EP3189951A1 - Verfahren zum herstellen einer holzwerkstoffplatte und holzwerkstoffplatten-herstellvorrichtung - Google Patents

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EP3189951A1
EP3189951A1 EP16203875.6A EP16203875A EP3189951A1 EP 3189951 A1 EP3189951 A1 EP 3189951A1 EP 16203875 A EP16203875 A EP 16203875A EP 3189951 A1 EP3189951 A1 EP 3189951A1
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EP
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liquid
wood
substrate
inhomogeneity
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EP16203875.6A
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Daniel Sperlich
Andreas Richter
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Swiss Krono Tec AG
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Swiss Krono Tec AG
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    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/18—Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off
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    • B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity
    • B27N7/005—Coating boards, e.g. with a finishing or decorating layer

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a wood-based panel, comprising the steps of (a) producing the substrate and (b) applying a liquid to an application area of the substrate by means of an application device.
  • the invention relates to a method for producing a wood-based panel, in particular an MDF or HDF board, or a floor panel.
  • the invention relates to a wood-based panel manufacturing apparatus, which is designed for producing a wood-based panel, in particular an MDF or HDF board, or a floor panel, with (a) a substrate-producing device for producing a substrate and (b) a Applicator for applying a liquid to an application area of the substrate.
  • a fiber cake is strewn, which consists of glue-glued wood fibers or wood fibers and glue.
  • This substrate is provided with a liquid and then pressed to a wood-based panel. It is important that the liquid is applied as evenly as possible to the substrate.
  • the application is sputtering.
  • the resulting mist is optically analyzed by directing light on the fog and viewing the scattered light. That is comparatively complex and not very accurate.
  • a liquid in the form of a liquid resin is applied to a substrate in the form of wood-based panel, then placed a paper layer on the wood-based panel and then both in a press under such high pressure and high temperature compresses that the resin melts and firmly connects the paper layer with the wood-based panel.
  • a firm connection between the paper layer and the wood-based panel is an important quality criterion, since too weak a connection between the two can lead to bubbles. To avoid this, it must also be ensured in this stage of the process that as uniform a layer of liquid as possible is applied to the substrate.
  • a spatially resolved infrared spectroscopic measurement of the content of powdery resin in a plant fiber plate is in JP 2015-169569 described.
  • WO 92/01540 discloses a method in which a liquid is applied inhomogeneous to the material to be cured and / or a temperature gradient to compensate for the inhomogeneity in the curing with microwaves.
  • the temperature is recorded by means of a thermocamera, the humidity by absorption or reflectivity infrared spectroscopy, which is complex and not very robust.
  • the invention has for its object to improve the application of a liquid to a substrate.
  • the invention solves the problem by a generic method, which comprises the step of monitoring the application of the liquid by means of an infrared camera so that an inhomogeneity of the application can be detected.
  • the invention solves the problem by a generic wood-based panel manufacturing apparatus having an infrared camera formed to automatically receive at least a portion of the application area.
  • the infrared camera is arranged and designed so that an inhomogeneity of the application of the liquid can be detected.
  • An advantage of the invention is that the inhomogeneity of the applied liquid can be monitored by simple technical means. It has been found that the mist which preferably develops during application is very fine, so that it is recognizable, in particular in the backlight or when the light comes from the side, however, that this optical detection of the mist distribution is complicated and can hardly be automated. In contrast, can be quickly detected by means of an infrared camera, for example, when an application nozzle is clogged, since that changes the effect caused by the application of the liquid temperature change in the application area.
  • the temperature distribution of the substrate in the application region is a reliable and yet easily detectable measure of the inhomogeneity with which the liquid is applied.
  • the process control of the application can be automated with comparatively simple means.
  • the spatial temperature distribution optionally as a function of time, automatically detected and compared with a desired temperature distribution. If the deviation between the two is too large, this indicates an error during the application of the liquid and a warning signal can be issued.
  • the substrate is understood in particular to mean an object constructed of wood fibers which has either already been pressed or is pressed in the further process.
  • the substrate is a fibrous cake according to a preferred embodiment.
  • the substrate is an endless substrate that is manufactured continuously.
  • a fiber cake is thus in particular an object which is produced by continuous or discontinuous scattering of wood fibers which may be mixed with glue.
  • the pressing of this fiber cake results in a wood-based panel.
  • a floor panel is produced as part of a likewise inventive method.
  • An infrared camera is understood to mean a camera which is designed to record infrared radiation, so that it is possible to make a statement about temperature differences in the recorded image. Of course, it is possible that the infrared camera can also process visible light. The camera can then electrically remove signals from visible light.
  • the application area is within the field of view of the infrared camera. Preferably, an area in the material flow direction before the application area is in the field of view.
  • the application region is understood in particular to be that region of the substrate to which the liquid is or has been applied.
  • the application region can be differentiated into a deposition region in which the liquid content of the substrate increases, and an outlet region, which lies downstream of the deposition region in the material flow direction and ends in front of any existing press.
  • the application can be, for example, atomization, atomization or misting.
  • a mist is produced from the liquid by compressing the liquid with a carrier gas and releasing it suddenly by means of a nozzle.
  • the energy to form the mist comes from the carrier gas.
  • the liquid is pressed through a nozzle without carrier gas, the energy for forming the mist comes from the pressure energy of the liquid.
  • the energy for forming the mist is applied by a rigid component, for example a rotating or ultrasonically charged component.
  • the infrared camera automatically records a sequence of images, by means of which it can be judged how homogeneously the liquid is applied.
  • the temperature of the substrate is measured spatially resolved.
  • the monitoring of the application by means of an infrared camera by detecting an inhomogeneity of the Applying on the basis of a caused by the application of the liquid temperature change.
  • the temperature inhomogeneity is determined and determines the inhomogeneity of the applied liquid.
  • the method is carried out in such a way that the most homogeneous possible application is achieved.
  • At least part of the application area is received by means of the infrared camera, in particular over the full width of the substrate.
  • the width is the extent perpendicular to the material flow direction.
  • the automatic picking up of at least the part of the application area takes place continuously, that is to say at regular time intervals.
  • the automatic recording takes place at least every 5 seconds or more frequently. In this way, errors in applying the liquid can be quickly detected and corrected.
  • the application device is also recorded by means of the infrared camera. This has the advantage that, for example, not properly functioning application nozzles can be quickly identified as defective.
  • a temperature change of the substrate surface is effected by the application of the liquid. This can be done, for example, that the ambient humidity and the ambient air temperature in the environment are chosen so that the evaporative cooling leads to temperature change.
  • the liquid may have a temperature that differs from the ambient air temperature. It is particularly favorable if the temperature of the liquid is lower than the ambient air temperature, since the evaporation coldensens the temperature difference.
  • the monitoring is passive. This means that no additional energy is applied to the substrate for measuring the infrared radiation by means of the infrared camera.
  • the heat information of the infrared camera is used to detect the inhomogeneity, but no infrared spectroscopy is performed.
  • the substrate is a fiber cake and after the application of the liquid, the fiber cake is pressed by means of a, in particular heated, hot press to a wood-based panel.
  • a hot press is understood to mean a press that heats the substrate, in particular the fiber cake, by having a higher temperature than the fiber cake.
  • the substrate is therefore heated by conduction from the hot press into the substrate.
  • a hot press is not heated by means of microwaves.
  • the hot press is heated by means of a heat transfer medium, in particular a thermal oil.
  • the hot press is preferably a belt press, in particular a double belt press. In double-belt presses, the substrate is pressed between two rotating press plates. In particular, at least one of the press plates is heated.
  • the fiber cake in particular in the sprayed area, preferably has a thickness of at least 10 millimeters, at most 150 millimeters. Wood-based panels made of this have a thickness of 4 to 15 millimeters. The fiber cake is at least preferably at least 20 times as wide as high.
  • the substrate preferably has a substrate temperature in the material flow direction in front of the application device, the liquid having a liquid temperature during application which differs by at least 5 Kelvin, in particular at least 10 Kelvin, from the substrate temperature. If the substrate does not have the same temperature over its full width perpendicular to the material flow direction, then below the substrate temperature is the mean of the local temperatures meant, in particular the arithmetic mean.
  • the substrate temperature relates in particular to the area immediately before the deposition area, in particular the area at a distance of at most 1 m before the deposition area.
  • the substrate temperature it is possible, but not necessary, for the substrate temperature to be absolute or known in one unit of temperature. It is sufficient that the temperature difference between substrate temperature and liquid temperature can be determined. It is possible, but not necessary, for this temperature difference to be known in the form of a temperature unit, for example in degrees Celsius, Kelvin or Fahrenheit. In particular, it is also possible that the temperature or the temperature difference is coded by an electrical signal. All that is decisive is that temporal and / or spatial temperature differences can be detected so that it is possible to decide whether the inhomogeneity of the application has changed.
  • the temperature of the liquid is measured, but this is not necessary.
  • the liquid may also have ambient temperature while the substrate has a higher temperature than the environment.
  • liquid temperature is lower than the substrate temperature.
  • evaporative coldness which develops when parts of the liquid evaporate, can increase the contrast.
  • the method comprises the steps of a continuous automatic detection of an inhomogeneity parameter which describes an inhomogeneity of the order, ie the result of the application to liquid.
  • the method includes the step of outputting a signal if the inhomogeneity parameter deviates from a predetermined desired value by more than a predetermined threshold.
  • the inhomogeneity parameter is minimal when the liquid is ideally homogeneously applied. The more inhomogeneous the order of the liquid is, the greater the inhomogeneity parameter becomes.
  • the inhomogeneity parameter can also be maximal when there is an ideally homogeneous distribution and sink, when the order of synthetic resin becomes inhomogeneous.
  • Detecting the inhomogeneity parameter includes taking pictures using the infrared camera and evaluating them.
  • the inhomogeneity parameter can also be maximum, if the liquid is ideally homogeneously applied and smaller, the more inhomogeneous the order of the liquid is.
  • the output signal is possible, but not necessary, for the output signal to be perceived by humans.
  • the signal is an electrical and / or optical signal.
  • the signal is preferably forwarded to a control device of the wood-based panel manufacturing device.
  • the inhomogeneity parameter is an application area temperature difference within the application area, especially the exit area.
  • the application area temperature difference is understood to mean the maximum temperature difference between two points or groups of points of the application area.
  • the inhomogeneity parameter may describe a temperature variance within the application area and / or a proportion of the points outside of a predetermined temperature interval, for example around the arithmetic mean.
  • the method according to the invention comprises the step of automatically picking up the outlet area with the infrared camera. It is favorable if the inhomogeneity parameter also describes a discharge range temperature difference which characterizes temporal and / or spatial temperature differences in the discharge region.
  • the production of the substrate comprises spreading glued wood fibers into a fiber cake, wherein the liquid is applied to the fiber cake after spreading and wherein the fiber cake is pressed after the application of the liquid to a wood material board.
  • the production of the substrate comprises spreading glued wood fibers into a fiber cake, wherein the liquid is applied to the fiber cake after spreading and wherein the fiber cake is pressed after the application of the liquid to a wood material board.
  • the liquid then comprises at least 50 percent by weight, in particular 75 percent by weight, of water. It is advantageous if the liquid contains a surfactant to improve the wetting of the substrate.
  • the liquid contains 1.5 to 4 percent by weight of polyol and 1 to 7 percent by weight of anionic surfactants, ie one or more surfactants. It is favorable if the liquid contains at most 1% of nonionic surfactants.
  • the application is sputtering, spraying or atomizing.
  • the application is carried out by means of at least three application elements, in particular nozzles, wherein the monitoring of the application comprises detecting a functioning of the application elements based on the spray pattern, which is received by the infrared camera.
  • areas of the wood-based panel for which the inhomogeneity of the liquid application is too large are discarded. This can be done, for example, by marking these areas visibly or invisibly. For example, only such wood-based panels or raw wood-based panels are provided with a paper layer for which the liquid was sufficiently homogeneous. In particular, those areas are discarded for which the inhomogeneity parameter is greater than the predetermined threshold value.
  • the invention is not limited to the moistening of the fiber cake, but can for example also be used in a method for producing a floor panel.
  • the production of the substrate preferably comprises a spreading of glued wood fibers to a fiber cake and a pressing of the fiber cake to a raw wood material board.
  • the liquid in particular in the form of liquid synthetic resin, is preferably applied to a press skin, in particular an uncut press skin, of the pressed raw wood-based panel. It has been found that a preferably subsequently applied paper layer adheres particularly well. This creates a wood-based panel in the form of a floor panel blank.
  • the pressing is preferably carried out by means of a short-cycle press.
  • raw wood-based panel is merely intended to express that this wood-based panel is usually processed further, and in terms of content means the same as the term wood-based panel. In other words, for reasons of clarity, it should only be avoided to use the same designation of the wood-based panel for different processing stages on the way to the (finished) wood-based panel.
  • raw wood-based panel is used for methods in which liquid is applied to a substrate in the form of a compressed fiber cake. It should be noted that the raw wood-based panel is also a wood-based panel.
  • the liquid is then a liquid synthetic resin, in particular a melamine resin, a urea resin or a mixture of a melamine resin and a resinous resin.
  • a liquid synthetic resin in particular a melamine resin, a urea resin or a mixture of a melamine resin and a resinous resin.
  • the application is for example a rolling, spraying or spraying.
  • liquid synthetic resin per square meter of substrate.
  • the amount of synthetic resin applied per square meter of substrate is preferably less than 100 g, in particular less than 50 g, preferably less than 25 g.
  • an active drying is dispensable.
  • more than 100 g per square meter of liquid synthetic resin are applied, but then the fiber cake is preferably dried actively after application.
  • the method comprises the steps of applying at least one paper layer, which may be impregnated with a synthetic resin and is preferably a decorative paper, to a top side / a bottom side of the raw wood-based panel, so that a paper-coated wood-based panel is formed, and a pressing of the paper-coated wood-based panel, so melts the resin and the paper layer connects to the raw wood-based panel, wherein the liquid resin applied before applying the paper layer becomes. In this way, the paper layer connects to form a laminate with the plate.
  • at least one paper layer which may be impregnated with a synthetic resin and is preferably a decorative paper
  • the method comprises the steps of applying an overlay paper layer, which is preferably a layer of decorative paper. This is preferably done after applying the paper layer. It is also beneficial if a wear protection layer is applied to the paper layer or the overlay paper layer.
  • an overlay paper layer which is preferably a layer of decorative paper.
  • the wood-based panel is cut.
  • a floor panel can be created.
  • a floor panels preferably grooves and / or springs are introduced into the edge region. Therefore, a method for producing a floor panel according to the invention is also.
  • a wood-based panel manufacturing apparatus is preferably designed for carrying out a method according to the invention.
  • a wood-based panel manufacturing device preferably comprises an inhomogeneity monitoring device which has the infrared camera.
  • the inhomogeneity monitor is preferably arranged for continuously automatically detecting the inhomogeneity parameter. It is favorable if it is additionally designed to automatically output a signal if the inhomogeneity parameter deviates from a desired value by more than a predetermined threshold value.
  • the application device has a first application system for applying the liquid and a second application system for applying the liquid (16), which is arranged redundantly to the first application system.
  • the first application system preferably has at least three application elements, in particular nozzles and the second application system, at least three application elements, in particular nozzles, wherein at least the first application system is designed to be movable, in particular hinged, such that at least one nozzle is interchangeable during operation of the particleboard production device.
  • the wood-based panel manufacturing apparatus has a controller connected to the inhomogeneity monitor and configured to automatically turn on the second application system and shut down the first application system when the inhomogeneity parameter deviates from the predetermined desired value by more than the predetermined threshold.
  • a wood-based panel manufacturing apparatus which is designed for producing a wood-based panel, in particular an MDF or HDF panel, with (a) a substrate-manufacturing apparatus in the form of a fiber-pie-manufacturing apparatus for producing a substrate in the form of a fiber cake and ( b) an application device for applying a liquid to an application region of the fiber cake, characterized by (c) an infrared camera, which is designed to automatically pick up at least part of the application region, so that an inhomogeneity of the application can be detected.
  • This wood-based panel manufacturing apparatus preferably comprises a hot press for pressing the fiber cake into a raw wood-based panel or fiberboard, for example, an MDF panel, or, preferably, an HDF panel.
  • a wood-based panel manufacturing apparatus which is designed for producing a wood-based panel, in particular an MDF or HDF panel or a floor panel, with (a) a substrate-producing apparatus for producing a wood-based panel by pressing a fiber cake and (b) a An application device for applying a liquid to an application region of the wood-based panel, characterized by (c) an infrared camera, which is designed for automatically picking up at least part of the application region, so that an inhomogeneity of the application can be detected.
  • an infrared camera which is designed for automatically picking up at least part of the application region, so that an inhomogeneity of the application can be detected.
  • control device of the wood-based panel manufacturing device is designed for automatic control a discharge device, so that the discharge device ejects such substrates, in the production of the inhomogeneity parameter has deviated from the predetermined target value by more than the predetermined threshold value.
  • the control device is designed to automatically mark such substrates, in the production of which the inhomogeneity parameter has deviated from the predetermined desired value by more than the predetermined threshold value, with a marking which codes this fact.
  • these substrates can be used for products to which lower demands are made.
  • This marking can be effected by applying a perceptible marking, for example an alphanumeric coding, to the substrate.
  • data it is also possible for data to be stored in the control device on the basis of which it can be established for each section of the substrate whether or not the inhomogeneity parameter has deviated from the predefined setpoint value by more than the predetermined threshold value.
  • FIG. 1 1 schematically shows a wood-based panel manufacturing apparatus 10 having a substrate manufacturing apparatus 12 and an applicator 14 for applying a liquid 16 to a substrate 18.
  • the substrate 18 is a fiber cake at this point and is produced by the substrate manufacturing apparatus 12 by spreading a sized wood fiber on a conveyor 20.
  • the wood-based panel manufacturing device 10 comprises an infrared camera 22, in whose field of view 23 an application region 24 is located.
  • the application region 24 is the region of the substrate 18 that is wetted with liquid 16.
  • a press 26 is arranged, which presses the fiber cake 18 to a raw wood material board 27.
  • a cutting device may be present, which cuts the resulting raw wood board 27 and stratified in a warehouse. These devices are in FIG. 1 Not shown. In this way, wood-based panels are obtained, which have a temporally and spatially constant quality.
  • the raw wood-based panel 27 is further processed into a floor panel 29.
  • the corresponding inventive Method is explained below.
  • the substrate 18, this time in the form of the raw wood-based panel 27, is wetted by a second applicator 14.2 with a second liquid 16.2 in the form of a liquid synthetic resin. This application of the liquid 16.2 is detected by a second infrared camera 22.2.
  • a paper laying device 28 is arranged, which hangs a paper layer at least on top of the wood material board 27.
  • a connection profile such as a groove and / or a spring in the Edge region of the wood-based panel 27 introduced so that a floor panel is created.
  • FIG. 2 shows a detailed schematic detail view of the wood-based panel manufacturing apparatus 10. It can be seen that the applicator 14 a liquid container 34, a pump 36 for pumping a mixture of the liquid 16 and air and a plurality of nozzles 38.1, 38.2, .. ., 38.8.
  • the liquid 16 is surfactant-containing water. When the substrate 18 passes through the press 26, the water evaporates.
  • the liquid 16 has a liquid temperature T 16 , which differs from a substrate temperature T 42 in a flow region 42, wherein the flow region 42 is located in the material flow direction M in front of the application region 24.
  • FIG. 3 shows an image B taken with the infrared camera 22. It can be seen that the lead region 42 is warmer than the application region 24.
  • the infrared camera 22 (see FIG. FIG. 2 ) continuously takes such images B, for example, five images or more per second. Within the application area 24 a measuring range A is fixed.
  • the infrared camera 22 is part of an inhomogeneity monitoring device 44, which additionally comprises an evaluation unit 46.
  • the evaluation unit 46 is designed to automatically determine an inhomogeneity parameter P, which is calculated, for example, in the manner determined below.
  • the respective temperature T is determined.
  • This warning signal can be, for example, an acoustic and / or visual signal, which signals to an operator of the wood-based panel manufacturing device 10 that there may possibly be a malfunction.
  • the wood-based panel manufacturing apparatus 10 may include a redundant auxiliary applicator 48, which may be incorporated in FIG FIG. 2 indicated by dashed lines. If the inhomogeneity parameter P deviates too much from the target value S, the wood-based panel manufacturing apparatus 10 automatically switches to the auxiliary application apparatus 48 so that the application apparatus 14 can be repaired and / or cleaned.
  • the FIG. 1 shows that the application device 14 has a first application system 15.1 and a second application system 15.2, which is arranged with respect to a material flow direction M behind the first application system 15.1.
  • the second application system 15.2 is designed to be redundant with respect to the first application system 15.1, that is to say that it is dispensable as long as the first application system 15.1 functions.
  • the first application system 15.1 has at least three, in the present case namely four nozzles 38.1, 38.2, 38.3 and 38.4.
  • the second application system 15.2 has at least three, in this case four nozzles.
  • the further application systems 15.1 and 15.2 can be brought into an active position, as for the first application system 15.1 is shown.
  • the application systems 15.1, 15.2 can also be brought into a maintenance position, as shown for the second application system 15.2. In this condition, the nozzles can be cleaned or replaced during the production process.
  • the application systems are designed for folding away. But it is also possible that the application systems are for example slidably mounted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, mit den Schritten: (a) Herstellen eines Substrats (S) und (b) Aufbringen einer Flüssigkeit (16) auf einen Aufbringbereich (24) des Substrats (S) mittels einer Aufbringvorrichtung (14). Erfindungsgemäß ist der Schritt des Überwachens des Aufbringens mittels einer Infrarot-Kamera (22) durch Erfassen einer Inhomogenität des Aufbringens anhand einer durch das Aufbringen der Flüssigkeit (16) bewirkten Temperaturänderung vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, mit den Schritten (a) Herstellen des Substrats und (b) Aufbringen einer Flüssigkeit auf einen Aufbringbereich des Substrats mittels einer Aufbringvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, insbesondere einer MDF- oder HDF-Platte, oder eines Fußbodenpaneels.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung, die ausgebildet ist zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, insbesondere einer MDF- oder HDF-Platte, oder eines Fußbodenpaneels, mit (a) einer Substrat-Herstellvorrichtung zum Herstellen eines Substrats und (b) einer Aufbringvorrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf einen Aufbringbereich des Substrats.
  • Beim Herstellen von Holzwerkstoffplatten, beispielsweise für Fußbodenpaneele, wird ein Faserkuchen gestreut, der aus mit Klebstoff geleimten Holzfasern oder aus Holzfasern und Leim besteht. Dieses Substrat wird mit einer Flüssigkeit versehen und danach zu einer Holzwerkstoffplatte verpresst. Es ist dabei wichtig, dass die Flüssigkeit möglichst gleichmäßig auf das Substrat aufgetragen wird.
  • Es ist möglich und stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, dass das Aufbringen ein Zerstäuben ist. Bei einem solchen Verfahren wird bislang der entstehende Nebel optisch analysiert, indem Licht auf den Nebel gerichtet und das Streulicht betrachtet wird. Das ist vergleichsweise aufwändig und wenig genau.
  • Im Herstellungsprozess für Fußbodenpaneele wird zudem oft eine Flüssigkeit in Form eines flüssigen Kunstharzes auf ein Substrat in Form der Holzwerkstoffplatte aufgebracht, dann eine Papierlage auf die Holzwerkstoffplatte aufgelegt und beides anschließend in einer Presse unter so hohem Druck und so hoher Temperatur verpresst, dass das Harz aufschmilzt und die Papierlage mit der Holzwerkstoffplatte fest verbindet. Eine feste Verbindung zwischen der Papierlage und der Holzwerkstoffplatte ist ein wichtiges Qualitätskriterium, da eine zu schwache Verbindung zwischen beiden zu Blasen führen kann. Um das zu vermeiden, muss auch in diesem Verfahrensstadium sichergestellt werden, dass eine möglichst gleichmäßige Schicht an Flüssigkeit auf das Substrat aufgebracht wird.
  • Aus der US 2009/0188642 A1 ist bekannt, die Feuchtigkeit in einer Holzwerkstoffplatte per Infrarotspektroskopie zu messen. Eine solche Messung kann kleinräumige Inhomogenitäten beim Aufbringen nicht erfassen.
  • Eine ortsaufgelöste infrarotspektroskopische Messung des Gehalts an pulverförmigem Harz in einer Pflanzenfaserplatte ist in der JP 2015-169569 beschrieben.
  • In der WO 92/01540 ist ein Verfahren offenbart, bei dem eine Flüssigkeit inhomogen auf auszuhärtendes Material und/oder ein Temperaturgradient aufgebracht wird, um die Inhomogenität bei der Aushärtung mit Mikrowellen zu kompensieren. Die Temperatur wird mittels Thermokamera erfasst, die Feuchtigkeit durch Absorptions- oder Reflektivitäts-Infrarotspektroskopie, was aufwändig und wenig robust ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Aufbringen einer Flüssigkeit auf ein Substrat zu verbessern.
  • Die Erfindung löst das Problem durch ein gattungsgemäßes Verfahren, das den Schritt des Überwachens des Aufbringens der Flüssigkeit mittels einer Infrarot-Kamera, sodass eine Inhomogenität des Aufbringens erfassbar ist, aufweist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch eine gattungsgemäße Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung, die eine Infrarot-Kamera aufweist, die ausbildet ist zum automatischen Aufnehmen zumindest eines Teils des Aufbringbereichs. Insbesondere ist die Infrarot-Kamera so angeordnet und ausgebildet, dass eine Inhomogenität des Aufbringens der Flüssigkeit erfassbar ist.
  • Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Inhomogenität der aufgebrachten Flüssigkeit mit einfachen technischen Mitteln überwachbar ist. Es hat sich herausgestellt, dass der beim Aufbringen vorzugsweise entstehende Nebel sehr fein ist, sodass er zwar erkennbar ist, insbesondere im Gegenlicht oder wenn das Licht von der Seite kommt, dass diese optische Erkennung der Nebelverteilung jedoch aufwändig ist und sich kaum automatisieren lässt. Demgegenüber kann mittels einer Infrarot-Kamera schnell erkannt werden, wenn beispielsweise eine Aufbringdüse verstopft ist, da das die durch das Aufbringen der Flüssigkeit bewirkte Temperaturänderung im Aufbringbereich ändert.
  • In anderen Worten ist die Temperaturverteilung des Substrats im Aufbringbereich ein zuverlässiges und dennoch leicht erfassbares Maß für die Inhomogenität, mit der die Flüssigkeit aufgebracht wird.
  • Es ist ein weiterer Vorteil, dass die Prozesskontrolle des Aufbringens mit vergleichsweise einfachen Mitteln automatisiert werden kann. So kann die räumliche Temperaturverteilung, gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Zeit, automatisch erfasst und mit einer Soll-Temperaturverteilung verglichen werden. Wird die Abweichung zwischen den beiden zu groß, deutet dies auf einen Fehler beim Aufbringen der Flüssigkeit hin und es kann ein Warnsignal ausgegeben werden.
  • Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Substrat insbesondere ein aus Holzfasern aufgebautes Objekt verstanden, das entweder bereits verpresst wurde oder im weiteren Verfahren verpresst wird. Das Substrat ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Faserkuchen. Vorzugsweise ist das Substrat ein Endlos-Substrat, das kontinuierlich hergestellt wird.
  • Ein Faserkuchen ist damit insbesondere ein Objekt, das durch kontinuierliches oder diskontinuierliches Streuen von Holzfasern, die mit Leim vermengt sein können, hergestellt ist. Das Verpressen dieses Faserkuchens ergibt eine Holzwerkstoffplatte. Aus der Holzwerkstoffplatte wird im Rahmen eines ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahrens ein Fußbodenpaneel hergestellt.
  • Unter einer Infrarot-Kamera wird eine Kamera verstanden, die ausgebildet ist zum Aufnehmen von Infrarot-Strahlung, sodass eine Aussage über Temperaturunterschiede im aufgenommenen Bild gemacht werden kann. Selbstverständlich ist es möglich, dass die Infrarot-Kamera zudem auch sichtbares Licht verarbeiten kann. Die Kamera kann dann von sichtbarem Licht kommende Signale elektrisch entfernen. Der Aufbringbereich liegt im Sichtfeld der Infrarot-Kamera. Vorzugsweise liegt auch ein Bereich in Materialflussrichtung vor dem Aufbringbereich im Sichtfeld.
  • Unter dem Aufbringbereich wird insbesondere derjenige Bereich des Substrats verstanden, auf den die Flüssigkeit aufgebracht wird oder wurde. Der Aufbringbereich kann unterschieden werden in einen Abscheidebereich, in dem der Flüssigkeitsgehalt des Substrats steigt, und einem Auslaufbereich, der in Materialflussrichtung hinter dem Abscheidebereich liegt und vor einer etwaig vorhandenen Presse endet.
  • Das Aufbringen kann beispielsweise ein Zerstäuben, Verdüsen oder Vernebeln sein. Beim Zerstäuben wird aus der Flüssigkeit ein Nebel erzeugt, indem die Flüssigkeit mit einem Trägergas komprimiert und schlagartig mittels einer Düse entspannt wird. Die Energie zur Bildung des Nebels stammt aus dem Trägergas. Beim Verdüsen wird die Flüssigkeit ohne Trägergas durch eine Düse gepresst, die Energie zur Bildung des Nebels entstammt der Druckenergie der Flüssigkeit. Beim Vernebeln wird die Energie zur Bildung des Nebels von einem starren Bauteil aufgebracht, beispielsweise einem rotierenden oder mit Ultraschallfrequenz beaufschlagten Bauteil.
  • Unter dem Überwachen des Aufbringens wird insbesondere verstanden, dass mit der Infrarot-Kamera automatisch eine Folge von Bildern aufgenommen wird, anhand derer beurteilt werden kann, wie homogen die Flüssigkeit aufgebracht wird.
  • Mittels der Infrarot-Kamera wird die Temperatur des Substrats ortsaufgelöst gemessen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Überwachen des Aufbringens mittels einer Infrarot-Kamera durch Erfassen einer Inhomogenität des Aufbringens anhand einer durch das Aufbringen der Flüssigkeit bewirkten Temperaturänderung. In anderen Worten wird die Temperatur-Inhomogenität ermittelt und daraus die Inhomogenität der aufgebrachten Flüssigkeit bestimmt. Das Verfahren wird insbesondere so durchgeführt, dass ein möglichst homogener Auftrag erreicht wird.
  • Vorzugsweise wird mittels der Infrarot-Kamera zumindest ein Teil des Aufbringbereichs aufgenommen, insbesondere über die volle Breite des Substrats. Die Breite ist dabei die Erstreckung senkrecht zur Materialflussrichtung.
  • Besonders günstig ist es, wenn das automatische Aufnehmen zumindest des Teils des Aufbringbereichs kontinuierlich erfolgt, das heißt in regelmäßigen Zeitabständen. Beispielsweise erfolgt das automatische Aufnehmen zumindest alle 5 Sekunden oder häufiger. Auf diese Weise können Fehler beim Aufbringen der Flüssigkeit schnell entdeckt und behoben werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird auch die Aufbringvorrichtung mittels der Infrarot-Kamera aufgenommen. Das hat den Vorteil, das beispielsweise nicht ordnungsgemäß funktionierende Aufbringdüsen schnell als defekt identifiziert werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird durch das Aufbringen der Flüssigkeit eine Temperaturänderung der Substratoberfläche bewirkt. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Umgebungs-Luftfeuchtigkeit und die Umgebungs-Lufttemperatur in der Umgebung so gewählt sind, dass die Verdunstungskälte zur Temperaturänderung führt. Alternativ oder zusätzlich kann die Flüssigkeit eine Temperatur haben, die sich von der Umgebungs-Lufttemperatur unterscheidet. Besonders günstig ist es, wenn die Temperatur der Flüssigkeit kleiner ist als die Umgebungs-Lufttemperatur, da die Verdunstungskälte den Temperaturunterschied verstärkt.
  • Unter dem Merkmal, dass anhand der Temperaturänderung die Inhomogenität überwacht wird. wird insbesondere verstanden, dass anhand der Temperaturänderung ermittelt wird, ob die Flüssigkeit homogen oder inhomogen aufgetragen wurde.
  • Vorzugsweise erfolgt das Überwachen passiv. Das heißt, dass zum Messen der Infrarotstrahlung mittels der Infrarot-Kamera keine Zusatz-Energie auf das Substrat aufgebracht wird. In anderen Worten wird insbesondere die Wärme-Information der Infrarot-Kamera zum Erfassen der Inhomogenität verwendet, es wird aber keine Infrarot-Spektroskopie durchgeführt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat ein Faserkuchen und nach dem Aufbringen der Flüssigkeit wird der Faserkuchen mittels einer, insbesondere beheizten, Heißpresse zu einer Holzwerkstoffplatte verpresst.
  • Unter einer Heißpresse wird eine Presse verstanden, die das Substrat, insbesondere den Faserkuchen, dadurch erhitzt, dass sie eine höhere Temperatur als der Faserkuchen hat. Das Substrat wird daher durch Wärmeleitung aus der Heißpresse in das Substrat erhitzt. Eine Heißpresse wird insbesondere nicht mittels Mikrowellen beheizt. Vorzugsweise ist die Heißpresse mittels eines Wärmeübertragungsmediums, insbesondere eines Thermoöls, beheizt. Die Heißpresse ist vorzugsweise eine Bandpresse, insbesondere eine Doppelbandpresse. Bei Doppelbandpressen wird das Substrat zwischen zwei umlaufenden Pressblechen gepresst. Insbesondere ist zumindest eines der Pressbleche beheizt.
  • Der Faserkuchen hat, insbesondere im besprühten Bereich, vorzugsweise eine Dicke von zumindest 10 Millimeter, höchstens 150 Millimeter. Daraus hergestellte Holzwerkstoffplatten weisen eine Dicke von 4 bis 15 Millimeter auf. Der Faserkuchen ist zumindest vorzugsweise zumindest 20-fach so breit wie hoch.
  • Vorzugsweise hat das Substrat in Materialflussrichtung vor der Aufbringvorrichtung eine Substrat-Temperatur, wobei die Flüssigkeit beim Aufbringen eine Flüssigkeits-Temperatur hat, die sich um zumindest 5 Kelvin, insbesondere zumindest 10 Kelvin, von der Substrat-Temperatur unterscheidet. Wenn das Substrat nicht über seine volle Breite senkrecht zur Materialflussrichtung die gleiche Temperatur hat, so ist unter der Substrat-Temperatur der Mittelwert der lokalen Temperaturen gemeint, insbesondere der arithmetische Mittelwert. Die Substrat-Temperatur bezieht sich insbesondere auf den Bereich unmittelbar vor dem Abscheidebereich, insbesondere den Bereich in einem Abstand von höchstens 1 m vor dem Abscheidebereich.
  • Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Substrat-Temperatur absolut oder in einer Temperatureinheit bekannt ist. Es ist ausreichend, dass die Temperatur-Differenz zwischen Substrat-Temperatur und Flüssigkeits-Temperatur ermittelbar ist. Dabei ist es möglich, nicht aber notwendig, dass diese Temperatur-Differenz in Form einer Temperatureinheit, beispielsweise in Grad Celsius, Kelvin oder Fahrenheit, bekannt ist. Insbesondere ist es auch möglich, dass die Temperatur oder die Temperatur-Differenz durch ein elektrisches Signal kodiert ist. Maßgeblich ist lediglich, dass zeitliche und/oder räumliche Temperaturunterschiede detektierbar sind, sodass eine Entscheidung darüber möglich ist, ob sich die Inhomogenität des Aufbringens geändert hat.
  • Es ist günstig, wenn die Temperatur der Flüssigkeit gemessen wird, das ist aber nicht notwendig. Beispielsweise kann die Flüssigkeit auch Umgebungstemperatur haben, während das Substrat eine höhere Temperatur hat als die Umgebung.
  • Günstig ist es, wenn die Flüssigkeits-Temperatur kleiner ist als die Substrat-Temperatur. In diesem Fall kann Verdunstungskälte, die beim Verdunsten von Teilen der Flüssigkeit entsteht, den Kontrast verstärken.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Schritte eines kontinuierlichen automatischen Erfassens eines Inhomogenitätsparameters, der eine Inhomogenität des Auftrages, also das Ergebnis des Aufbringens, an Flüssigkeit beschreibt. Vorzugweise umfasst das Verfahren den Schritt eines Ausgebens eines Signals, wenn der Inhomogenitätsparameter von einem vorgegebenen Soll-Wert um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert abweicht. Beispielsweise ist der Inhomogenitäts-Parameter minimal, wenn die Flüssigkeit ideal homogen aufgetragen wird. Je inhomogener der Auftrag der Flüssigkeit ist, desto größer wird der Inhomogenitätsparameter. Selbstverständlich kann der Inhomogenitäts-Parameter auch maximal sein, wenn eine ideal homogene Verteilung vorliegt, und sinken, wenn der Auftrag an Kunstharz inhomogener wird. Das Erfassen des Inhomogenitätsparameters umfasst das Aufnehmen von Bildern mittels der Infrarot-Kamera und deren Auswertung. Selbstverständlich kann der Inhomogenitäts-Parameter auch maximal sein, wenn die Flüssigkeit ideal homogen aufgetragen wird und kleiner werden, je inhomogener der Auftrag der Flüssigkeit ist.
  • Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass das ausgegebene Signal von Menschen wahrnehmbar ist. Insbesondere ist es auch möglich, dass das Signal ein elektrisches und/oder optisches Signal ist. In diesem Fall wird das Signal vorzugsweise an eine Steuervorrichtung der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung weitergeleitet.
  • Beispielsweise ist der Inhomogenitäts-Parameter eine Aufbringbereich-Temperaturdifferenz innerhalb des Aufbringbereichs, insbesondere des Auslaufbereichs. Unter der Aufbringbereich-Temperaturdifferenz wird die maximale Temperaturdifferenz zwischen zwei Punkten oder Gruppen von Punkten des Aufbringbereichs verstanden. Alternativ oder zusätzlich kann der Inhomogenitätsparameter eine Temperatur-Varianz innerhalb des Aufbringbereichs und/oder eines Anteils der Punkte außerhalb eines vorgegebenen Temperatur-Intervalls, beispielsweise um den arithmetischen Mittelwert, beschreiben.
  • Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines automatischen Aufnehmens des Auslaufbereichs mit der Infrarot-Kamera. Günstig ist es, wenn der Inhomogenitäts-Parameter auch eine Auslaufbereich-Temperatur-Differenz beschreibt, die zeitliche und/oder räumliche Temperaturdifferenzen im Auslaufbereich charakterisiert.
  • Vorzugsweise umfasst das Herstellen des Substrats ein Streuen von beleimten Holzfasern zu einem Faserkuchen, wobei die Flüssigkeit nach dem Streuen auf den Faserkuchen aufgebracht wird und wobei der Faserkuchen nach dem Aufbringen der Flüssigkeit zu einer Holzwerkstoffplatte verpresst wird. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Produktqualität der Holzwerkstoffplatte erreicht.
  • Günstig ist es, wenn die Flüssigkeit dann zumindest 50 Gewichtsprozent, insbesondere 75 Gewichtsprozent, Wasser umfasst. Es ist vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit ein Tensid enthält, um die Benetzung des Substrats zu verbessern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Flüssigkeit 1,5 bis 4 Gewichtsprozent an Polyol und 1 bis 7 Gewichtsprozent an anionischen Tensiden, also einem oder mehr Tensiden. Günstig ist es, wenn die Flüssigkeit höchstens 1% an nichtionischen Tensiden enthält.
  • Vorzugsweise ist das Aufbringen ein Zerstäuben, Sprühen oder Verdüsen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Aufbringen mittels zumindest dreier Aufbringelemente, insbesondere Düsen, wobei das Überwachen des Auftragens ein Erfassen eines Funktionierens der Aufbringelemente anhand des Sprühbilds, das von der Infrarot-Kamera aufgenommen wird, umfasst. So kann schnell und einfach festgestellt werden, ob ein Aufbringelemente, insbesondere eine Düse, verstopft oder ein Flüssigkeitstank leer ist.
  • Vorzugsweise werden Bereiche der Holzwerkstoffplatte, für den die Inhomogenität des Flüssigkeitsauftrags zu groß ist, ausgesondert. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass diese Bereiche sichtbar oder unsichtbar markiert werden. Beispielsweise werden nur solche Holzwerkstoffplatten oder Roh-Holzwerkstoffplatten mit einer Papierlage versehen, für die der Flüssigkeitsauftrag hinreichend homogen war. Insbesondere werden solche Bereiche ausgesondert, für die der Inhomogenitäts-Parameter größer als der vorgegebene Schwellenwert.
  • Die Erfindung ist aber nicht auf das Befeuchten des Faserkuchens beschränkt, sondern kann beispielsweise auch in einem Verfahren zum Herstellen eines Fußbodenpaneels eingesetzt werden. Dazu umfasst das Herstellen des Substrats bevorzugt ein Streuen von beleimten Holzfasern zu einem Faserkuchen und ein Verpressen des Faserkuchens zu einer Roh-Holzwerkstoffplatte. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit, insbesondere in Form von flüssigem Kunstharz, auf eine Presshaut, insbesondere eine ungeschliffene Presshaut, der verpressten Roh-Holzwerkstoffplatte aufgebracht. Es hat sich herausgestellt, dass eine vorzugsweise danach aufgebrachte Papierlage besonders gut haftet. So entsteht eine Holzwerkstoffplatte in Form eines Fußbodenpaneelrohlings. Das Verpressen erfolgt vorzugsweise mittels einer Kurztaktpresse.
  • Der Begriff Roh-Holzwerkstoffplatte soll lediglich ausdrücken, dass diese Holzwerkstoffplatte in der Regel weiter verarbeitet wird, und bedeutet inhaltlich das Gleiche wie der Begriff Holzwerkstoffplatte. In anderen Worten soll aus Klarheitsgründen lediglich vermieden werden, die gleiche Bezeichnung der Holzwerkstoffplatte für verschiedene Verarbeitungsstufen auf dem Weg zur (fertigen) Holzwerkstoffplatte zu verwenden. Der Begriff Roh-Holzwerkstoffplatte wird für Verfahren verwendet, bei denen Flüssigkeit auf ein Substrat in Form eines verpressten Faserkuchen aufgebracht wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Roh-Holzwerkstoffplatte auch eine Holzwerkstoffplatte ist.
  • Vorzugsweise ist die Flüssigkeit dann ein flüssiges Kunstharz, insbesondere ein Melaminharz, ein Harnstoffharz oder eine Mischung aus einem Melaminharz und einem Harzstoffharz. Das Aufbringen ist beispielsweise ein Aufwalzen, Aufspritzen oder Aufsprühen.
  • Es hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, zumindest 5 g flüssigen Kunstharzes pro Quadratmeter Substrat aufzubringen. Beispielsweise werden 10 bis 20 Milliliter pro Quadratmeter Substrat aufgebracht. Vorzugsweise ist die Menge der pro Quadratmeter Substrat aufgebrachten Menge an Kunstharz kleiner als 100 g, insbesondere kleiner als 50 g, vorzugsweise kleiner als 25 g. In diesem Fall ist eine aktive Trocknung entbehrlich. Es ist aber auch möglich, dass mehr als 100 g pro Quadratmeter an flüssigem Kunstharz aufgebracht werden, dann aber wird der Faserkuchen nach dem Aufbringen vorzugsweise aktiv getrocknet.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Schritte eines Aufbringens zumindest einer Papierlage, die mit einem Kunstharz getränkt sein kann und vorzugsweise ein Dekorpapier ist, auf eine Oberseite/eine Unterseite der Roh-Holzwerkstoffplatte, sodass eine papierbeschichtete Holzwerkstoffplatte entsteht, und eines Verpressens der papierbeschichteten Holzwerkstoffplatte, sodass das Kunstharz aufschmilzt und sich die Papierlage mit der Roh-Holzwerkstoffplatte verbindet, wobei das flüssige Kunstharz vor dem Aufbringen der Papierlage aufgebracht wird. Auf diese Weise verbindet sich die Papierlage unter Ausbildung eines Laminats mit der Platte.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Schritte eines Aufbringens einer Overlay-Papierschicht, bei der es sich vorzugsweise um eine Schicht aus Dekorpapier handelt. Das erfolgt vorzugsweise nach dem Aufbringen der Papierlage. Günstig ist es zudem, wenn eine Verschleißschutzschicht auf die Papierlage oder die Overlay-Papierschicht aufgebracht wird.
  • Im Rahmen eines bevorzugten Verfahrens wird die Holzwerkstoffplatte geschnitten. So kann beispielsweise ein Fußbodenpaneel entstehen. In die Holzwerkstoffplatte, insbesondere ein Fußbodenpaneele werden vorzugsweise Nuten und/ oder Federn in den Randbereich eingebracht. Daher ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines Fußbodenpaneels erfindungsgemäß.
  • Eine erfindungsgemäße Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine erfindungsgemäße Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung umfasst dazu vorzugsweise eine Inhomogenitäts-Überwachungsvorrichtung, die die Infrarot-Kamera aufweist. Die Inhomogenitäts-Überwachungsvorrichtung ist vorzugsweise eingerichtet zum kontinuierlichen automatischen Erfassen des Inhomogenitäts-Parameters. Günstig ist es, wenn sie zudem ausgebildet ist zum automatischen Ausgeben eines Signals, wenn der Inhomogenitäts-Parameter von einem Soll-Wert um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert abweicht.
  • Vorzugsweise besitzt die Aufbringvorrichtung ein erstes Aufbringsystem zum Aufbringen der Flüssigkeit und ein zweites Aufbringsystem zum Aufbringen der Flüssigkeit (16), das zum ersten Aufbringsystem redundant angeordnet ist. Vorzugsweise besitzen das erste Aufbringsystem zumindest drei Aufbringelemente, insbesondere Düsen und das zweite Aufbringsystem zumindest drei Aufbringelemente, insbesondere Düsen, wobei zumindest das erste Aufbringsystem so bewegbar, insbesondere klappbar, ausgebildet ist, dass zumindest eine Düse im Betrieb der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung austauschbar ist.
  • Vorzugsweise besitzt die Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung eine Steuervorrichtung, die mit der Inhomogenitäts-Überwachungsvorrichtung verbunden ist und eingerichtet ist zum automatischen Anschalten des zweiten Aufbringsystems und Abschalten der ersten Aufbringsystems, wenn der Inhomogenitäts-Parameter vom vorgegebenen Soll-Wert um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert abweicht.
  • Erfindungsgemäß ist also insbesondere eine Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung, die ausgebildet ist zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, insbesondere einer MDF- oder HDF-Platte, mit (a) einer Substrat-Herstellvorrichtung in Form einer Faserkuchen-Herstellvorrichtung zum Herstellen eines Substrats in Form eines Faserkuchens und (b) einer Aufbringvorrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf einen Aufbringbereich des Faserkuchens, gekennzeichnet durch (c) eine Infrarot-Kamera, die ausgebildet ist zum automatischen Aufnehmen zumindest eines Teils des Aufbringbereichs, sodass eine Inhomogenität des Aufbringens erfassbar ist. Die bevorzugten Ausgestaltungen, die oben genannt sind, beziehen sich auch auf diese Erfindung. Diese Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Heißpresse zum Pressen des Faserkuchens zu einer Roh-Holzwerkstoffplatte oder Holzfaserplatte, beispielsweise einer MDF-Platte oder, was bevorzugt ist, zu einer HDF-Platte.
  • Erfindungsgemäß ist insbesondere auch eine Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung, die ausgebildet ist zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, insbesondere einer MDF- oder HDF-Platte oder eines Fußbodenpaneels, mit (a) einer Substrat-Herstellvorrichtung zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte durch Verpressen eines Faserkuchens und (b) einer Aufbringvorrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf einen Aufbringbereich der Holzwerkstoffplatte, gekennzeichnet durch (c) eine Infrarot-Kamera, die ausgebildet ist zum automatischen Aufnehmen zumindest eines Teils des Aufbringbereichs, sodass eine Inhomogenität des Aufbringens erfassbar ist. Die bevorzugten Ausgestaltungen, die oben genannt sind, beziehen sich auch auf diese Erfindung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung ausgebildet zum automatischen Ansteuern einer Ausschleusevorrichtung, sodass die Ausschleusevorrichtung solche Substrate ausschleust, bei deren Herstellung der Inhomogenitäts-Parameter vom vorgegebenen Soll-Wert um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert abgewichen ist.
  • Alternativ oder zusätzlich ist die Steuervorrichtung ausgebildet zum automatischen Markieren solcher Substrate, bei deren Herstellung der Inhomogenitäts-Parameter vom vorgegebenen Soll-Wert um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert abgewichen ist, mit einer Markierung, die diese Tatsache kodiert. So können diese Substrate beispielsweise für Produkte verwendet werden, an die geringere Ansprüche gestellt werden. Dieses Markieren kann dadurch erfolgen, dass eine wahrnehmbare Markierung, beispielsweise eine alphanumerische Kodierung, auf das Substrat aufgebracht wird. Alternativ ist aber auch möglich, dass in der Steuervorrichtung Daten abgelegt werden, anhand derer für jeden Abschnitt des Substrats feststellbar ist, ob der Inhomogenitäts-Parameter vom vorgegebenen Soll-Wert um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert abgewichen ist oder nicht.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
    • Figur 1
    ein Schema einer erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte,
    Figur 2
    eine schematische Detailansicht einer Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung, die gegenüber der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung nach Figur 1 leicht modifiziert ist, und
    Figur 3
    ein Bild der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung gemäß Figur 2, das von der Infrarot-Kamera der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung analog zu Figur 1 aufgenommen wurde.
  • Figur 1 zeigt schematisch eine Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung 10, die eine Substrat-Herstellvorrichtung 12 und eine Aufbringvorrichtung 14 zum Aufbringen einer Flüssigkeit 16 auf ein Substrat 18 aufweist. Das Substrat 18 ist an dieser Stelle ein Faserkuchen und wird von der Substrat-Herstellvorrichtung 12 durch Streuen von geleimten Holzfasern auf eine Fördervorrichtung 20 hergestellt.
  • Die Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung 10 umfasst eine Infrarot-Kamera 22, in deren Sichtfeld 23 ein Aufbringbereich 24 liegt. Der Aufbringbereich 24 ist der Bereich des Substrats 18, der mit Flüssigkeit 16 benetzt ist. In einer Materialflussrichtung hinter der Aufbringvorrichtung ist eine Presse 26 angeordnet, die den Faserkuchen 18 zu einer Roh-Holzwerkstoffplatte 27 verpresst.
  • In Materialflussrichtung M hinter der Presse 26 kann eine Schneidevorrichtung vorhanden sein, die die entstandene Roh-Holzwerkstoffplatte 27 schneidet und in ein Lager einschichtet. Diese Vorrichtungen sind in Figur 1 nicht gezeigt. Auf diese Weise werden Holzwerkstoffplatten erhalten, die eine zeitlich und räumlich konstante Qualität haben.
  • Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Roh-Holzwerkstoffplatte 27 zu einem Fußbodenpaneel 29 weiter verarbeitet wird. Das entsprechende erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden erläutert. Das Substrat 18, diesmal in Form der Roh-Holzwerkstoffplatte 27, wird dazu von einer zweiten Aufbringvorrichtung 14.2 mit einer zweiten Flüssigkeit 16.2 in Form eines flüssigen Kunstharzes benetzt. Dieses Aufbringen der Flüssigkeit 16.2 wird von einer zweiten Infrarot-Kamera 22.2 erfasst.
  • In Materialflussrichtung M hinter der zweiten Aufbringvorrichtung 14.2 ist eine Papierauflegevorrichtung 28 angeordnet, die eine Papierschicht zumindest oben auf die Holzwerkstoffplatte 27 auflegt. Eine dahinter angeordnete zweite Presse 30, bei der es sich um eine Kurztaktpresse handeln kann, verpresst die Papierlage mit der Holzwerkstoffplatte 27. In einer nachgeschalteten Besäumanlage 32, die optional ist, wird ein Verbindungsprofil, beispielsweise eine Nut und/oder eine Feder, in den Randbereich der Holzwerkstoffplatte 27 eingebracht, sodass ein Fußbodenpanel entsteht.
  • Figur 2 zeigt eine detaillierte schematische Detail-Ansicht der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung 10. Es ist zu erkennen, dass die Aufbringvorrichtung 14 einen Flüssigkeitsbehälter 34, eine Pumpe 36 zum Pumpen eines Gemisches aus der Flüssigkeit 16 und Luft und eine Mehrzahl von Düsen 38.1, 38.2, ... , 38.8 umfasst. Die Düsen 38.i (i = 1, 2, ...) erzeugen einen Nebel 40, der sich auf dem Substrat 18 niederschlägt und es so benetzt. Bei der Flüssigkeit 16 handelt es sich hier um tensidhaltiges Wasser. Durchläuft das Substrat 18 die Presse 26, so verdampft das Wasser.
  • Die Flüssigkeit 16 hat eine Flüssigkeits-Temperatur T16, die sich von einer Substrat-Temperatur T42 in einem Vorlaufbereich 42 unterscheidet, wobei der Vorlaufbereich 42 in Materialflussrichtung M vor dem Aufbringbereich 24 liegt. Durch das Aufbringen der Flüssigkeit 16 sinkt daher die Temperatur eines Flächenstücks des Substrats 18. Das wird von der Infrarot-Kamera 22 erfasst.
  • Figur 3 zeigt ein Bild B, das mit der Infrarot-Kamera 22 aufgenommen wurde. Es ist zu erkennen, dass der Vorlaufbereich 42 wärmer ist als der Aufbringbereich 24. Die Infrarot-Kamera 22 (vgl. Figur 2) nimmt kontinuierlich derartige Bilder B auf, beispielsweise fünf Bilder oder mehr pro Sekunde. Innerhalb des Aufbringbereichs 24 ist ein Messbereich A festgelegt. Die Infrarot-Kamera 22 ist Teil einer Inhomogenitäts-Überwachungsvorrichtung 44, die zudem eine Auswerteeinheit 46 umfasst. Die Auswerteeinheit 46 ist ausgebildet zum automatischen Ermitteln eines Inhomogenitäts-Parameters P, der beispielsweise auf die im Folgenden bestimmte Art berechnet wird.
  • Für alle Bildpunkte des Bildes B, die im Messbereich A liegen, wird die jeweilige Temperatur T ermittelt. Es wird dann die Durchschnittstemperatur in den extremen Quantilen ermittelt, beispielsweise im ersten Dezil (T1;10) und im zehnten Dezil (T10;10). Weicht eine Temperaturdifferenz ΔT = T1;10 - T10;10 dieser beiden Temperaturen um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert F von beispielsweise F = 0,5 Kelvin von einem Soll-Wert S = 0 Kelvin ab, so wird ein Warnsignal ausgegeben.
  • Dieses Warnsignal kann beispielsweise ein akustisches und/oder optisches Signal sein, das einem Bediener der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung 10 signalisiert, dass möglicherweise eine Fehlfunktion vorliegt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung 10 eine redundante Hilfs-Aufbringvorrichtung 48 aufweisen, die in Figur 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Weicht der Inhomogenitäts-Parameter P zu stark vom Soll-Wert S ab, so stellt sich die Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung 10 automatisch auf die Hilfs-Aufbringvorrichtung 48 um, sodass die Aufbringvorrichtung 14 repariert und/oder gereinigt werden kann.
  • Die Figur 1 zeigt, dass die Aufbringvorrichtung 14 ein erstes Aufbringsystem 15.1 und ein zweites Aufbringsystem 15.2 aufweist, das bezüglich einer Materialflussrichtung M hinter dem ersten Aufbringsystem 15.1 angeordnet ist. Das zweite Aufbringsystem 15.2 ist redundant zum ersten Aufbringsystem 15.1 ausgebildet, das heißt, dass es entbehrlich ist, solange das erste Aufbringsystem 15.1 funktioniert. Das erste Aufbringsystem 15.1 weist zumindest drei, im vorliegenden Fall nämlich vier Düsen 38.1, 38.2, 38.3 und 38.4 auf. Ebenso weist das zweite Aufbringsystem 15.2 zumindest drei, hier nämlich vier Düsen auf. Die weiteren Aufbringsysteme 15.1 und 15.2 sind in eine aktive Position bringbar, wie sie für das erste Aufbringsystem 15.1 gezeigt ist. Die Aufbringsysteme 15.1, 15.2 können zudem in eine Wartungsposition gebracht werden, wie sie für das zweite Aufbringsystem 15.2 gezeigt ist. In diesem Zustand können die Düsen während des Produktionsprozesses gereinigt oder ersetzt werden. Im vorliegenden Fall sind die Aufbringsysteme zum Wegklappen ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass die Aufbringsysteme beispielsweise schiebbar gelagert sind. Bezugszeichenliste
    10 Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung P Inhomogenitäts-Parameter
    S Sollwert
    12 Substrat-Herstellvorrichtung T16 Flüssigkeits-Temperatur
    14 Aufbringvorrichtung T42 Substrat-Temperaturp
    15 Aufbringsystem
    16 Flüssigkeit
    18 Substrat
    20 Fördervorrichtung
    22 Infrarot-Kamera
    23 Sichtfeld
    24 Aufbringbereich
    26 Presse
    27 Roh-Holzwerkstoffplatte
    28 Papierauflegevorrichtung
    30 zweite Papierauflegevorrichtung
    32 Besäumanlage
    34 Flüssigkeitsbehälter
    36 Pumpe
    38 Düse
    40 Nebel
    42 Vorlaufbereich
    44 Inhomogenitäts-Überwachungsvorrichtung
    46 Auswerteeinheit
    48 Hilfs-Aufbringvorrichtung
    A Messbereich
    B Bild
    F Schwellenwert
    M Materialflussrichtung

Claims (14)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, mit den Schritten:
    (a) Herstellen eines Substrats (S) und
    (b) Aufbringen einer Flüssigkeit (16) auf einen Aufbringbereich (24) des Substrats (S) mittels einer Aufbringvorrichtung (14),
    gekennzeichnet durch den Schritt:
    (c) Überwachen des Aufbringens mittels einer Infrarot-Kamera (22), durch Erfassen einer Inhomogenität des Aufbringens anhand einer durch das Aufbringen der Flüssigkeit (16) bewirkten Temperaturänderung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Substrat (S) in einer Materialflussrichtung (M) vor der Aufbringvorrichtung (24) eine Substrat-Temperatur (T42) hat und
    - die Flüssigkeit (16) beim Aufbringen eine Flüssigkeits-Temperatur (T16) hat, die sich um zumindest 1 Kelvin von der Substrat-Temperatur (T42) unterscheidet.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:
    - kontinuierliches automatisches Erfassen eines Inhomogenitäts-Parameters (P), der eine Inhomogenität des Auftrags an Flüssigkeit (16) beschreibt, und
    - Ausgeben eines Signals, wenn der Inhomogenitäts-Parameter (P) von einem vorgegebenen Soll-Wert (S) um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert (F) abweicht oder Anzeigen des Inhomogenitäts-Parameters (P).
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    (a) das Herstellen des Substrats (S) ein Streuen von beleimten Holzfasern zu einem Faserkuchen umfasst,
    (b) die Flüssigkeit (16) nach dem Streuen auf den Faserkuchen (18) aufgebracht wird und
    (c) der Faserkuchen (18) nach dem Aufbringen der Flüssigkeit (16) zu einer Roh-Holzwerkstoffplatte (27) verpresst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserkuchen mittels einer Heißpresse verpresst wird, die mittels eines Heizfluids beheizt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (16) zumindest 50 Gewichtsprozente Wasser umfasst und tensidhaltig ist.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen ein Zerstäuben oder ein Verdüsen ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Zerstäuben mittels zumindest drei Düsen erfolgt und
    - das Überwachen des Auftragens ein Erfassen eines Funktionierens der Düsen anhand eines Sprühbilds ist.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche der Holzwerkstoffplatte, für die die Inhomogenität des die Flüssigkeitsauftrags zu groß ist, ausgesondert werden.
  10. Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung (10), die ausgebildet ist zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte , insbesondere einer MDF- oder HDF-Platte, mit:
    (a) einer Substrat-Herstellvorrichtung (12) zum Herstellen eines Substrats (S) und
    (b) einer Aufbringvorrichtung (14) zum Aufbringen einer Flüssigkeit (16) auf einen Aufbringbereich (24) des Substrats (S),
    gekennzeichnet durch
    (c) eine Infrarot-Kamera (22), die ausgebildet ist zum automatischen Aufnehmen zumindest eines Teils des Aufbringbereichs (24), sodass eine Inhomogenität des Aufbringens erfassbar ist.
  11. Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Aufbringvorrichtung (14) ausgebildet ist zum Aufbringen der Flüssigkeit (16) mit einer Temperatur, die sich um zumindest 1 Kelvin, insbesondere zumindest 5 Kelvin, von einer Substrat-Temperatur (T42) unterscheidet, die das Substrat (S) vor dem Aufbringen hat.
  12. Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Substrat-Herstellvorrichtung (12) eine Heißpresse aufweist,
    wobei die Heißpresse mittels eines Heizfluids beheizt ist.
  13. Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Infrarot-Kamera (22) Teil einer Inhomogenitäts-Überwachungsvorrichtung (44) ist, die eingerichtet ist zum
    - kontinuierlichen automatischen Erfassen eines Inhomogenitäts-Parameters (P), der eine Inhomogenität des Auftrags an Flüssigkeit (16) beschreibt, und
    - automatischen Ausgeben eines Signals, wenn der Inhomogenitäts-Parameters (P) von einem Soll-Wert (S) um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert (F) abweicht.
  14. Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    (a) die Aufbringvorrichtung (14)
    - ein erstes Aufbringsystem (15.1) zum Aufbringen der Flüssigkeit (16) aufweist, und
    - ein zweites Aufbringsystem (15.2) zum Aufbringen der Flüssigkeit (16) aufweist, das zum ersten Aufbringsystem (15.1) redundant angeordnet ist,
    (b) das erste Aufbringsystem (15.1) zumindest drei Düsen (38.1, 38.2, 38.3) aufweist,
    das zweite Aufbringsystem (15.2) zumindest drei Düsen (38.5, 38.6, 38.7) aufweist und dass
    zumindest das erste (15.1) Aufbringsystem so bewegbar, insbesondere klappbar, ausgebildet ist, dass zumindest eine Düse (38.1) im Betrieb der Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung (10) austauschbar ist.
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