure container that provides an overpressure of, for example, 0.5 to 10 bar. For this an overpressure can be fed into the pressure chamber via pressure lines.
  • the boiling point of the water can be set to eg 110 ° C to 150 ° C.
  • the inventive method can be used in the production of numerous wood-based molded parts, such as in the production of particleboard, MDF, HDF, OSB, etc. It can be in the wood-based molded parts to individual parts or continuously running through the press Endlosteil , The method can be used both on discontinuous, as well as on continuously operating presses, for example on single or multi-day presses, double belt presses, etc.
  • the wood-base material is chips, fibers, stalls, etc.
  • the heat-curable binder may be, for example, urea, melamine or phenolic resins or mixtures thereof or mixtures of these resins with polymeric diisocyanates (PMDI) or with natural binders, such as tannin and / or lignin resins are used.
  • FIGURE shows a schematic representation of the present invention with reference to a discontinuous Amsterdamtagenpresse 1 with Preßplatten 2 for producing a chipboard.
  • a chipboard 3 wood, wood residues, wood moldings, etc. are first machined in a first process step, ie, the desired optimum chip shape is produced by suitable comminution methods using knife ring chippers, long wood chippers, etc.
  • the chips thus produced are dried until final moisture in the range of 0.5 - 2% are reached. Subsequently, the chips are fractionated, ie divided into sieve fractions.
  • the fourth step of the process involves the scattering of the glued chips by means of wind or throw scattering, by means of which a so-called “chip mat” 4 or a “chip mat” is produced.
  • the smaller and finer cover shavings are arranged at the top and bottom, while the coarser middle shavings are predominantly found in the center of the chip mat 4.
  • the glued chip mat 4 is now fed to the press 1, in which by simultaneous action of heat and pressure compressing the chip mat 4 to the final desired chipboard thickness takes place with simultaneous curing of the thermosetting binder.
  • the chemical reactivities of the binders used in the top and middle layer must be matched to the requirements of the compression reactions.
  • the moisture balance of the chipboard just emerging must be sized so that an optimal curing reaction in the top and middle layer can be done and the chipboard 3 is not in the moment when they leave the press 1 and the external pressing pressure thus eliminated, by too high delaminated internal vapor pressure, ie bursts.
  • the duration of the pressing time is primarily influenced by how fast the binder hardens. This is where the invention begins.
  • the chip mat 4 is fed to the press 1, whose press nip 5 is formed as a pressure chamber.
  • the press nip 5 is connected via pressure lines 6 with a pressure vessel 7, by means of which after the introduction of the chip mat 4 and the closing of the press nip 5 by suitable seals (not shown) an overpressure of 1.5 bar in the nip 5 is generated.
  • Moisture in particular in the form of water vapor, is not fed to the press nip 5 or the chip mat 4.
  • By increasing the process air pressure there is an increase in the boiling temperature within the nip 5.
  • the water vapor produced at 110 ° C carries a much higher energy content, with the result that with the steam shot also significantly more condensation heat in the middle layer the chip mat 4 arrives.
  • the pressing time can be significantly shortened or the feed rate of the press 1 can be significantly increased without the risk that the particle board 3 delaminated when extending from the press 1.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Holzwerkstoff-Formteiles unter Verwendung eines Holzwerkstoffgrundmaterials und eines wärmehärtbaren Bindemittels durch Pressen, wobei zum Aushärten des Bindemittels eine Wärmeübertragung in das Holzwerkstoff-Formteil in Form eines Dampfstoßes erfolgt.
  • Ein solches Verfahren ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus dem US-Patent 4,469,655 . Die Dauer der Preßzeit wird dabei in erster Linie davon beeinflußt, wie schnell das Bindemittel aushärtet. An dem Beispiel einer dreischichtig aufgebauten Holzwerkstoffplatte, die aus einer Mittelschicht, einer oberen und einer unteren Deckschicht besteht, werden nachfolgend die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsansätze beschrieben.
  • Zur Herstellung der Platte wird eine dreischichtig aufgebauten Holzwerkstoffmatte (Vlies), bestehend aus dem Holzwerkstoffgrundmaterial und einem wärmehärtbaren Bindemittel, einer Presse zugeführt. Anschließend findet ein Heißpreßvorgang statt. Das Aushärten des Bindemittels (Leim) in den äußeren Deckschichten erfolgt durch direkte Wärmezufuhr über beheizbare Preßplatten oder -bänder. Aufgrund der in die Platte eingebrachten Wärmeenergie einerseits und der sich in der Platte befindenden Feuchtigkeit andererseits bildet sich in der Platte ein Wasserdampfdruckgefälle aus.
  • Die zum Aushärten der Mittelschicht benötigte Wärmeenergie wird über den sogenannten Dampfstoß in die Platte eingebracht. Hierzu werden die äußeren Preßplatten beispielsweise auf 200° Celsius erhitzt. Beim Pressen wird dann das Wasser (Leimwasser) in den Deckschichten erwärmt und bei Erreichen der Siedetemperatur (100°C), schlagartig in die Dampfphase überführt. Dieser Dampf schießt wegen des Wasserdampfdruckgefälles vertikal von beiden Seiten der Platte in Richtung Plattenmitte. Dieser Vorgang wird als Dampfstoß bezeichnet.
  • Aufgrund des Temperaturgefälles zwischen den Außenseiten der Deckschichten und der Mitte der Mittelschicht (der Temperaturunterschied beträgt beispielsweise 75°C) kondensiert der Dampf in der noch kühlen Mittelschicht. Dabei wird Kondensationswärme freigesetzt, wodurch sich die Temperatur in der Mittelschicht erhöht. Die chemischen Aushärtungsreaktionen in der Mittelschicht laufen schneller ab und es vergeht weniger Zeit, bis das Bindemittel ausgehärtet ist, wodurch sich im Ergebnis die benötigte Preßzeit verkürzt. Dieses Dampfstoß-Prinzip wird bei der Herstellung von zahlreichen Holzwerkstoff-Formteilen eingesetzt, beispielsweise bei der Herstellung von Spanplatten, MDF, OSB etc.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Dampfstoß-Prinzip dadurch zu optimieren, daß der Wasserdampf zuvor erhitzt und als Heißdampf unter Druck in das Holzwerkstoff-Formteil eingeblasen wird. Man spricht dabei auch von der Dampfinjektionstechnik. Hierdurch ist in bedingtem Maße auch eine Verkürzung der Preßzeit möglich.
  • Von Nachteil ist es jedoch, daß bei der Dampfinjektionstechnik auch mehr Wasser in das Innere des Holzwerkstoff-Formteiles gelangt. Wegen des Grundprinzips von Druck und Gegendruck wird bei der Dampfinjektionstechnik der Innendruck in dem Holzwerkstoff-Formteil stark erhöht. Wenn sich die Presse öffnet, muß das Bindemittel im Inneren des Formteils bereits so weit ausgehärtet sein, daß der innere Dampfdruck nicht zu einer Beschädigung (Abplatzen von Teilen) oder Zerstörung des Formteils (Delaminieren) führt. Es wird versucht, diesem Nachteil mit aufwendigen Kühlvorrichtungen zum Kühlen der Formteile nach dem Heißpressen zu begegnen. Dennoch muß die Presse bei der Dampfinjektionstechnik vergleichsweise lange geschlossen bleiben, so daß der zeitliche Vorteil der schnellen Aushärtung des Bindemittels teilweise wieder aufgehoben wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technik zur Herstellung eines Holzwerkstoff-Formteiles bereitzustellen, mit deren Hilfe die Preßzeit ohne die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik verkürzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß vor der Wärmeübertragung in Form eines Dampfstoßes der im Preßraum herrschende Prozeß-Luftdruck gegenüber dem außerhalb des Preßraums herrschenden atmosphärischen Luftdruck erhöht wird, ohne jedoch darüber hinaus dem Holzwerkstoff-Formteil Feuchtigkeit, insbesondere in Form von Wasserdampf, zuzuführen.
  • Eine Grundidee der Erfindung ist es zunächst, die in eine technologische Sackgasse führende Dampfinjektionstechnik, bei der heißer Wasserdampf unter Druck in das Formteil eingepreßt wird, nicht mehr weiterzuverfolgen. Statt dessen erfolgt eine Rückkehr zu der ursprünglichen Dampfstoß-Technik, bei welcher der Dampfstoß selbsttätig bei Erreichen der Siedetemperatur erfolgt. Die Dampfstoß-Technik wird erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß während des Preßvorgangs zumindest im Preßraum der Presse der Luftdruck größer ist als der Atmosphärendruck der Umgebung. Der Preßvorgang findet mit anderen Worten unter Überdruck statt, z.B. bei 1,5 bar. Bei einem solchen Überdruck verdampft das Wasser bei höheren Temperaturen, beispielsweise bei 110°C. Der Dampfstoß erfolgt immer noch selbsttätig, diesmal allerdings bei einer höheren Temperatur. Im Vergleich mit einem unter Atmosphärendruck ablaufenden Verfahren erfolgt der Dampfstoß unter Umständen zwar zu einem etwas späteren Zeitpunkt, jedoch mit einem entsprechend der höheren Siedetemperatur wesentlich höheren Energiegehalt.
  • Die Erfindung macht sich die Abhängigkeit von Siedetemperatur und Siededruck voneinander zu Nutze. Durch eine Druckerhöhung von beispielsweise 0,5 bar = 500 hPa wird eine Erhöhung der Siedetemperatur des Wassers von 100°C auf ungefähr 110°C erreicht. Dadurch erhöht sich der Energiegehalt des Wasserdampfes gegenüber einem bei Atmosphärendruck ablaufenden Verfahren. Bei Einsatz der gleichen Menge Wasser kann mit Hilfe des Dampfstoßes mehr Wärme in das Innere des Holzwerkstoff-Formteils übertragen werden. Dadurch erhöht sich die erreichbare Temperatur in der Mittelschicht. Gemäß der van't-Hoffschen Regel (RGT-Regel), wonach sich die Reaktionsgeschwindigkeit etwa verdoppelt, wenn die Temperatur um 10°C erhöht wird, ergibt sich damit eine deutlich erhöhte Reaktionsgeschwindigkeit für die chemischen Aushärtungsreaktionen des Bindemittels. Im Ergebnis läßt sich die Preßzeit deutlich verkürzen, wobei die Gefahr einer Delaminierung nicht mehr vorhanden ist, da kein zusätzlicher Wasserdampf in das Formteil eingebracht wird.
  • Im Gegensatz zu dem oben geschilderten Stand der Technik, bei dem die in das Holzwerkstoff-Formteil eingebrachte Wärmeenergie im Wesentlichen dadurch erhöht wird, daß die Menge des verwendeten Wasserdampfes vergrößert wird, gründet die vorliegende Erfindung auf der Überlegung, die Reaktionsgeschwindigkeit der Aushärtungsreaktionen des Bindemittels dadurch zu erhöhen, daß mit einer gleichen Menge Wasserdampf mehr Wärmeenergie übertragen wir. Dadurch kann ohne die Nachteile eines erhöhten Innendrucks eine hohe Prozeßtemperatur erreicht werden.
  • Bei dem entstehenden Wasserdampf handelt es sich um diejenigen Feuchtigkeitsanteile der Luft, die - vorausgesetzt, daß keine trockene Luft als Prozeßatmosphäre verwendet wird - ohnehin bereits in der Luft enthalten sind, als auch um den Wasserdampf, der seinen Ursprung in dem Leimwasser der Deckschichten hat. Wird also "normale" Luft als Prozeßatmosphäre eingesetzt, dann entsprechen die Partialdruckverhältnisse im Preßraum bzw. in der Druckkammer bis zum Zeitpunkt des Dampfstoßes im wesentlichen den Partialdruckverhältnissen außerhalb des Preßraumes bzw. der Druckkammer.
  • Folgende Darstellung soll noch einmal den Unterschied zwischen der bekannten Dampfinjektionstechnik und der vorliegenden Erfindung verdeutlichen:
  • Bei der herkömmlichen Dampfinjektionstechnik ergeben sich die Partialdruckverhältnisse aus einer Kombination von (feuchter) Luft einerseits und zusätzlich in das System eingebrachtem überhitzten Wasserdampf andererseits: p gesamt = p Luft + p H 2 ⁢ O
    Figure imgb0001
  • Bei Erreichen der Siedetemperatur von 100°C ergibt sich der Dampfstoß aus dem in der feuchten Luft enthaltenen Wasserdampf sowie aus dem Wasserdampf, der seinen Ursprung in dem Leimwasser der Deckschichten hat, sowie aus dem zusätzlich eingebrachten überhitzten Wasserdampf.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird auf das Einbringen von überhitztem Wasserdampf verzichtet. In der Druckkammer befindet sich nur die übliche Prozeßatmosphäre, in der Regel Luft in üblicher Zusammensetzung (78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, ...). Es folgt: p gesamt = p Luft
    Figure imgb0002
  • Der Dampfstoß, der sich bei Erreichen der (erhöhten) Siedetemperatur von beispielsweise 110°C ergibt, enthält deutlich weniger Feuchtigkeit und zugleich eine höhere Wärmeenergie, was zu den oben geschilderten Vorteilen führt.
  • Da der Preßvorgang unter Überdruck abläuft, ist eine Druckkammer vorgesehen, in welcher der gewünschte Überdruck herrscht. Unter dem atmosphärischen Luftdruck ist dann der außerhalb der Druckkammer in der Atmosphäre herrschende, durch das Gewicht der Luft verursachte Luftdruck zu verstehen. Unter Prozeß-Luftdruck ist hingegen der Luftdruck derjenigen Umgebung zu verstehen, in welcher der Preßvorgang stattfindet. Da der Preßvorgang stets in einem Preßraum stattfindet, beispielsweise in dem zwischen Preßplatten oder -bändern angeordneten Preßspalt, ist der Prozeß-Luftdruck mit anderen Worten der (zumindest) im Preßraum herrschende Luftdruck, dem das herzustellende Holzwerkstoff-Formteil ausgesetzt ist. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Preßraum, insbesondere in Gestalt des Preßspaltes, zum Erreichen des gewünschten Überdrucks als eine im wesentlichen geschlossene Druckkammer ausgeführt. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Druckkammer vorgesehen, die neben dem eigentlichen Preßraum weitere Teile der Presse umschließt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Presse eine sie vollständig umgebende Druckkammer auf; die gesamte Presse befindet sich dann innerhalb der Druckkammer.
  • Die Presse weist hierfür geeignete technische Einrichtungen auf, die dem Fachmann geläufig sind und daher an dieser Stelle nicht im einzelnen aufgeführt werden müssen. Ist beispielsweise der Preßspalt als Druckkammer ausgebildet, so sind Vorrichtungen zum Abdichten des Preßspaltes vorgesehen, z.B. seitlich angebrachte Dichtungsringe, Andruckvorrichtungen etc. Bei diskontinuierlich arbeitenden Pressen, beispielsweise diskontinuierlich arbeitenden Ein - oder Mehretagenpressen, ist es möglich, seitliche Abdichtungsflächen bereitstellen, die beim Schließen der Presse alle vier Seiten abdichten. Neben den baulichen Elementen und Dichtungen zur Abgrenzung der Druckkammer ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Überdrucks bereitzustellen. Dabei kann es sich um einen Überdruckbehälter handeln, der einen Überdruck von beispielsweise 0,5 bis 10 bar bereitstellt. Aus diesem kann über Druckleitungen ein Überdruck in die Druckkammer eingespeist wird. So kann der Siedepunkt des Wassers auf z.B. 110°C bis 150°C eingestellt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei der Herstellung von zahlreichen Holzwerkstoff-Formteilen einsetzbar, so beispielsweise bei der Herstellung von Spanplatten, MDF, HDF, OSB etc. Dabei kann es sich bei den Holzwerkstoff-Formteilen um Einzelteile oder um ein kontinuierlich durch die Presse laufendes Endlosteil handeln. Das Verfahren kann sowohl auf diskontinuierlich, als auch auf kontinuierlich arbeitenden Pressen eingesetzt werden, beispielsweise auf Ein- oder Mehretagenpressen, Doppelbandpressen usw.
  • Je nachdem, welche Art von Holzwerkstoff-Formteilen hergestellt werden soll, handelt es sich bei dem Holzwerkstoffgrundmaterial um Späne, Fasern, Stands usw. Als wärmehärtbaren Bindemittel können beispielsweise Harnstoff-, Melamin- oder Phenolharze bzw. Mischungen daraus oder Mischungen dieser Harze mit polymeren Diisocyanaten (PMDI) oder mit natürlichen Bindemitteln, wie Tannin- und/oder Ligninharzen zum Einsatz kommen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung anhand einer diskontinuierlich arbeitenden Einetagenpresse 1 mit Preßplatten 2 zur Herstellung einer Spanplatte 3.
  • Im Falle einer Spanplatte 3 werden in einem ersten Verfahrensschritt zuerst Holz, Holzreste, Holzformteile etc. zerspant, d.h. es wird durch geeignete Zerkleinerungsverfahren unter Anwendung von Messerringzerspanern, Langholzzerspanern etc. die gewünschte optimale Spanform hergestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt werden die so erzeugten Späne getrocknet, bis Endfeuchten im Bereich von 0,5 - 2% erreicht sind. Anschließend werden die Späne fraktioniert, d.h. in Siebfraktionen aufgeteilt. Danach erfolgt die separate Beleimung der sog. "Deck- und Mittelschichtspäne" mit wärmehärtbaren Harzen, vornehmlich Harnstoff-, Melamin- oder Phenolharzen bzw. Mischungen daraus bzw. mit polymeren Diisocyanaten (PMDI) oder auch mit natürlichen Bindemitteln wie Tannin- und/oder Ligninharzen. Nach Zerspanung, Trocknung und Beleimung erfolgt als vierter Verfahrensschritt die Streuung der beleimten Späne mittels Wind- oder Wurfstreuung, durch welche eine sogenannte "Spanmatte" 4 bzw. ein "Spanvlies" erzeugt wird. Über die Vlieshöhe betrachtet sind oben und unten vornehmlich die kleineren bzw. feineren Deckschichtspäne angeordnet, während sich die gröberen Mittelschichtspäne vornehmlich in der Mitte der Spanmatte 4 wiederfinden. In dieser Anordnung wird die beleimte Spanmatte 4 nun der Presse 1 zugeführt, in welcher durch gleichzeitige Einwirkung von Hitze und Druck ein Komprimieren der Spanmatte 4 bis zur endgültigen gewünschten Spanplattendicke erfolgt bei gleichzeitigem Aushärten des wärmehärtbaren Bindemittels.
  • Die chemische Reaktivitäten der in der Deck- und Mittelschicht eingesetzten Bindemittel (UF, MF, PF, MUF, PMDI etc.) müssen dabei auf die Erfordernisse der Verdichtungsreaktionen abgestimmt sein. Umgekehrt muß auch der Feuchtigkeitshaushalt der gerade entstehenden Spanplatte genau so bemessen sein, daß eine optimale Aushärtungsreaktion in Deck- und Mittelschicht erfolgen kann und die Spanplatte 3 nicht in dem Moment, wenn sie die Presse 1 verläßt und der äußere Preßdruck somit wegfällt, durch zu hohen inneren Dampfdruck delaminiert, d.h. zerplatzt. Die Dauer der Preßzeit wird dabei in erster Linie davon beeinflußt, wie schnell das Bindemittel aushärtet. Hier setzt nun die Erfindung an.
  • Die Spanmatte 4 wird der Presse 1 zugeführt, deren Preßspalt 5 als Druckkammer ausgebildet ist. Der Preßspalt 5 ist über Druckleitungen 6 mit einem Überdruckbehälter 7 verbunden, mit dessen Hilfe nach dem Einbringen der Spanmatte 4 und dem Verschließen des Preßspaltes 5 durch geeignete Dichtungen (nicht abgebildet) einen Überdruck von 1,5 bar in dem Preßspalt 5 erzeugt wird. Feuchtigkeit, insbesondere in Form von Wasserdampf, wird dem Preßspalt 5 bzw. der Spanmatte 4 nicht zugeführt. Durch die Erhöhung des Prozeß-Luftdruckes kommt es zu einer Erhöhung der Siedetemperatur innerhalb des Preßspaltes 5. Der bei 110°C entstehende Wasserdampf trägt einen deutlich höheren Energieinhalt mit sich, mit der Folge, daß mit dem Dampfstoß auch entsprechend deutlich mehr Kondensationswärme in der Mittelschicht der Spanmatte 4 ankommt. Dies führt wiederum dazu, daß die Aushärtungsreaktionen des Bindemittels in der Mittelschicht deutlich schneller ablaufen. Somit wird in der Mittelschicht deutlich schneller eine ausreichende Festigkeit erreicht. Damit kann die Preßzeit deutlich verkürzt bzw. die Vorschubgeschwindigkeit der Presse 1 deutlich erhöht werden, ohne daß Gefahr besteht, daß die Spanplatte 3 beim Ausfahren aus der Presse 1 delaminiert.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Presse
    2
    Preßplatte
    3
    Spanplatte
    4
    Spanmatte
    5
    Preßspalt
    6
    Druckleitung
    7
    Überdruckbehälter

Claims (3)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Holzwerkstoff-Formteiles (3) unter Verwendung eines Holzwerkstoffgrundmaterials und eines wärmehärtbaren Bindemittels durch Pressen, wobei zum Aushärten des Bindemittels eine Wärmeübertragung in das Holzwerkstoff-Formteil in Form eines Dampfstoßes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Wärmeübertragung in Form eines Dampfstoßes der im Preßraum (5) herrschende Prozeß-Luftdruck gegenüber dem außerhalb des Preßraums (5) herrschenden atmosphärischen Luftdruck erhöht wird, ohne jedoch darüber hinaus dem Holzwerkstoff-Formteil Feuchtigkeit, insbesondere in Form von Wasserdampf, zuzuführen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partialdruckverhältnisse im Preßraum (5) bis zum Zeitpunkt des Dampfstoßes im wesentlichen den Partialdruckverhältnissen außerhalb des Preßraumes (5) entsprechen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß-Luftdruck wenigstens 0,5 bar über dem atmosphärischen Luftdruck liegt.
EP09757262A 2008-06-02 2009-06-02 Verfahren zur herstellung eines holzwerkstoff-formteiles Not-in-force EP2293908B1 (de)

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