EP4695059A1 - Kontinuierlich arbeitende presse und verfahren zur herstellung von werkstoffplatten - Google Patents

Kontinuierlich arbeitende presse und verfahren zur herstellung von werkstoffplatten

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Publication number
EP4695059A1
EP4695059A1 EP24723709.2A EP24723709A EP4695059A1 EP 4695059 A1 EP4695059 A1 EP 4695059A1 EP 24723709 A EP24723709 A EP 24723709A EP 4695059 A1 EP4695059 A1 EP 4695059A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
area
press
cooling
transfer
pressed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24723709.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Schwartze
Jochen KAMM
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Original Assignee
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau filed Critical Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Publication of EP4695059A1 publication Critical patent/EP4695059A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B27N3/18—Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off
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Definitions

  • the invention relates to a continuously operating press for producing material plates from compressible materials according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention further relates to a method for producing material plates from compressible materials according to the preamble of patent claim 11.
  • material boards by pressing free-flowing or scattered material in calender, cycle or double-belt presses is well-known state of the art.
  • mixtures of lignocellulose-containing materials such as wood, woody plants or annual plants are scattered with or without binding agents in one or more layers and hardened with pressure and/or heat to form stable material boards.
  • the material boards can be bendable or flexible (thin MDF boards made of fibers) but still have a certain inherent rigidity when subjected to pressure.
  • chipboard usually multi-layered and laminated with foil
  • Binders usually methylene diphenyl isocyanate (MDI) or polymeric methylene diphenyl isocyanate (pMDI) but also other curing adhesives are used for production.
  • MDI methylene diphenyl isocyanate
  • pMDI polymeric methylene diphenyl isocyanate
  • a mat of pressed material the scattered or heaped material
  • the mat of pressed material can be preheated using steam, hot air or electromagnetic waves.
  • the purpose of this preheating is not to harden the binding agent but to introduce the mat of pressed material into the main pressing area while it is already warm so that the binding agent's setting point is reached as quickly as possible through heat transfer (conduction) through the steel belts. This is the point at which the binding agent clearly begins to react chemically and harden. This is accompanied by either a shorter press or a higher production speed.
  • the invention particularly relates to the use of materials or substances from reuse or recycling.
  • outer packaging, paper, plastics, films are to be shredded, mixed with a binding agent if necessary, brought together as a material or material mixture and bound or hardened to form a material plate or plate-shaped materials.
  • the panels to be produced can be constructed in one or more layers, preferably three or five layers.
  • the object of the present invention is to create a continuously operating press and a method which make it possible to minimize the technical and/or energy expenditure compared to the prior art. In an extension of the object, it should be possible to use the continuously operating press and the method to press material panels with a complete or partial recycled content safely and easily.
  • the continuously operating press and the process should be able to react to different mixtures or types of material in the pressed material. In doing so, a broader spectrum of process sequences or parameters in production should be able to be implemented than is currently the case, and a continuously operating press should be created that is able to implement this spectrum.
  • the invention is essentially based on a continuously operating press for the production of material plates from pressable materials as pressed material, in which two steel belts, which circulate endlessly on deflection drums, form a press gap for the pressed material between them, whereby in the press has a heating area and a cooling area for the material to be pressed arranged along the press nip.
  • the object of the invention is achieved for a continuously operating press in that a transfer area is arranged between the heating area and the cooling area.
  • the transfer area essentially separates the heating and cooling areas from each other and makes it possible in particular to guide the material to be pressed or the steel belt(s) as required or depending on the process-related parameters required, as well as to apply pressure and to temper it depending on the process-related parameters.
  • the material to be pressed can be guided through the transfer area by applying or arranging a covering or separating layer, for example a film or a fabric, to or on at least one surface side of the material to be pressed.
  • a covering or separating layer for example a film or a fabric
  • appropriate means are useful in front of the press and in the case of an optional removal/lifting after the press.
  • the transfer area can be used to extend the heating area when it is heated or to extend the cooling section when it is cooled.
  • the press therefore has a transfer area that can be alternately cooled or heated. It can be particularly advantageous for the transfer area to cool the steel strip more slowly or more gently, thus having a lower temperature gradient than the cooling area.
  • the steel strip temperature is equalized in the transfer area from the temperature of the heating plates to close to the temperature of the material to be pressed or below.
  • the transfer area can advantageously be used to represent a variety of technological process variants by cooling or heating the transfer area according to the heated press section or the cooled press section.
  • the heatable section can consist of the heating area plus the transfer area, or the transfer area can be completely added to the cooling area or controlled accordingly.
  • a transfer device for the controlled guidance and/or temperature control of the steel strips is arranged in the transfer area.
  • the transfer device can have means for temperature control, preferably for heating and/or cooling, and/or can be designed as a pressure device for the steel strip, preferably with supporting plates and/or several rollers.
  • frames or press frames can be arranged in the heating or cooling area.
  • the hydraulic cylinders that apply pressure to the upper and/or lower heating plate are usually arranged in these. These are preferably designed as window frames arranged transversely to the direction of production at least for the heating area or the cooling area.
  • longitudinal beams preferably as double-T beams, or transfer frames, preferably as window frames, are arranged parallel to the production direction for the transfer area.
  • the longitudinal beams or transfer frames are directly connected to an adjacent frame of the heating and/or cooling area.
  • transverse press frames before and after the transfer area would either be understood as a separate press structure or these two areas would be connected accordingly via static elements, preferably with longitudinal cross members and/or frame structures parallel to the production direction.
  • a maintenance area can be arranged in the transfer area within the press, preferably with a maintenance platform for personnel to access. This makes it possible to check the various adjacent machine elements of the heating, cooling and transfer areas within a press during an inspection walk and to maintain them if necessary.
  • the heating area and the cooling area are connected by the transfer area in a form-fitting, force-fitting and/or material-fitting manner.
  • This has advantages when guiding the steel strip in two different temperature areas.
  • the thermal stationary fixed point for the press or the press frame is arranged in the cooling area or in the transfer area, since this area has the smaller temperature difference during operation compared to the normal temperature.
  • the A length compensation for the change in length of the heating area must be arranged in the transfer area.
  • a system for supporting the rotating steel belts relative to the heating plates and the cooling plates can be arranged in the heating area and in the cooling area.
  • the support systems are preferably thermally and/or tribologically separated from one another and most preferably designed differently from a technological perspective.
  • an isostatic fluid support, friction-reducing sliding plates and/or rolling elements, static or rotating can be arranged in the cooling area to support the rotating steel belts against the cooling plates. This can also apply to the heating area or the transfer area.
  • the transfer device for controlling the temperature of the steel strip can be encapsulated and/or arranged so that it can be supplied with a fluid.
  • the rollers and/or plates in contact with the steel strip can be designed so that they can be controlled by means of an internal fluid guide.
  • the transfer device can optionally be connected to the temperature control of the heating or cooling area with the interposition of any mixers in order to be able to switch between different temperature ranges as required. In this case, an active temperature control system for the transfer area would advantageously not be necessary.
  • the transfer device or its rollers when arranging at least one transfer frame, preferably in a frame construction parallel to the transport direction, the transfer device or its rollers, at least parts of the adjacent heating area or the cooling area, preferably the deflection for the roller rods, and/or the maintenance area can be
  • the transfer frame must be accessible for maintenance or replacement by opening it.
  • essential parts for the deflection for example for a roller bar carpet, would be accessible via the transfer area.
  • the transfer area or the transfer frame cannot be directly limited by the presence or absence of machine elements in the cooling or heating areas.
  • a maintenance platform can be provided at the bottom and/or top of the maintenance area. This can be used to monitor the roller bar carpet, the belt tension, the tension of the guide chain for the roller bars and other properties of the press, preferably during production.
  • the transfer device can also be checked and maintained.
  • monitoring means for the operation of individual machine elements, suction devices, lubricating devices and the like can be arranged in the transfer device.
  • heat sinks for the steel strips or the pressed material are arranged in the cooling area and/or the transfer area of the press, which use the waste heat to warm up or heat up elsewhere in the production plant, for example when heating material bunkers, fresh water, the factory hall, dryers or the like.
  • the temperature control units, the cooling plates or the transfer device would be operatively connected to corresponding consumers (low-temperature consumption).
  • the continuously operating press has a running carpet of roller bars as friction-reducing elements between the respective steel belt and the heating or cooling plates, which are each connected in their axial extension and thus laterally to the press via bending rods with two endless guide chains. The division of the roller bar carpet for different temperature ranges results in a higher energy efficiency of the press.
  • the continuously operating press has several steel belt circuits, for example separated between the heating and cooling areas.
  • the press also saves energy.
  • a separate transport device can then be provided in the transfer area, which guides the material to be pressed through the transfer area and, if necessary, compresses and/or tempers it.
  • the invention is essentially based on a method for producing material plates, in which the material to be pressed is pressed with a continuously operating press in order to produce material plates from pressable materials, in which two steel belts which circulate endlessly on a deflection drum and form a press gap for the material to be pressed between them, wherein in the press the material is first heated and then cooled along the press gap in a heating area and a cooling area.
  • the object of the invention is achieved for the method in that the steel strip(s) are tempered and/or partially guided under pressure in a transfer area between the heating area and the cooling area.
  • it may be useful to use means for tempering and/or pressurizing the steel strips in the transfer area for guiding and/or tempering.
  • the press can have options for inspection and maintenance in the transfer area, for example an accessible or walk-in maintenance area. It can be useful to arrange, maintain or replace machine elements of the heating area, the transfer area and/or the cooling area in a maintenance area. Particularly preferably, the machine elements are brought in or out of the press transversely to the direction of production.
  • the heating area and/or the transfer area of the press is movable relative to a cooling or transfer area designed as a stationary fixed point.
  • the material or the pressed product has a temperature of more than 140° C and when using a binder such as MDI or pMDI a temperature of more than 100° C.
  • a binder such as MDI or pMDI
  • the pressed product or the Material plate must have a temperature of less than 90° C, especially if it contains plastic as a binder.
  • the material to be pressed has a moisture content of less than 6.5% at the inlet of the press
  • the pressed material or the material plate at the end of the press has a density of more than 750 kg/m 3 , preferably more than 950 kg/m 3 ,
  • the material is placed on a film and/or covered by a film before entering the press and/or
  • the optional residence time in the press in seconds is approximately between 120 s and 200 s.
  • a pressure of more than 2 N/mm 2 preferably more than 3 N/mm 2 and most preferably more than 4 N/mm 2 should be applied in the heating area. In exceptional cases, a pressure of more than
  • compression or pressure is applied in the transfer area, it should preferably be less than 0.75 N/mm 2 .
  • a higher pressing pressure is provided in the cooling area than in the transfer area.
  • the material can be placed on a paper layer, possibly with a film in between, before entering the press and/or fiberglass can be placed on or under the material, possibly with a film in between.
  • the heating and cooling areas are independently temperature-controlled areas. Normally, the heating area is warmer than the Cooling area.
  • the transfer area is arranged as a transition area and, if necessary, as a corresponding extension of the two adjacent areas. In the transfer area, the steel belts or the material to be pressed are guided, pressed or held down and/or tempered if necessary.
  • a very advantageous possibility of operating the continuously working press or a process is that the steel strip lying on or in contact with the material to be pressed can be tempered between the heating and cooling areas before it enters the active cooling area.
  • the pressed material can be constructed in one or more layers, preferably symmetrically as three or five-layer mats. Asymmetrical designs are also conceivable, in particular to compensate for different material layers.
  • cover layers preferably made of fine material, can be provided.
  • One side of the material panel or the pressed material can have a glass fiber fleece. This can be advantageous for fire protection.
  • a paper cover layer or nylon layer can be provided instead.
  • one side has glass fiber and the other side a nylon and/or paper layer.
  • plastic cover layers using films are also conceivable. Additional plastic films can be used as intermediate layers or separating layers between the cover layer and the material.
  • Isocyanate can be used as a binding agent.
  • plastics e.g. LDPE
  • LDPE low density polyethylene
  • these are melted in the heating area and serve as a binding agent in the respective mixture.
  • around 40% plastic and around 60% paper can be used as a layer, preferably the plastic/synthetics content is over 20% compared to material without binding properties.
  • the raw material supplied is preferably shredded in a cutting mill, an impact vertical mill or a hammer mill.
  • the material can be processed from small “flakes” (scraps) or “chips” to "wool” with the desired consistency.
  • the material can be cleaned, pre-shredded or delivered directly from the recycling cycle.
  • the starting material should then be separated and processed separately, preferably into a paper and plastic fraction. Other fractions, as well as foreign and disruptive materials, are sorted out.
  • the usable fractions are, if necessary, sent for shredding again. If necessary, the paper and plastic fraction can be replaced with a wood fraction.
  • two separate roller bar circuits are provided for each steel strip circuit, which are separated from each other by a transfer area in which the endlessly running steel strip is controlled and, if necessary, tempered by an adjustable pressure roller area. Separation is preferred in order to reduce the thermal masses that have to be heated and cooled again during a complete cycle.
  • the pressed material is kept under pressure.
  • the cooling plates are supplied with cold cooling medium in order to cool the pressed material or the material plate so that it leaves the press with a core temperature of less than 90°C.
  • new or future binders may also lead to a reduction in the temperature required to initiate curing of the binder.
  • a flow temperature of the tempering fluid or the heating plates themselves of approximately 265°C can be set.
  • the steel belts will have a lower temperature than the heating plates but a significantly higher temperature than the core temperature of the pressed material to be achieved, which is more than 146°C.
  • the steel strips begin to cool down, while the plastic can continue to flow within the pressed material.
  • the pressed material including the steel strips is cooled down further due to the temperature drop until the material plate has almost hardened and has preferably reached a temperature of less than 90° C.
  • a flow temperature or plate temperature just above freezing point for example 5° C, can be used to increase the heat extraction from the steel belts or the pressed material.
  • the invention also relates to a material plate or a non-divided plate strand emerging from the continuously operating press according to the invention. Furthermore, the invention also relates to a material plate or a plate strand produced according to the method according to the invention.
  • a possible board structure would be a single-layer board made of a paper/plastic mix.
  • a three-layer structure can comprise, from top to bottom, an upper plastic layer, a middle paper layer and a lower plastic layer.
  • a reverse structure in which a paper layer is provided on the outside and the plastic in the core, is also conceivable.
  • the paper layer may serve as a separating agent, which is soaked through the liquid plastic, bound and easier to separate from the steel belts in the press outlet.
  • a plastic film and/or a glass fiber and/or a paper covering layer can also be provided on the upper layer.
  • a middle layer made of lignocellulose-containing particles/chips or other suitable fillers with isocyanate
  • the outer layers use plastic binders. Since heat transfer from the surface sides to the middle layer can cause the temperature of the outer layers to rise to around 150° to maintain a middle layer temperature of almost 100° C, the binder in the middle layer hardens while the plastic in the top layer melts at the same time/subsequently. While the surfaces are cooled again, the heat transfer can finally harden the binder on the inside until the top layers have reached the minimum temperature required to plasticize the plastic.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a continuously operating press with a heating area HB, a cooling area KB and a transfer area TB arranged therebetween;
  • Figure 2 shows a section of the continuously operating press according to Figure 1 in plan view and
  • Figure 3 shows an enlarged view of the transfer area according to Figure 1 in a further embodiment.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a continuously operating press 1 with a heating area HB, a cooling area KB and a transfer area TB arranged between them.
  • the steel belts 2 at the top and bottom are guided around deflection drums 4, at least one of which is driven.
  • the heating area HB at least one circuit of roller rods 6 is arranged, which are arranged as friction-reducing elements between the steel belt 2 and the heating plate 14. Any guide elements of the roller rods 6 and a corresponding guide chain are not shown. Such or similar friction-reducing elements are sufficiently known from the prior art. These can also be arranged statically.
  • Cooling plates 15 are arranged in the cooling area KB to cool the steel belts 2 and thus the pressed material.
  • the material to be pressed (not shown) is transported from left to right in the production direction 12 in the press gap 11, formed by the upper and lower steel belt 2, through the continuously operating press 1, heated and cooled again so that a material plate or an endless material plate strand emerges at the end of the continuously operating press 1.
  • Other typical plant devices e.g. for producing a single or multi-layer pressed material mat and a final production in which the material sheet strand is divided into material sheets, if necessary ground, trimmed and stacked, is not shown.
  • a transfer area TB is arranged between the heating area HB and the cooling area KB, which connects the two areas.
  • the transfer area has one or more transfer frames 5, which, in contrast to the frames 3 of the continuously operating press 1, are aligned parallel to the production direction 12.
  • crossbeams bridging the transfer area TB for example double-T beams, can also be arranged.
  • the construction is preferably designed such that the transfer frames 5 or the crossbeams span the transfer area TB parallel to the production direction and are operatively connected to at least one of the adjacent frames 3 of the heating or cooling area.
  • the spanning transfer frames 5 and/or crossbeams create an open area in which a transfer device 8 can be arranged.
  • This transfer device 8 essentially serves to guide, temper and/or apply pressure to the steel strip 2 in the transfer area TB.
  • the transfer device 8 can further heat or cool the steel strip 2 or maintain the temperature while it changes from the heating area HB to the cooling area KB.
  • rollers 10 can be arranged in the transfer device 8, which support the steel strip 2 against the counterpressure from the material to be pressed and also guide it accordingly.
  • plain bearings or other guide means can also be arranged.
  • a maintenance area 9 can be arranged in the transfer area TB due to the open design of the transfer frame 5 or the traverses.
  • this area for example designed as a maintenance or walkway platform, Personnel carry out visual inspections or maintenance at least on the transfer device 8.
  • deflections 7 of the roller rods 6 or other machine elements of the heating and/or cooling areas are also arranged in an accessible manner in the area of the transfer frame 5 or the crossbeams.
  • machine elements can be lifted out of or inserted into the continuously operating press 1 transversely to the production direction 12 via the openings in the transfer area TB or the transfer frame 5.
  • Figure 2 shows a schematic representation with a top view of the continuously operating press 1 and the rollers 10 of the transfer device 8 that span the steel belt 2.
  • the two transfer frames 5 are arranged on both sides of the press and connect the frames 2 of the other two areas.
  • additional crossbeams or transfer frames 5 can be arranged above and below, preferably in a design that allows easy access to the transfer area TB from above and from the side.
  • Figure 3 shows an enlarged view of the transfer area TB and the transfer frame 5 bridging it, as well as the transfer device 8.
  • the number of supporting elements (rollers 10) for the steel strip is determined depending on the requirements and the necessary pressure application.
  • the necessary heating power for heating or cooling the pressed material 1641 will also have an impact on the design and size of the transfer device 8.

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Abstract

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin ein kontinuierlich arbeitende Presse und ein Verfahren zu schaffen, welche es ermöglichen gegenüber dem Stand der Technik den anlagentechnischen und/oder energetischen Aufwand zu minimieren. In einer Erweiterung der Aufgabe soll es mit der kontinuierlich arbeitenden Presse und dem Verfahren möglich sein Werkstoffplatten mit vollständigem oder teilweisen Recyclinganteil sicher und einfach zu verpressen. Die Erfindung geht von einer kontinuierlich arbeitende Presse zur Herstellung von Werkstoffplatten aus verpressbaren Materialien als Pressgut mit zwei Stahlbändern (2), die an Umlenktrommeln (4) endlos umlaufen und zwischen sich einen Presspalt (11) für das Pressgut ausbilden, wobei in der Presse (1) entlang des Pressspalts (11) ein Heizbereich (HB) und ein Kühlbereich (KB) für das Material angeordnet sind, und einem entsprechenden Verfahren aus. Die Erfindung besteht darin, dass zwischen dem Heizbereich (HB) und dem Kühlbereich (KB) ein Transferbereich (TB) angeordnet ist bzw. (1641) wirkt.

Description

KONTINUIERLICH ARBEITENDE PRESSE UND VERFAHREN
ZUR HERSTELLUNG VON WERKSTOFFPLATTEN
Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Presse zur Herstellung von Werkstoffplatten aus verpressbaren Materialien nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten aus verpressbaren Materialien gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 11 .
Die Herstellung von Werkstoffplatten durch Verpressen von rieselfähigem oder gestreuten Gut in Kalander-, Takt- oder Doppelbandpressen ist bekannter Stand der Technik. In der Regel werden Mischungen aus lignozellulose haltigen Materialien, wie Holz, verholzten Pflanzen oder Einjahrespflanzen mit oder ohne Bindemittel in einer oder mehreren Schichten gestreut und mit Druck und/oder Hitze zu stabilen Werkstoffplatten ausgehärtet. Die Werkstoffplatten können durchaus biegsam oder flexibel sein (dünne MDF-Platten aus Fasern) weisen aber dennoch eine gewisse Eigensteifigkeit gegenüber Druck aus. Daneben gibt es auch Werkstoffplatten für den Möbelbau, meist Spanplatten (meist mehrschichtig und mit Folien kaschiert) oder sogenannte Grobspanplatten (OSB) aus flächigen Schnitzeln. Die Substitution mit Kunststoffen, Altholz oder anderen Füllstoffen ist üblich.
Zur Herstellung werden Bindemittel, meist Methylendiphenylisocyanat (MDI) oder polymeres Methylendiphenylisocyanat (pMDI) aber auch andere aushärtende Klebstoffe verwendet. Es ist hinreichend bekannt und technisch üblich, dass eine Pressgutmatte (das gestreute oder gehäufte Material) vor der Hauptpresse einer Entlüftung durch eine Vorverdichtung unterworfen wird. Im Zuge dessen oder anschließend kann die Pressgutmatte mittels Dampf, Heißluft oder mittels elektromagnetischer Wellen vorgewärmt werden. Aufgabe dieser Vorwärmung ist es nicht, das Bindemittel auszuhärten sondern die Pressgutmatte bereits erwärmt in den Hauptpressbereich einzuführen, damit durch die Wärmeübertragung (Konduktion) durch die Stahlbänder der Abbindepunkt des Bindemittels möglichst schnell erreicht wird. Das ist der Punkt, bei dem das Bindemittel deutlich anfängt chemisch zu reagieren und auszuhärten. Einhergeht entweder eine kürzere Presse oder eine höhere Produktionsgeschwindigkeit.
Neben den obigen Rohstoffen bezieht sich die Erfindung besonders auf die Verwendung von Materialien oder Werkstoffen aus der Wiederverwertung bzw. des Recyclings. Vorrangig sollen Umverpackungen, Papier, Kunststoffe, Folien, zerkleinert, ggfs. mit einem Bindemittel vermischt, als Material oder Materialmischung zusammengeführt und zu einer Werkstoffplatte oder plattenförmigen Werkstoffen abgebunden bzw. ausgehärtet werden.
Die zu erzeugenden Platten können ein- oder mehrschichtig, bevorzugt drei- oder fünfschichtig, aufgebaut sein.
Es hat sich gezeigt, dass die Temperierung einer Pressgutmatte, die zumindest anteilig Materialien aus dem Wiederverwertungskreislauf enthält, bis hin zur Aushärtung einer längeren kontinuierlich arbeitenden Presse bedarf. Gleichzeitig kann es notwendig sein vor dem Öffnen des Pressspaltes eine geringere Temperatur des verpreßten Materials respektive des Plattenstranges einzustellen, als es für das Abbindeverhalten der Materialien oder der Bindemittel innerhalb der Pressgutmatte bzw. an den Materialien notwendig wäre. Hierzu gibt es Vorschläge im Stand der Technik eine kontinuierlich arbeitende Presse mit einer anfänglichen Heizstrecke und nachfolgenden Kühlstrecke zu konzipieren. In der Natur von kontinuierlichen Pressen liegt es aber, dass die Maschinenelemente der Presse massiv bauen und entsprechend eine große Wärmespeicherkapazität aufweisen. Das gilt gerade für Maschinenelemente, die das zu verpressende Material zusammen durch die verschiedenen Temperaturbereiche begleiten. Somit ergibt sich ein hoher technischer und energetischer Aufwand innerhalb einer Presse unterschiedliche Temperaturbereiche zu generieren. Gleichzeitig ergeben sich durch die unterschiedlichen Temperaturbereiche technologische Probleme hinsichtlich des Abbindeverhaltens respektive der Aushärtung, der Kalibrierung und des Verhaltens des Plattenstranges beim Verlassen bzw. beim Öffnen des Preßspalts.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin ein kontinuierlich arbeitende Presse und ein Verfahren zu schaffen, welche es ermöglichen gegenüber dem Stand der Technik den anlagentechnischen und/oder energetischen Aufwand zu minimieren. In einer Erweiterung der Aufgabe soll es mit der kontinuierlich arbeitenden Presse und dem Verfahren möglich sein Werkstoffplatten mit vollständigem oder teilweisen Recyclinganteil sicher und einfach zu verpressen.
Insbesondere soll es mit der kontinuierlich arbeitenden Presse und dem Verfahren möglich sein auf unterschiedliche Mischungen oder Materialarten im Pressgut reagieren zu können. Dabei soll ein gegenüber dem Stand der Technik breiteres Spektrum an Verfahrensabläufen oder -parametern bei der Produktion verwirklicht werden können und eine kontinuierlich arbeitende Presse geschaffen werden, die in der Lage ist dieses Spektrum umzusetzen.
Die Erfindung geht im Wesentlichen von einer kontinuierlich arbeitenden Presse zur Herstellung von Werkstoffplatten aus verpressbaren Materialien als Pressgut aus, in der zwei Stahlbänder, die an Umlenktrommeln endlos umlaufen, zwischen sich einen Presspalt für das Pressgut ausbilden, wobei in der Presse entlang des Pressspalts ein Heizbereich und ein Kühlbereich für das Pressgut angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird für eine kontinuierlich arbeitenden Presse dadurch gelöst, dass zwischen dem Heizbereich und dem Kühlbereich ein Transferbereich angeordnet ist.
Der Transferbereich trennt im Wesentlichen den Heiz- und Kühlbereich voneinander und ermöglicht es insbesondere das Pressgut bzw. das oder die Stahlbänder bedarfsabhängig bzw. in Abhängigkeit von den verfahrenstechnischen notwendigen Parametern zu führen, als auch mit Druck zu beaufschlagen, sowie in Abhängigkeit von den verfahrenstechnischen Parametern zu temperieren.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Pressgut durch den Transferbereich geführt werden, indem eine abdeckende bzw. trennende Schicht, beispielsweise eine Folie oder ein Gewebe auf zumindest einer Flächenseite an bzw. auf dem Pressgut angebracht oder angeordnet wird. Hierzu sind entsprechende Mittel vor der Presse und bei einem optionalen Abziehen/Abheben nach der Presse sinnvoll.
Im Prinzip kann der Transferbereich dazu benutzt werden bei seiner Beheizung den Heizbereich zu verlängern bzw. entsprechend bei einer Kühlung die Kühlstrecke zu verlängern. Die Presse weist somit einen Transferbereich auf, der wechselweise gekühlt oder beheizt werden kann. Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Transferbereich das Stahlband langsamer bzw. schonender kühlt, somit einen niedrigeren Temperaturgradienten aufweist, als der Kühlbereich. Somit ist es beim Betreiben der kontinuierlich arbeitenden Presse in erster Linie bevorzugt vorgesehen, dass im Transferbereich ein Ausgleich der Stahlbandtemperatur von der Temperatur der Heizplatten bis in die Nähe der Pressguttemperatur oder darunter durchgeführt wird. In vorteilhafter Weise sind durch den Transferbereich ein Vielzahl an technologischen Verfahrensvananten abbildbar, indem der Transferbereich entsprechend der beheizten Pressstrecke oder der gekühlten Pressstrecke gekühlt oder beheizt wird. Beispielsweise kann die beheizbare Strecke aus dem Heizbereich plus dem Transferbereich bestehen oder der Transferbereich wird vollständig dem Kühlbereich zugeschlagen bzw. entsprechend eingesteuert.
Bevorzugt ist im Transferbereich eine Transfervorrichtung für die kontrollierte Führung und/oder Temperierung der Stahlbänder angeordnet. Die Transfervorrichtung kann Mittel zur Temperierung, bevorzugt zur Beheizung und/oder zur Kühlung aufweisen, und/oder als Druckvorrichtung für das Stahlband, bevorzugt mit abstützenden Platten und/oder mehreren Walzen, ausgeführt sein.
Alternativ oder kumulativ können im Heiz- oder Kühlbereich Rahmen bzw. Pressenrahmen angeordnet sein. In der Regel werden darin die Hydraulikzylinder angeordnet, welche die obere und/oder untere Heizplatte mit Druck beaufschlagen. Diese sind bevorzugt ausgeführt als Fensterrahmen quer zur Produktionsrichtung zumindest für den Heizbereich oder den Kühlbereich angeordnet.
Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass für den Transferbereich Längstraversen, bevorzugt als Doppel-T-Träger, oder Transferrahmen, bevorzugt als Fensterrahmen, parallel zur Produktionsrichtung angeordnet sind.
Höchst bevorzugt sind die Längstraversen oder Transferrahmen direkt mit einem angrenzenden Rahmen des Heiz- und/oder Kühlbereichs wirkverbunden.
Durch einen möglichen Verzicht der üblichen quer liegenden Pressenrahmen im Transferbereich ist es nun möglich innerhalb einer üblichen und bekannten Presse einen eher offenen Bereich zu schaffen, der den Einbau anderer Aggregate und Maschinenelemente, die für den Transferbereich von Vorteil sind, ermöglicht. Damit wäre in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen die quer liegenden Pressenrahmen vor und nach dem Transferbereich entweder als getrennten Pressenaufbau zu begreifen oder diese beiden Bereiche entsprechend über statische Elemente, bevorzugt mit Längstraversen und/oder Rahmenaufbauen parallel zur Produktionsrichtung zu verbinden.
In einer weiteren optionalen Ausgestaltung kann im Transferbereich innerhalb der Presse ein Wartungsbereich, bevorzugt mit einer Wartungsbühne zur Begehung durch Personal, angeordnet sein. Dadurch ist es möglich innerhalb einer Presse die verschiedenen angrenzenden Maschinenelemente des Heiz- Kühl- sowie des Transferbereiches im Zuge eines Kontrollganges zu prüfen und ggfs. zu warten.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung ist es im Transferbereich alternativ möglich die Längstraversen oder die Transferrahmen derart anzuordnen, dass Maschinenelemente quer zur Produktionsrichtung der kontinuierlich arbeitenden Presse ein- oder ausgebracht werden können. Dies ist insbesondere vorteilhaft für sich quer zur Transportrichtung der Presse erstreckenden Maschinenelemente, wie Rollstangen, Druckwalzen, Umlenkwalzen, Gehäuseteile, Luftführungen, Druckplatten u.v.m.
Alternativ oder kumulativ ist der Heizbereich und der Kühlbereich durch den Transferbereich form-, kraft- und/oder stoffschlüssig wirkverbunden. Dies hat Vorteile bei der Stahlbandführung in zwei unterschiedlichen Temperierungsbereichen. Bevorzugt wird der thermische stationäre Fixpunkt für die Presse bzw. die Pressenrahmen im Kühlbereich oder im Transferbereich angeordnet sein, da dieser Bereich gegenüber der Normaltemperatur den geringeren Temperaturunterschied im Betrieb aufweist. Ganz besonders bevorzugt kann im Transferbereich ein Längenausgleich für die Längenveränderung des Heizbereiches angeordnet sein.
Je nach Ausführungsform kann im Heizbereich und im Kühlbereich ein System zur Abstützung der umlaufenden Stahlbänder gegenüber den Heizplatten und den Kühlplatten angeordnet sein. Bevorzugt sind die Systeme zur Abstützung thermisch und/oder tribologisch voneinander getrennt und höchst bevorzugt technologisch unterschiedlich ausgeführt.
In diesem Zusammenhang aber auch alternativ können im Kühlbereich für die Abstützung der um laufenden Stahlbänder gegenüber den Kühlplatten eine isostatische Fluidabstützung, reibungsmindernde Gleitplatten und/oder Wälzkörper, statisch oder umlaufend, angeordnet sein. Dies kann auch für den Heizbereich oder den Transferbereich gelten.
Bei einer vorteilhaften Variante kann die Transfervorrichtung zur Temperierung des Stahlbandes gekapselt und/oder mit einem Fluid beaufschlagbar angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die mit dem Stahlband in Kontakt stehende Walzen und/oder Platten mittels einer internen Fluidführung, temperierbar ausgeführt sein. Die Transfervorrichtung kann hinsichtlich ihrer Temperierung wahlweise mit der Temperierung des Heiz- oder Kühlbereiches unter Zwischenschaltung etwaiger Mischer, wirkverbunden sein, um wahlweise zwischen unterschiedlichen Temperaturbereichen umschalten zu können. In vorteilhafter Weise wäre dann kein eigenes aktives Temperierungssystem für den Transferbereich notwendig.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann bei Anordnung zumindest eines Transferrahmens, bevorzugt in Rahmenbauweise parallel zur Transportrichtung, die Transfervorrichtung bzw. deren Walzen, zumindest Teile des angrenzenden Heizbereiches oder des Kühlbereichs, bevorzugt die Umlenkung für die Rollstangen, und/oder der Wartungsbereich über die Öffnung des Transferrahmens für eine Wartung oder einen Austausch zugänglich sein. Durch die Verlängerung des Transferrahmens in Richtung der benachbarten Heiz- und Kühlbereiche wären wesentliche Teile für die Umlenkung, beispielsweise für einen Rollstangenteppich, über den Transferbereich zugänglich. Mit anderen Worten ist der Transferbereich bzw. der Transferrahmen nicht direkt durch die An- oder Abwesenheit von Maschinenelementen der Kühl- oder Heizbereiche begrenzbar.
Optional kann im Wartungsbereich eine Wartungsplattform unten und/oder oben vorgesehen sein. In dieser kann bevorzugt auch während der Produktion der Rollstangenteppich, die Bandspannung, die Spannung der Führungskette für die Rollstangen und andere Eigenschaften der Presse überwacht werden. Insbesondere ist auch die Prüfung und Wartung der Transfervorrichtung möglich.
Bei einer stützenden Walzenanordnung in der Transfervorrichtung sind die Verwendung von Einzelantrieben oder Direktantrieben eine bevorzugte Ausführungsform.
Weiter können in der Transfervorrichtung Überwachungsmittel für den Betrieb einzelner Maschinenelemente, Absaugvorrichtungen, Schmiervorrichtungen und dergleichen angeordnet sein.
Besonders bevorzugt sind Wärmesenken für die Stahlbänder bzw. das Pressgut im Kühlbereich und/oder dem Transferbereich der Presse angeordnet, die die Abwärme verwenden um anderenorts in der Herstellungsanlage Erwärmung oder Beheizung durchzuführen, beispielsweise bei der Beheizung von Materialbunkern, Frischwasser, der Fabrikhalle, Trocknern oder dergleichen. Dazu wären die Temperierungseinheiten, die Kühlplatten oder die Transfervorrichtung mit entsprechenden Verbrauchern (Niedertemperaturverbrauch) wirkverbunden. Bevorzugt weist die kontinuierlich arbeitende Presse als reibungsmindernde Elemente zwischen dem jeweiligen Stahlband und den Heiz- bzw. Kühlplatten einen mitlaufenden Teppich aus Rollstangen auf, die jeweils in ihrer axialen Erstreckung und somit seitlich zur Presse über Biegestäbe mit zwei endlosen Führungsketten verbunden sind. Durch die Aufteilung des Rollstangenteppichs für unterschiedliche Temperaturbereich ergibt sich eine höhere Energieeffizienz der Presse.
Bevorzugt weist die kontinuierlich arbeitende Presse mehrere Stahlbandumläufe auf, beispielsweise getrennt zwischen dem Heiz- und Kühlbereich. Neben einer möglichen Schonung des Stahlbandes, weil eine dynamische Temperaturbelastung vermieden wird, geht auch eine energiesparende Verwendung der Presse einher.
Im Transferbereich kann dann eine eigene Transportvorrichtung vorgesehen sein, die das Pressgut durch den Transferbereich hindurch führt, ggfs. komprimiert und/oder temperiert.
Nachfolgend wird die Verfahrenstechnik der Erfindung beschrieben:
Die Erfindung geht im Wesentlichen von einem Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten aus, bei dem zur Herstellung von Werkstoffplatten aus verpressbaren Materialien das Pressgut mit einer kontinuierlich arbeitenden Presse verpreßt wird, bei der zwei Stahlbänder, die an Umlenktrommel endlos umlaufen und zwischen sich einen Presspalt für das Pressgut ausbilden, wobei in der Presse entlang des Pressspalts in einem Heizbereich und einem Kühlbereich das Material erst erwärmt und dann gekühlt wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird für das Verfahren dadurch gelöst, dass zwischen dem Heizbereich und dem Kühlbereich in einem Transferbereich das oder die Stahlbänder temperiert und/oder teilweise unter Druck geführt werden. In diesem Zusammenhang kann es sinnvoll sein, wenn im Transferbereich für die Führung und/oder Temperierung der Stahlbänder Mittel zur Temperierung und/oder zur Druckbeaufschlagung verwendet werden.
Besonders bevorzugt kann die Presse im Transferbereich Möglichkeiten zur Prüfung und Wartung aufweisen, beispielsweise einen zugänglichen bzw. begehbaren Wartungsbereich. Dabei kann es sinnvoll sein in einem Wartungsbereich Maschinenelemente des Heizbereichs, des Transferbereichs und/oder des Kühlbereichs anzuordnen, zu warten oder auszutauschen. Besonders bevorzugt werden die Maschinenelemente quer zur Produktionsrichtung ein- oder aus der Presse herausgebracht.
Während des Betriebes der Presse kann es von Vorteil sein, wenn der Heizbereich und/oder der Transferbereich der Presse gegenüber einem als stationären Fixpunkt ausgeführten Kühl- oder Transferbereich beweglich ist.
Alternativ oder kumulativ kann es vorgesehen sein, dass im Heizbereich und im Kühlbereich unterschiedliche Systeme zur Abstützung der umlaufenden Stahlbänder gegenüber den Heizplatten und den Kühlplatten verwendet werden, wobei bevorzugt im Kühlbereich für die Abstützung der um laufenden Stahlbänder gegenüber den Kühlplatten eine isostatische Fluidabstützung, reibungsmindernde Gleitplatten und/oder Wälzkörper, statisch oder umlaufend, verwendet werden.
Verfahrenstechnisch kann es am Ende des Heizbereichs, insbesondere bei der Verwendung von wiederaufbereiteten Kunststoffen, von Vorteil sein, wenn das Material bzw. das Pressgut eine Temperatur von mehr als 140° C und bei der Verwendung eines Bindemittels wie MDI oder pMDI eine Temperatur von mehr als 100° C aufweist. Höchst besonders bevorzugt sollte am Ende des Kühlbereichs bzw. beim Austritt aus der Presse das Pressgut bzw. die Werkstoffplatte eine Temperatur von weniger als 90° C aufweisen, insbesondere wenn es Kunststoff als Bindemittel enthält.
Auch die nachstehenden optionalen Parameter erweisen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als sinnvoll, wenn:
- das Pressgut am Einlauf der Presse eine Feuchte von kleiner 6,5%,
- das Pressgut bzw. die Werkstoffplatte am Ende der Presse eine Dichte von mehr als 750 kg/m3, bevorzugt von mehr als 950 kg/m3 aufweist,
- das Material vor dem Einlauf in die Presse auf einer Folie aufgelegt und/oder von einer Folie bedeckt wird und/oder
- die optionale die Verweildauer in der Presse in Sekunden ungefähr zwischen 120 s und 200 s liegt.
Bevorzugt sollte im Heizbereich ein Pressdruck von mehr als 2 N/mm2, bevorzugt von mehr als 3 N/mm2 und höchstbevorzugt von mehr als 4 N/mm2 ausgeübt werden. In Ausnahmefällen kann ein Pressdruck von mehr als
5 N/mm2 notwendig sein.
Wird im Transferbereich komprimiert bzw. Druck ausgeübt, sollte dieser bevorzugt kleiner 0,75 N/mm2 sein.
Bevorzugt ist im Kühlbereich ein höherer Pressdruck als im Transferbereich vorgesehen.
Schließlich kann in einem separaten oder optionalen Ausführungsbeispiel das Material vor dem Einlauf in die Presse auf eine Papierlage, ggfs. unter Zwischenlage einer Folie, aufgelegt werden und/oder das auf bzw. unter das Material ggfs. unter Zwischenlage einer Folie, Fiberglas aufgelegt wird.
Nach der Erfindung sind die Heiz- und Kühlbereiche eigenständig temperierbare Bereiche. Im Normalfall ist der Heizbereich wärmer als der Kühlbereich. Der Transferbereich ist als Übergangsbereich und ggfs. als entsprechende Erweiterung der beiden benachbarten Bereiche einstellbar angeordnet. Im Transferbereich werden die Stahlbänder bzw. das Pressgut geführt, ggfs. gedrückt bzw. niedergehalten und/oder temperiert.
Eine durchaus vorteilhafte Möglichkeit des Betreibens der kontinuierlich arbeitenden Presse bzw. eines Verfahrens besteht darin, dass zwischen dem Heiz- und dem Kühlbereich das auf dem Pressgut auf- bzw. anliegende Stahlband temperiert werden kann, bevor es in den aktiven Kühlbereich einläuft.
Hinsichtlich der Rahmen bzw. der Transferrahmen in der Presse sei angeführt, dass diese einstückig oder aus mehreren Teilen montierbar sein können.
Nachstehend ein Ausführungsbeispiel für die Herstellung von Werkstoffplatten aus Recyclingwerkstoffen, bevorzugt aus Papier und Kunststoffe bzw. Folien: Das Pressgut kann ein- oder mehrschichtig aufgebaut sein, bevorzugt symmetrisch als drei- oder fünfschichtige Matten. Es sind auch asymmetrischen Gestaltungen denkbar, insbesondere zum Ausgleich unterschiedlicher Materialschichten. Zusätzlich können Deckschichten, bevorzugt aus Feinmaterial, vorgesehen sein. Eine Seite der Werkstoffplatte bzw. des Pressgutes kann ein Glasfaservlies aufweisen. Dies kann beim Brandschutz von Vorteil sein. Alternativ kann anstelle dessen eine Papierdeckschicht oder Nylonschicht vorgesehen sein. Bevorzugt weist eine Seite Glasfaser und die andere Seite eine Nylon- und/oder Papierschicht auf. Alternativ sind auch Kunststoffdeckschichten mittels Folien denkbar. Zwischen Deckschicht und Material können weitere Kunststofffolien als Zwischenschicht oder Trennlagen verwendet werden.
Als Bindemittel kann Isocyanat verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch die Verwendung von Kunststoffen (bspw. LDPE) möglich. Diese werden im Heizbereich angeschmolzen und dienen hierbei als Bindemittel in der jeweiligen Mischung. In einem separaten Beispiel kann in etwa 40% Plastik und in etwa 60% Papier als eine Schicht verwendet werden, bevorzugt ist der Plastik/Kunststoffanteil über 20% gegenüber von Material ohne Bindungsfähigkeiten.
Bevorzugt wird das angelieferte Rohmaterial in einer Schneidmühle, einer prallenden Vertikalmühle oder einer Hammermühle zerkleinert. Dabei kann das Material von kleinen „Flakes“ (Schnitzeln) oder „Chips“ bis hin zur „Wolle“ mit der gewünschten Konsistenz aufbereitet werden. Das Material kann gereinigt, vorzerkleinert oder direkt aus dem Recyclingkreislauf angeliefert werden.
Das Ausgangsmaterial sollte dann separiert und getrennt aufbereitet werden, bevorzugt in eine Papier- und Kunststofffraktion. Andere Fraktionen, sowie Fremd- und Störstoffe werden aussortiert.
Die nutzbaren Fraktionen werden ggfs. erneut der Zerkleinerung zugeführt. Ggfs. kann die Papier- und Kunststofffraktion noch mit einer Holzfraktion substituiert werden.
Die obigen Merkmale sind einzeln oder in Kombination nutzbar und in der Regel abhängig vom angelieferten Rohmaterial und der zu erzeugenden Werkstoffplatte.
In einer bevorzugten Ausführungsform der kontinuierlich arbeitenden Presse sind für jeden Stahlbandumlauf zwei separate Rollstangenumläufe vorgesehen, die durch einen Transferbereich voneinander getrennt sind, in dem durch einen einstellbaren Druckrollenbereich das endlos um laufend geführte Stahlband kontrolliert und ggfs. temperiert geführt wird. Die Trennung ist bevorzugt, um die thermischen Massen die bei einem Gesamtumlauf jeweils aufgeheizt und wieder abgekühlt werden müssen zu verkleinern. Daraus ergibt sich vom Einlauf der Presse aus gesehen ein Hochtemperaturbereich, in dem die Kerntemperatur der Platte möglichst schnell auf mehr als 130°C, bevorzugt auf über 146°C aufgeheizt wird. Im Übergang vom Heizbereich in den Kühlbereich wird das Pressgut unter Druck gehalten werden. Im Kühlbereich werden die Kühlplatten mit kaltem Kühlmedium versorgt, um das Pressgut bzw. die Werkstoffplatte so zu kühlen, dass sie die Presse mit einer Kerntemperatur von kleiner 90°C verlässt.
Bevorzugt sind zwei Herstellungsarten basierend auf der Bindemittelverwendung bzw. dessen Art vorgeschlagen: a) Im Fall der Verwendung von Isocyanat als Bindemittel ist eine Temperatur in der Mittelschicht von ca. 100° C ausreichend. b) Ohne Bindemittel muss die Werkstoffplatte auf mindestens 146° C aufgeheizt werden, damit ein üblicher Kunststoff aufschmelzen kann. Neben dem höheren Wärmeeintrag benötigt der Kunststoff auch Zeit um sich im Material zu verteilen bzw. zu verfließen.
Daneben kann es aufgrund neuer oder zukünftiger Bindemittel auch zu einer Verringerung der notwendigen Temperatur kommen, um das Aushärten des Bindemittels zu initiieren.
Nachfolgend in einem weiteren Ausführungsbeispiel Parameterangaben bei einem Verfahren mit wesentlichen Anteilen von Kunststoffen als Bindemittel:
- Die Zeit zum Erreichen einer durchgehenden Temperatur des Pressgutes von über 146 °C liegt bei ca. 165-170 see. im Heizbereich.
- Die Kühlzeit auf unter 90° C beträgt ca. 125-170 see.
- Hierbei kann im Heizbereich eine Vorlauftemperatur des temperierenden Fluids oder der Heizplatten selbst von circa 265°C eingestellt werden. - Durch den Wärmetransfer durch die Rollstangen oder andere Wälzkörper werden die Stahlbänder einen geringere Temperatur als die Heizplatten aber eine deutlich höhere Temperatur als die zu erzielende Kerntemperatur des Pressgutes von mehr als 146°C, aufweisen.
- Im Transferbereich wird begonnen die Stahlbänder abzukühlen, während innerhalb des Pressgutes der Kunststoff weiterhin verlaufen kann.
- Im Kühlbereich wird aufgrund der Temperatursenke das Pressgut samt den Stahlbändern weiter herunter gekühlt, bis die Werkstoffplatte nahezu aushärtet und bevorzugt eine Temperatur von weniger als 90° C erreicht hat.
- Im Kühlbereich kann mit einer Vorlauftemperatur bzw. Plattentemperatur knapp über dem Gefrierpunkt, beispielsweise mit 5° C, gearbeitet werden um den Wärmeentzug aus den Stahlbändern bzw. dem Pressgut zu verstärken.
- Bevorzugt wird im Kühlbereich eine Vorlauftemperatur bzw. Plattentemperatur von kleiner 50°, besonders bevorzugt von kleiner 20° C, verwendet.
Die Erfindung betrifft auch eine Werkstoffplatte bzw. einen nicht aufgeteilten aus der erfindungsgemäßen kontinuierlich arbeitenden Presse austretenden Plattenstrang. Weiter betrifft die Erfindung auch eine Werkstoffplatte bzw. einen Plattenstrang, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Ein möglicher Plattenaufbau wäre eine einschichtige Platte aus einem Papier/Kunststoff-Mix. Ein dreischichtiger Aufbau kann von oben nach unten gesehen eine obere Kunststoffschicht, eine mittlere Papierschicht und eine untere Kunststoffschicht umfassen. Ein umgekehrter Aufbau, bei dem jeweils eine Papierschicht außen und der Kunststoff im Kem vorgesehen ist, ist ebenfalls denkbar. Die Papierschicht dient hier ggfs. als Trennmittel, welche durch den flüssigen Kunststoff durchtränkt, abgebunden und einfacher von den Stahlbändern im Pressenauslauf zu lösen ist.
Zusätzlich zu allen Varianten können auf die obere Schicht noch zusätzlich eine Kunststofffolie und/oder eine Glasfaser und/oder eine Papierdeckschicht vorgesehen sein.
Eine Variante bei der Herstellung von Werkstoffplatten mit unterschiedlichem Schichtaufbau und Verwendung unterschiedlichem Bindemittels:
Es wird vorgeschlagen eine Mittelschicht aus lignozellulosehaltigen Partikeln/Spänen oder andere geeignete Füllstoffe mit Isocyanat als Bindemittel zu verwenden, während die äußeren Schichten Bindemittel aus Kunststoff verwenden. Da bei einem Wärmetransfer von den Flächenseiten zur Mittelschicht zum Erhalt einer Mittelschichttemperatur von knapp 100° C eine Temperaturerhöhung der außen liegenden Schichten auf ca. 150° erreichen kann, ergibt sich eine Aushärtung des Bindemittels in der Mittelschicht bei gleichzeitiger/nachfolgender Aufschmelzung des Kunststoffes in der Deckschicht. Während die Oberflächen wieder gekühlt werden kann durch den Wärmetransfer das Bindemittel innen abschließend aushärten bis die Deckschichten die notwendige Mindesttemperatur zur Plastifizierung des Kunststoffes erreicht haben.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 in einer schematische Schnittansicht eine kontinuierlich arbeitende Presse mit einem Heizbereich HB, einem Kühlbereich KB und einen dazwischen angeordneten Transferbereich TB; Figur 2 eine Ausschnitt der kontinuierlich arbeitenden Presse nach Figur 1 in Draufsicht und
Figur 3 in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine vergrößerte Darstellung des Transferbereichs nach Figur 1.
Gleiche Bezugszeichen werden für gleiche oder ähnliche Maschinenelemente bzw. Vorrichtungsteile verwendet.
Figur 1 zeigt in einer schematische Schnittansicht eine kontinuierlich arbeitende Presse 1 mit einem Heizbereich HB, einem Kühlbereich KB und einen dazwischen angeordneten Transferbereich TB. Die Stahlbänder 2 oben und unten sind um Umlenktrommeln 4 geführt, zumindest eine davon wird angetrieben. Im Heizbereich HB ist zumindest ein Umlauf von Rollstangen 6 angeordnet, die als reibungsmindernde Elemente zwischen dem Stahlband 2 und der Heizplatte 14 angeordnet sind. Nicht dargestellt sind etwaige Führungselemente der Rollstangen 6 sowie eine entsprechende Führungskette. Derartige oder ähnliche reibungsmindernde Elemente sind aus dem Stand der Technik ausreichend bekannt. Diese können auch statisch angeordnet sein.
Eine ähnliche Ausführungsform der reibungsmindernde Elemente findet sich auch im Kühlbereich KB, kann aber auch unterschiedlich, beispielsweise weil nur geringer Druck notwendig ist, durch andere reibungsmindernde Elemente ersetzt werden. Im Kühlbereich KB sind Kühlplatten 15 zur Kühlung der Stahlbänder 2 und damit des Pressgutes angeordnet.
Das Pressgut (nicht dargestellt) wird von links nach rechts in Produktionsrichtung 12 im Presspalt 11 , gebildet durch das obere und untere Stahlband 2, durch die kontinuierlich arbeitenden Presse 1 transportiert, dabei erwärmt und wieder abgekühlt, so dass am Ende der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 eine Werkstoffplatte bzw. ein endloser Werkstoffplattenstrang austritt. Weitere anlagentypische Vorrichtungen, z.B. zur Herstellung einer ein- oder mehrschichtigen Pressgutmatte sowie eine Endfertigung, in der der Werkstoffplattenstrang zu Werkstoffplatten aufgeteilt, ggfs. geschliffen, besäumt und abgestapelt wird, ist nicht dargestellt..
Zwischen dem Heizbereich HB und dem Kühlbereich KB ist ein Transferbereich TB angeordnet, welcher die beiden Bereiche verbindet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Transferbereich einen oder mehrere Transferrahmen 5 auf, welcher im Gegensatz zu den Rahmen 3 der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 parallel zur Produktionsrichtung 12 ausgerichtet ist. Anstelle des Transferrahmens 5 können auch den Transferbereich TB überbrückende Traversen, beispielsweise Doppel-T-Träger angeordnet sein. Bevorzugt ist die Konstruktion so ausgeführt, dass die Transferrahmen 5 oder die Traversen parallel zur Produktionsrichtung den Transferbereich TB Überspannen und zumindest mit einem der angrenzenden Rahmen 3 des Heiz- oder Kühlbereiches wirkverbunden sind.
Durch die überspannenden Transferrahmen 5 und/oder Traversen ergibt sich ein offener Bereich, in dem eine Transfervorrichtung 8 angeordnet werden kann. Diese Transfervorrichtung 8 dient im Wesentlichen dazu das Stahlband 2 im Transferbereich TB zu führen, zu temperieren und/oder mit Druck zu beaufschlagen. Die Transfervorrichtung 8 kann das Stahlband 2 weiter beheizen, kühlen oder die Temperatur erhalten, während es von dem Heizbereich HB in den Kühlbereich KB wechselt. Für eine Druckbeaufschlagung können in der Transfervorrichtung 8 Walzen 10 angeordnet sein, die das Stahlband 2 gegen den Gegendruck aus dem Pressgut abstützen und entsprechend auch führen. Anstelle der Walzen 10 können auch Gleitlager oder andere Führungsmittel angeordnet sein.
In vorteilhafter Weise kann im Transferbereich TB, durch die offene Bauweise des Transferrahmens 5 oder der Traversen ein Wartungsbereich 9 angeordnet sein. In diesem, beispielsweise als Wartungs- oder Laufbühne ausgeführt, kann Personal Sichtprüfungen oder Wartungen zumindest an der Transfervorrichtung 8 durchführen. Besonders bevorzugt sind im Bereich des Transferrahmens 5 bzw. der Traversen auch noch Umlenkungen 7 der Rollstangen 6 oder andere Maschinenelemente der Heiz- und/oder Kühlbereiche zugänglich angeordnet.
Besonders vorteilhaft können über die Öffnungen im Transferbereich TB bzw. des Transferrahmens 5 Maschinenelemente quer zur Produktionsrichtung 12 aus der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 herausgehoben oder eingebracht werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung mit einer Draufsicht auf die kontinuierlich arbeitende Presse 1 und den das Stahlband 2 übergreifenden Walzen 10 der Transfervorrichtung 8. Die beiden Transferrahmen 5 sind beidseits der Presse angeordnet und verbinden die Rahmen 2 der beiden anderen Bereiche. Je nach Notwendigkeit können weitere Traversen oder Transferrahmen 5 oben und unten angeordnet sein, bevorzugt in einer Ausführung, die einen einfachen Zugang von oben und von der Seite an den Transferbereich TB erlaubt.
Mit Figur 3 ist eine vergrößerte Darstellung des Transferbereichs TB und diesen überbrückenden Transferrahmens 5 sowie die Transfervorrichtung 8 dargestellt. Die Anzahl der stützenden Elemente (Walzen 10) für das Stahlband wird in Abhängigkeit der Bedürfnisse und des notwendigen Druckeinsatzes bestimmt. Auch die notwendige Heizleistung für Beheizung oder Kühlung des Pressgutes 1641 wird Auswirkung auf die Gestaltung und Größe der Transfervorrichtung 8 aufweisen. Bezugszeichenliste: P1641WO
1 Presse (kontinuierlich arbeitend)
2 Stahlband
3 Rahmen (quer)
4 Umlenktrommel für 2
5 Transferrahmen
6 Rollstangen
7 Umlenkung für 6
8 Transfervorrichtung
9 Wartungsbereich
10 Walzen von 8
11 Pressspalt
12 Produktionsrichtung
14 Heizplatte
15 Kühlplatte
HB Heizbereich
TB Transferbereich
KB Kühlbereich

Claims

Patentansprüche
1. Kontinuierlich arbeitende Presse zur Herstellung von Werkstoffplatten aus verpressbaren Materialien als Pressgut mit zwei Stahlbändern (2), die an Umlenktrommeln (4) endlos umlaufen und zwischen sich einen Presspalt (11 ) für das Pressgut ausbilden, wobei in der Presse (1 ) entlang des Pressspalts (11 ) ein Heizbereich (HB) und ein Kühlbereich (KB) für das Material angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Heizbereich (HB) und dem Kühlbereich (KB) ein Transferbereich (TB) angeordnet ist.
2. Presse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (TB) eine Transfervorrichtung (8) für die kontrollierte Führung und/oder Temperierung des Pressgutes und/oder der Stahlbänder (2) angeordnet ist, bevorzugt ausgeführt als Kühlvorrichtung mit Mitteln zur Temperierung und/oder bevorzugt als Druckvorrichtung für das Pressgut mit das Stahlband abstützenden Platten und/oder Walzen (10).
3. Presse zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der kontinuierlich arbeitenden Presse (1 ), Rahmen (3), bevorzugt quer zur Produktionsrichtung (12) zumindest für den Heizbereich (HB) oder den Kühlbereich (KB) angeordnet sind und/oder für den Transferbereich (TB) Längstraversen, bevorzugt als Doppel-T-Träger, oder Transferrahmen (5), bevorzugt als Fensterrahmen, parallel zur Produktionsrichtung (12) angeordnet sind.
4. Presse zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (TB) innerhalb der Presse (1 ) ein Wartungsbereich (9), bevorzugt mit einer Wartungsbühne zur Begehung durch Personal, angeordnet ist.
5. Presse zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (TB) die Längstraversen oder die Transferrahmen (5) derart angeordnet sind, dass Maschinenelemente quer zur Produktionsrichtung (12) der kontinuierlich arbeitenden Presse (1) ein- oder ausgebracht werden können.
6. Presse zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbereich (HB) und der Kühlbereich (KB) durch den Transferbereich (TB) form-, kraft- und/oder stoffschlüssig wirkverbunden ist, und bevorzugt der thermische stationäre Fixpunkt für die Rahmen (3) im Kühlbereich (KB) oder im Transferbereich (TB) angeordnet ist.
7. Presse zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Heizbereich (HB) und im Kühlbereich (KB) ein System zur Abstützung der um laufenden Stahlbänder gegenüber den Heizplatten (14) und den Kühlplatten (15) angeordnet ist, wobei bevorzugt die Systeme zur Abstützung thermisch und/oder tribologisch voneinander getrennt angeordnet sind, und höchst bevorzugt technologisch unterschiedlich ausgeführt sind.
8. Presse zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Kühlbereich (KB) für die Abstützung der umlaufenden Stahlbänder gegenüber den Kühlplatten (15) eine isostatische Fluidabstützung, reibungsmindernde Gleitplatten und/oder Wälzkörper, statisch oder umlaufend, angeordnet sind.
9. Presse zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfervorrichtung (8) zur Temperierung des Stahlbandes gekapselt und/oder mit einem Fluid beaufschlagbar angeordnet ist und/oder die mit dem Stahlband (2) in Kontakt stehende Walzen (10) und/oder Platten mittels einer internen Fluidführung, temperierbar ausgeführt sind.
10. Presse zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung zumindest eines Transferrahmens (5), bevorzugt in Rahmenbauweise parallel zur Transportrichtung, die Transfervorrichtung (8) bzw. deren Walzen (10), zumindest Teile des angrenzenden Heizbereiches (HB) oder des Kühlbereichs (KB), bevorzugt die Umlenkung (7) für die Rollstangen (6), und/oder der Wartungsbereich (9) über die Öffnung des Transferrahmens (5) für eine Wartung oder einen Austausch zugänglich angeordnet sind.
11. Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten aus verpressbaren Materialien als Pressgut mit einer kontinuierlich arbeitenden Presse (1) mit zwei Stahlbändern (2), die an Umlenktrommel (4) endlos umlaufen und zwischen sich einen Presspalt (11 ) für das Pressgut ausbilden, wobei in der Presse (1 ) entlang des Pressspalts (11) in einem Heizbereich (HB) und einem Kühlbereich (KB) das Pressgut erst erwärmt und dann gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Heizbereich (HB) und dem Kühlbereich (KB) in einem Transferbereich (TB) das Pressgut oder die Stahlbänder temperiert und/oder teilweise unter Druck geführt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (TB) für die Führung und/oder Temperierung der Stahlbänder (2) Mittel zur Temperierung und/oder zur Druckbeaufschlagung verwendet werden.
13. Verfahren zumindest nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (TB) in einem Wartungsbereich (9) die Maschinenelemente des Heizbereichs (HB), des Transferbereichs (TB) und/oder des Kühlbereichs (KB) gewartet oder ausgetauscht werden, besonders bevorzugt werden die Maschinenelemente quer zur Produktionsrichtung (12) ein- oder aus der Presse (1 ) gebracht.
14. Verfahren zumindest nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Heizbereich (HB) und im Kühlbereich (KB) unterschiedliche Systeme zur Abstützung der umlaufenden Stahlbänder gegenüber den Heizplatten (14) und den Kühlplatten (15) verwendet werden, wobei bevorzugt im Kühlbereich (KB) für die Abstützung der um laufenden Stahlbänder gegenüber den Kühlplatten (15) eine isostatische Fluidabstützung, reibungsmindernde Gleitplatten und/oder Wälzkörper, statisch oder umlaufend, verwendet werden.
15. Verfahren zumindest nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Heizbereichs (HB) bei der Verwendung von wiederaufbereiteten Kunststoffen das Material eine Temperatur von mehr als 140° C und bei der Verwendung eines Bindemittels wie MDI oder pMDI eine Temperatur von mehr als 100° C aufweist und am Ende des Kühlbereichs das Material eine Temperatur von weniger als 90° C aufweist.
16. Verfahren zumindest nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressgut am Einlauf der Presse eine Feuchte von kleiner 6,5%, das Pressgut am Ende der Presse eine Dichte von mehr als 750 kg/m3, bevorzugt von mehr als 950 kg/m3 aufweist und/oder die Verweildauer in der Presse in Sekunden ungefähr zwischen 120 s und 200 s liegt.
17. Verfahren zumindest nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material bzw. das Pressgut vor dem Einlauf in die Presse auf einer Folie aufgelegt und von einer Folie bedeckt wird.
18. Verfahren zumindest nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material bzw. das Pressgut vor dem Einlauf in die Presse (1 ) auf eine Papierlage, ggfs. unter Zwischenlage einer Folie, aufgelegt wird und/oder das auf das Material bzw. unter Zwischenlage einer Folie, Fiberglas aufgelegt wird.
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