WO2002022331A1

WO2002022331A1 - Plattenförmiges formelement auf naturfaserbasis und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: WO2002022331A1
Application number: PCT/EP2000/008925
Authority: WO
Inventors: Matthias TRÖGER; Uwe Lange
Original assignee: Fritz Homann Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2002-03-21
Also published as: DE50015837D1; EP1226006A1; CA2389511C; ES2338295T3; EP1226006B1; JP2004508967A; CA2389511A1; US7405248B1; ATE454253T1; JP4203317B2; DK1226006T3

Abstract

Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Formelementen auf Naturfaserbasis, wobei Naturfasern mit Bindemitteln vermischt, die Mischung auf einer Formstation ausgebracht, gegebenenfalls ausgeformt und schliesslich gebunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in Form von wenigstens teilweise nach einer Aktivierung Bindemittel bildenden Körperelementen beigemischt wird.

Description

Plattenförmiqes Formelement auf Naturfaserbasis und Verfahren zu seiner

Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von plattenförmi- gen Formelementen auf Naturfaserbasis, wobei Naturfasern mit Bindemitteln vermischt, die Mischung auf einer Formstation ausgebracht, gegebenenfalls ausgeformt und schließlich gebunden wird. Weiterhin betrifft die Erfindung plattenförmige Formelemente gemäß dem Verfahren.

Im Stand der Technik sind umfangreich Verfahren zur Herstellung von entsprechenden plattenförmigen Formelementen bekannt, beispielsweise Spanplattenherstellung, Faserplattenherstellung (hdf, mdf), Zelluloseplatten bzw. -matten herstel- lung und dergleichen. Üblicherweise werden dabei Fasern, Späne und dergleichen mit flüssigen Bindemitteln im Blasverfahren vermischt. Bindemittel sind beispielsweise Harnstoff-Formaldehydleim, Phenolleim und dergleichen. Ausbringungen im flüssigen Zustand sind bei Zelluloseplatten bzw. deren Herstellungsverfahren eher unüblich. Üblicherweise werden die Fasern getrocknet und ausgebracht. Alternativ können die Fasern mit Bindemittel auch in einer Mischerbeleimung vermischt werden, woraus sich eine halbfeuchte Mischung ergibt. Die getrockneten oder halbfeuchten Mischungen werden auf Formstationen gebracht, üblicherweise durch Formbänder gebildete endlose Formen. Schließlich erfolgt ein Heißpressen, um die ausgebrachten und gegebenenfalls ausgeformten Platten zu binden. Es ist auch bekannt, Heißdampf hindurchzuführen, um den Leim zu aktivieren. Nachteile der vorbekannten Verfahren bestehen in der aufwendigen Verfahrensführung und dem notwendigen Vorrichtungsaufwand zur Erstellung der Mischung. Darüber hinaus stellt die Lagerung Probleme dar, da Fasern einerseits und Bindemittel andererseits zunächst getrennt gelagert werden. Nach der Mischung muß üblicherweise die Weiterverarbeitung vor Ort direkt erfolgen. Auch im Bereich der Ausformung und der Heizpressen muß ein entsprechend großer Aufwand getrieben werden, weil die Mischung immer einen hohen Feuchtigkeitsgehalt hat. Schlußendlich sind die nach den bekannten Verfahren hergestellten Platten entweder wegen der Feuchtigkeitssteuerung aufwendig in der Herstellung oder bei Vernachlässigung dieses Parameters von unspezifischer Qualität. Darüber hinaus haben nach herkömmlichen Verfahren hergestellte Matten bzw. Platten eine hohe Rohdichte und sind daher schon vom Materialbedarf her unwirtschaftlich. Die hohe Rohdichte bedingt eine gewisse Starrheit der Matten oder Platten, die im praktischen Einsatz nicht ohne leichten Bruch zu handhaben sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die A u f g a b e zugrunde, plattenförmige Formelemente und Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, welche auf einfache Weise mit geringem wirtschaftlichen Aufwand und gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren flexibler und mit genauer Qualitätserwartung herstellbar sind. Darüber hinaus sollen auch Matten oder Platten der gattungsgemäßen Art leichter und mit geringerer Rohdichte, also flexibler bei gleichzeitigen Einsparpotential durch verringerten Materialbedarf herstellbar sein.

Zur technischen L ö s u n g dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßes Verfahren dadurch weitergebildet, daß das Bindemittel in Form von wenigstens teilweise nach einer Aktivierung Bindemittel bildenden Körperelementen beigemischt wird.

Durch die Erfindung wird es nunmehr möglich, einerseits die auszubringenden Naturfasern vorzubereiten, andererseits trockene, nach Aktivierung Bindemittel bildende Körperelemente. Beide, also Naturfasern und Körperelemente, können mechanisch vermischt werden, mechanisch ausgebracht werden, beispielsweise durch Streuen, auf einfache Weise ausgeformt werden und schließlich gebunden werden. Für das Ausformen wird gemäß einem Vorschlag der Erfindung ebenfalls ein mechanisches Verfahren vorgeschlagen, beispielsweise Abstreifen, Pressen und dergleichen. Schlußendlich wird zum Binden der Platte die Bindemittelbildung der Körperelemente aktiviert.

Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung erfolgt die Aktivierung mittels Heißluft. Optional kann vor der Heißluftbehandlung das ausgebrachte Gemenge gedämpft werden, woraus sich eine höhere Festigkeit der Matten bzw. Platten ergibt. Im Anschluß an die Aktivierung mittels Heißluft wird das Formelement gekühlt, insbesondere durch Kaltluftbeaufschlagung.

Naturfasern können Zellulosefasern, beispielsweise hergestellt auch aus Altpa- pieraufbereitung, Holzfasern oder gar Holzspäne, Mineralwolle oder auch sonstige Pflanzenfasern und dergleichen sein. Es können nahezu beliebige Mischungen erstellt werden.

Die Körperelemente können in vorteilhafter Weise ebenfalls faserförmig ausgebildet sein, aber auch Flocken und ähnliche Körperformen sind denkbar. "Nach Aktivierung Bindemittel bilden" im Sinne der Erfindung umfaßt die Freigabe von an Körperelementen angehafteten Bindemitteln, das Aufschmelzen der Körperelemente insgesamt oder auch die Bildung von Mehrkomponentenbindemitteln, indem es sich bei den Körperelementen um Mehrkomponentenfasern handelt. So sind beispielsweise sogenannte BiKo-Fasern bekannt, Schmelzkleberfasern und dergleichen, die eingesetzt werden können. Wesentlich ist im Rahmen der Erfindung die Verwendung von vernetzenden Bindemitteln, wozu Copolymere oder Po- lyethylen verwendet werden kann, welches beispielsweise auf Polymerträgern, faserförmig, flockenförmig oder dergleichen, aufgebracht sein kann. Durch die Heiß- luftaktivierung schmelzen die Copolymere oder Polyethylenummantelungen auf und vernetzen sich sowohl mit den Polymerträgem als auch untereinander, wodurch der gute aber dennoch flexible Verbund der Matten bzw. Platten erzielt wird. Durch anschließendes Kühlen wird der Vernetzungsprozeß komplettiert.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß die Naturfasern und die Körperelemente auf einfache Weise sehr gut durchmischt werden können, so daß davon ausgegangen werden kann, daß das Formelement über das Gesamtvolumen eine sehr gute Bindung aufweist. Darüber hinaus können die Formmischungen trocken erzeugt werden, so daß es möglich ist, beispielsweise Mischungen zu lagern oder auch zu transportieren. Dadurch wird der Herstellungsprozeß erheblich flexibler, weil nicht mehr zwingend am Ort der Mischung verarbeitet werden muß. Die Lagerhaltung der Einzelkomponenten sowie die Mischung der Komponenten sind vereinfacht.

Weiterhin läßt sich die Mischung insgesamt leichter handhaben, so daß auf aufwendige Streuvorrichtungen und dergleichen verzichtet werden kann. Es reichen einfache an sich bekannte mechanische Streuköpfe und dergleichen. Die Formgebung ist ebenfalls sehr einfach und die Aktivierung, beispielsweise durch Hindurchblasen von Heißluft, ist gegenüber Heizpressen sehr viel wirtschaftlicher und einfacher.

Nach dem Verfahren ergibt sich ein neuartiges, plattenförmiges Formelement auf Naturfaserbasis, welches durch die Beimischung von nach Aktivierung Bindemittel bildenden Körperelementen gebildet ist. Derartige Platten haben einen definierten Qualitätszustand und lassen sich auf einfache und wirtschaftliche Weise sehr flexibel herstellen.

Die Vorteile ergeben sich aus der Durchmischung der Naturfasern einerseits mit synthetischen Fasern zur Bereitstellung des Bindemittels andererseits. Durch die Verwendung des vernetzenden Bindemittels werden die Platten insgesamt flexibel und weisen eine nur geringe Rohdichte auf. Dadurch ergibt sich eine wirtschaftliche Herstellbarkeit der erfindungsgemäßen Platten, da bei gleichem Volumen weniger Material benötigt wird. Darüber hinaus ist die Handhabung der Matten bzw. Platten erheblich verbessert, denn diese neigen nicht mehr zum Bruch und weisen die für die Handhabbarkeit erforderliche Flexibilität auf. Sie lassen sich in Zwischenräume pressen, sind komprimierbar und lassen sich sogar beim Transport werfen und neigen auch nicht zum Abbruch der Kanten bei einseitiger Kraftbeaufschlagung. Entsprechende höhere Festigkeiten können durch einfaches Vordämpfen vor der Heißluftaktivierung erzielt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Ausführungsbeispiel eines Verfahrensablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden Kurzfasern 1 , beispielsweise Papierfaser, Holzfasern, Zellulosefasern oder dergleichen, Langfasern 2, beispielsweise Jute, Sisal und dergleichen sowie die Bindemittelkörperelemente 3 miteinander vermischt. Die Bindemittelkörperelemente können faden- bzw. faser- förmig, flockenförmig oder sonstwie gebildet sein. Insbesondere weisen entsprechende Trägerelemente eine Ummantelung vernetzender Kunststoffe auf, beispielsweise Polymerträger mit Copolymer- oder Polyethylenummantelung.

Der Grundstoff, bestehend aus Naturfasern, welche aus Kurzfasern und Langfasern zusammengesetzt sein können, optional ein Brandschutzmittel 2, z. B. Borax, und ein Bindemittel 3, z. B. Biko-Fasern, werden in der Station 4 miteinander vermischt, und anschließend bei 5 mechanisch ausgebracht und zur Matte ausgeformt. Diese Vorgänge erfolgen in an sich bekannter Weise auf rein mechanischem Wege, wobei die Ausformung beispielsweise durch Abstreichen und dergleichen erfolgen kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die ausgeformte Matte zunächst zur Erzielung einer hohen Festigkeit im Schritt 6 gedämpft. Anschließend erfolgt in Schritt 7 ein Pressen und eine Heißluftaktivierung, bei welcher zugleich die durch Dämpfen eingebrachte Feuchtigkeit ausgetrocknet wird. Sofern vernetzende Bindemittel verwendet wurden, erfolgt abschließend ein Kühlschritt 8. Schließlich wird im Schritt 9 die Matte oder Platte konfektioniert, also aufgeschnitten und dergleichen. Abschließend werden die so formatierten Platten in Schritt 10 verpackt.

Beispiel 1 :

Vermischt man mit Brandschutz ausgerüstete Zellulosefasern mit Polyester/Polyolefin-Biko-Fasem, streut die Mischung mechanisch ab, dämpft die gestreute Matte kurzzeitig und trocknet sie danach so, daß überall in der Matte die Schmelztemperatur der Fasern erreicht wird, erhält man nach dem Abkühlen eine flexible Dämmplatte, die im Vergleich zu herkömmlichen Zellulose-Dämmplatten bei halber Rohdichte die doppelte Zugfestigkeit erreicht. Das Mischungsverhältnis Zellulosefasern zu Biko-Fasern liegt dabei zwischen 4:1 und 20:1. Das beschriebene Ausführungsbeispiel dient nur der Erläuterung und ist nicht beschränkend.

Bezuqszeichenliste

1 Grundstoff

2 Brandschutzmittel

3 Bindemittel

4 Mischen

5 mechanisches Ausbringen und Formen

6 Dämpfen

7 Pressen und Heißluftaktivierung

8 Kühlen

9 Konfektionierung

10 Verpacken

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Formelementen auf Naturfaserbasis, wobei Naturfasern mit Bindemitteln vermischt, die Mischung auf einer Formstation ausgebracht, gegebenenfalls ausgeformt und schließlich gebunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in Form von wenigstens teilweise nach einer Aktivierung Bindemittel bildenden Körperelementen beigemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Körperelemente Fasern sind.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Körperelemente aus Schmelzkleber gebildet sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Körperelemente wenigstens teilweise Mehrkomponentenklebemittel aufweisen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel vernetzende Bindemittel verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vernetzenden Bindemittel auf Trägerelementen aufgebracht sind.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturfasern Zellulosefasern umfassen.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturfasern Holzfasern umfassen.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung von Naturfasern und Körperelementen mechanisch erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbringen der Mischung mechanisch erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbringen durch Streuen erfolgt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausformen mechanisch erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausformen wenigstens teilweise durch Abstreifen erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausformen wenigstens teilweise durch Pressen erfolgt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivieren der Bindemittel bildenden Körperelemente mittels Heißluft erfolgt.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aktivieren mittels Heißluft die ausgebrachte Masse durchdämpft wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Heißluftaktivierung das Formelement mit Kühlluft beaufschlagt wird.

18. Plattenförmiges Formelement auf Naturfaserbasis, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einer Mischung von Naturfasern mit wenigstens teilweise nach Aktivierung Bindemittel bildenden Körperelementen gebildet ist.