WO2003013808A1 - Mdf-platte nebst herstellung - Google Patents

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WO2003013808A1
WO2003013808A1 PCT/EP2001/009472 EP0109472W WO03013808A1 WO 2003013808 A1 WO2003013808 A1 WO 2003013808A1 EP 0109472 W EP0109472 W EP 0109472W WO 03013808 A1 WO03013808 A1 WO 03013808A1
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WO
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fibers
glue
chips
mixer
curtain
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PCT/EP2001/009472
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Stutz
Original Assignee
Kronospan Technical Company Ltd
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Publication date
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Priority to ES01967279T priority patent/ES2389498T3/es
Priority to EP02794508A priority patent/EP1414629B8/de
Priority to PT02794508T priority patent/PT1414629E/pt
Priority to ES02794508T priority patent/ES2375953T3/es
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent

Definitions

  • the invention relates to a production method together with an associated device for a plate made of fibers or chip, and a plate produced according to the method.
  • the invention relates in particular to MDF or HDF or chipboard.
  • a typical, known production process for the production of a plate of the type mentioned is carried out as follows. Cooked wood chips are first fed to a so-called refiner to produce the board made of fibers. The wood chips are processed into fibers in the refiner, with the addition of
  • the fibers are transported out of the refiner with the help of steam and passed on by means of a line called "Blue-Iine".
  • the steam pressure is approximately 10 bar.
  • the temperature is approximately 150 to 160 °.
  • glue is added. Following the addition of the glue, the "Blue Line” expands. A swirling is caused by the expansion.
  • the glue mixes with the fibers. The proportion of glue in relation to the fibers is approximately 22% by weight.
  • the "Blue Line" opens into the middle of a drying tube
  • Drying tube has a diameter of e.g. 2.60 m. Air with a temperature of 160 ° C and a maximum of 220 to 240 ° C is blown through the drying tube. The humidity in the drying tube is reduced from 100% to 8 to 11%.
  • the glue is undesirably subjected to temperature treatment. From approximately 80 °, glue is adversely loaded or activated. Activated glue is for the subsequent processing step, in which the glued fibers are pressed to the board, can no longer be used.
  • the active part of the glue is reduced by the aforementioned prior art. Of the original 22% by weight, only 1 to 8% by weight are still ready for use according to the described prior art when the fiber / glue mixture leaves the drying tube.
  • melanin is added to the glue. This is to prevent swelling that can occur due to moisture.
  • An MDF board currently has about 60 kg of glue per m 3 .
  • the object of the invention is to provide a board with a lower glue content compared to the prior art.
  • the object of the invention is achieved by a method with the features of the main claim and by an apparatus for carrying out the method with the features of the auxiliary claim.
  • the result is a plate with the features of the additional subclaim.
  • Advantageous refinements result from the subclaims.
  • the fibers or chips are in particular first dried and then glue is mixed with the dried fibers or chips at temperatures which are substantially below the drying temperatures and in particular below 100 ° C. This prevents the glue from being undesirably exposed to the relatively hot temperatures that occur during drying.
  • Another advantage is that only water, but no chemicals, are dried in the dryer or drying tube. This results in environmental advantages, since the dry air is not disadvantageously contaminated with vapors that come from the glue according to the prior art.
  • the fibers or chips that are dried are advantageously free of glue. Glue "interferes" with the drying process. In comparison to the prior art, the dryer also saves considerable amounts of energy that would otherwise have to be used for drying. This results in considerable cost advantages.
  • the amount of glue required is reduced in the field of MDF boards by the gluing according to the invention. A reduction to 45 to 55 kg per m 3 of plate is possible. A typical value is 50 to 52 kg per m 3 of plate.
  • the fibers or chips are on one side of the belt scale by means of a circulating conveyor belt transported further, on the other hand, they are weighed. This provides information on the amount of glue to be added to the fibers in the subsequent step.
  • the fed fibers or chips are transferred to the subsequent facility via the belt scale. Possible fluctuations in the weight of the fibers fed are recorded, registered and stored in one embodiment during transport. This data is processed and serves as a control variable for the subsequent gluing. In one embodiment, this regulation also takes into account the transport time of the material, which elapses between the measuring point and reaching subsequent devices such as a feed roller. This can ensure that the change in feed speed also takes place on the actual weight fluctuation.
  • a constant amount of material is fed to the subsequent devices by changing the speed of the feed.
  • the weight of the fibers or chips can be measured in the smallest steps and enables the fibers or chips to be fed evenly with an accuracy of, for example, ⁇ 1%.
  • the gluing is therefore carried out in a mixer in which the glue and fibers are mixed with one another.
  • the use of a mixer offers comparable advantages for chips.
  • the mixer has means for cooling its housing.
  • an at least partially double-walled housing is provided for this for example, a double-walled tube is provided, which is part of the housing of the mixer.
  • a chilled liquid such as chilled water, is passed through the double-walled housing to cool the mixer or its walls.
  • the cooling is intended to create a condensation layer on the inside of the walls.
  • the cooling must be designed accordingly.
  • the condensed water layer ensures that glued and glue-free fibers or chips do not stick to the walls and clog the mixer.
  • Invention spread over a wide area and thus formed a kind of curtain from the fibers. Glue is then added, especially sprayed into the curtain. An air-glue mixture is preferably sprayed in, in order to ensure that the glue is distributed as evenly as possible. The formation of a curtain ensures that the glue is distributed more evenly over the fibers compared to the case in which the fibers are in the form of wadding.
  • the fibers are introduced into the mixer in the manner of a curtain or mat.
  • the curtain or the mat is then blown through nozzles with an air-glue mixture.
  • the glue is fed to the curtain via the nozzles.
  • the curtain is then preferably passed through the mixer without contact.
  • the contactless implementation advantageously prevents fibers from sticking to walls.
  • the glue is blown into the dried fibers together with air, in particular at a temperature of 40 to 70 ° C., preferably at a temperature of 55 to 60 ° C. This ensures that the
  • Glue reached a dry outer skin. So it is activated minimally. This ensures that the subsequent glue-fiber mixture does not stick to transport devices and equipment, for example inside the mixer.
  • the glue is prepared in such a way that it hardens after a predetermined time.
  • the glue can be suitably adjusted by heat treatment.
  • a hardener can be entered or added, which can e.g. Hardens for 60 seconds.
  • the glue is prepared in particular in the mixer or a hardener is added to the dried fibers together with the glue immediately before the mixer.
  • the glue is swirled with heated air and this air-glue mixture is added to the dried fibers or chips.
  • the warm air which is introduced into the mixer together with the glue and the dried fibers or chips, for example, activates the surfaces of the products produced Glue droplets something. This suitably counteracts the adherence of fibers or chips to subsequent devices, for example to mixer walls. Otherwise, for example, the mixer would have to be cleaned in a very short time. The production would then be stopped disadvantageously. Unwanted cleaning costs are also incurred accordingly.
  • These considerable economic disadvantages have to be weighed up and compared with the disadvantage that glue is activated a little. With just a few experiments, the person skilled in the art can determine how far the surface of the glue has to be activated in order to achieve an optimal economic result. The proportion of activated glue will always be small compared to the prior art.
  • the free surface of the glue is further activated in an embodiment of the invention by a device suitable for this purpose, in order to facilitate subsequent processing steps.
  • the fibers or chips containing glue therefore preferably enter a riser pipe which is in particular 10 to 30 m, preferably approximately 20 m long.
  • the diameter of the riser pipe is in particular 1 to 4 meters.
  • the riser pipe is preferably also cooled and in turn is then, for example, double-walled in order to have a cooling liquid between the two
  • the goal is again the formation of a condensation layer on the inner walls of the riser pipe so that the glued fibers or chips do not stick to the walls.
  • the glued fibers or chips can be passed through an air or gas stream in a particularly simple, contactless manner through the riser pipe.
  • Speed of at least 25 m / sec, preferably at least 35 meters per second should be passed through the riser. If the speed is lower, fibers or chips remain stuck to the riser pipe despite the aforementioned measures. This would cause the riser pipe to become dirty unnecessarily quickly. When lower speeds were intended, the riser had to be cleaned after only 8 hours. By setting a suitable speed, the cycles could be extended to 7 to 8 days. So the riser only had to be cleaned every week.
  • the maximum speed at which the glue-laden fibers or chips are blown through the riser depends on the performance of the following components or devices. It must be taken into account here that the following components or devices must be able to process the incoming amount of fibers or chips. In practice, an upper limit of 40 meters per second could currently be easily achieved. From 50 meters per second, the following components used so far were overloaded. It goes without saying that the top
  • Speed limit can be increased as soon as more powerful subsequent components are available.
  • the basic principle is that higher transport speeds in the riser pipe are an advantage, since pollution problems and the associated production downtime are then reduced accordingly.
  • the glue on the surface is further activated somewhat so that subsequent processing steps can be carried out appropriately.
  • the length of the riser pipe must therefore be adapted by the person skilled in the art to the desired degree of glue activation. The expert will interpret the
  • the fibers which contain glue, enter a cyclone.
  • the glue has now been sufficiently activated on the surface due to the aforementioned measures, so that it no longer adheres to the cyclone.
  • the fibers or chips are separated in cyclones and transported to the next processing step with a means of transport such as a belt.
  • the fibers or chips are separated from the air in cyclones.
  • the transport means guides the fibers or chips into a viewing device.
  • the fibers are examined for coarse components in the viewing device.
  • the coarse components are sorted out automatically. Coarse constituents are, for example, lumps of glue.
  • the fibers or chips are transported from the viewing device to the press by means of a belt and pressed here to the board.
  • the press preferably consists of rotating press belts pressed against each other, which are suitably tempered. This means that pressing can be carried out continuously.
  • the temperature must be adjusted by the person skilled in the art to the glue used in each case. The amount of energy and the resulting temperatures for the two press belts are therefore selected differently in one embodiment in order to avoid warping in the plate produced. The temperature difference is easily 20 ° at press temperatures that are around 200 ° C.
  • the nozzles through which the glue is added to the fibers in one embodiment of the invention are preferably conical. The glue then emerges in droplets through the cone tip, so that this advantageously promotes a uniform distribution of the glue, that is to say it improves it.
  • the glue emerging from the nozzles does not contact subsequent tools, for example the tools in the mixer.
  • the glue is therefore preferably directed, for example sprayed, directly in the direction of the fibers or chips.
  • the specified distance values refer, of course, only to a specific individual case. They are not generally applicable, since ultimately the speed at which the glue emerges from the nozzles is also important.
  • a glue-air mixture is sprayed in the direction of the fibers, then at the same time an air stream is advantageously available, with which the fibers are first blown as contactlessly as possible through subsequent devices such as a mixer or a riser pipe and thus transported.
  • a gas can also be used instead of air.
  • mixing tools are used as tools in a mixer, which cause the fibers to mix with the glue.
  • the fibers come in front of the nozzles in the form of a curtain. In addition to the advantages already mentioned, this prevents glue from spraying into the mixer and contaminating tools here. Otherwise, the fibers would stick to the tools and the mixer would clog in no time and had to be cleaned at short intervals.
  • the tools in the mixer are attached to a centrally installed axis and consist of rods which protrude in a star shape and which, like a rudder blade, merge into a flat area.
  • a star is formed from, for example, four tools.
  • Two tools form an angle of 90 °.
  • the rudder blades are tilted compared to the air flow that flows through the mixer. This results in a swirling of the air and thus a thorough mixing of the fibers or chips with the glue.
  • Several "stars" formed by tools are attached to the axis at regular intervals. The fibers or chips are then transported through the mixer parallel to the axis.
  • the tools are designed in such a way that air is swirled next to the fibers or chips. Propeller-like or propeller-like tools are therefore to be preferred.
  • a curtain is preferably produced from the fibers as follows.
  • a means of transport for example a conveyor belt or a
  • the belt scale is provided with at least one, preferably with several, rollers.
  • the fibers are passed through the roller (s).
  • the rollers are pressed against each other in particular. If there is a gap between two rollers or a roller and an adjacent surface, this is basically harmless. This ensures that a kind of curtain or mat is formed from the fibers by the rollers. So the curtain shape is created by the rollers.
  • a conveyor belt is preferably used, since this ensures a uniform feed of fibers to the rollers. If a belt scale is used, the speed of the feed to the rollers is controlled in such a way that the
  • the (compressed) rollers for producing the curtain prevent the fibers from being passed on in the manner of cotton or lumps. This would hinder the desired uniform gluing.
  • rollers are used, through which fibers are passed to produce a curtain.
  • the rollers are preferably arranged offset one above the other in such a way that an acute angle of the rollers is enclosed with a means of transport, for example a conveyor belt or the belt scale.
  • a means of transport for example a conveyor belt or the belt scale.
  • Embodiment is introduced in or in front of the mixer, preferably corresponds to the maximum width of the mixer housing, for example, the diameter of the tube mentioned, which also forms the walls of the mixer. This ensures that the entire width in the mixer is covered by the curtain. Otherwise glue could splash into the interior of the mixer past the remaining openings on the side of the curtain, and the aforementioned contamination problems would occur.
  • the side walls of the mixer are preferably cooled to 7 to 15 ° C, in particular 10 to 12 ° C. In this way, a layer of condensation water is deposited on the walls. The condensation layer prevents it from sticking.
  • the temperatures mentioned are also suitable for the formation of a condensation layer on the inner walls within the riser pipe.
  • Wood chips or wood chips are broken down into the solid wood component cellulose and the liquid components lignin and liquid hemicellulose.
  • Lignin and hemicellulose are separated from the solid components and used as glue, that is to say mixed with the dried wood fibers or wood chips according to the invention.
  • the solid wood components are processed into fibers or chips.
  • the liquid components can, for example, in a so-called agitator from the solid
  • the aforementioned constituents which are obtained are typically 20 to 35% by weight of hemicellulose, 45 to 50% by weight of cellulose and 20 to 35% by weight of lignin.
  • wood chips are first of all in a
  • the Stuffing screw added. From the stuffing screw, the wood chips come into a cooking container in the compressed state and are cooked here under high pressure.
  • the cooking container is designed for high pressures.
  • the pressure in the cooking container is in particular at least 12 to 22 bar. According to the prior art, wood chips are usually cooked at pressures of only 8 to 9 bar.
  • the solid wood components (cellulose) are separated from the lignin and hemicellulose, which represent liquid components, by the thermal steam treatment.
  • the cellulose is in solid form.
  • the other two components, lignin and hemicellulose are liquid and can basically be used as glue.
  • the adhesive force is mainly caused by the hemicellulose.
  • hemicellulose and lignin are mixed with conventional glue.
  • the proportion of hemicellulose and lignin in the glue mixture is preferably not more than 20% by weight.
  • the mixture also contains in particular a glue based on formaldehyde-urea.
  • Hemicellulose and lignin makes economic sense, of course, depends on the reactivity of the glue with which the components are hemicellulose and Lignin can be mixed.
  • the cited upper limit of 20% by weight is therefore only a guideline or empirical value.
  • Embodiment of the invention a distance from the housing of the mixer.
  • the nozzles are then in front of an opening of the mixer housing.
  • a gap or annular gap thus remains between the nozzles and the opening, through which air is entrained and can thus be suitably supplied.
  • Gap or annular gap is introduced, preheated to provide a desired temperature in the mixer, in particular so as to promote activation of the glue on the surface.
  • Tools inside the mixer are in one configuration on one
  • the nozzles for feeding in glue are then arranged in a ring around the axis in order to provide glue evenly to fibers.
  • the fibers or the curtain consisting of fibers are then preferably fed perpendicular to the axis between nozzles and tools. Depending on the diameter of the
  • Mixer nozzles are arranged in a ring in one or more rows. With a correspondingly large diameter, the entire opening of the mixer is sprayed with glue by arranging a second row of nozzles in a ring around the axis.
  • glass fibers or plastic fibers are additionally added to the fibers consisting of solid wood components.
  • the addition takes place in particular in or immediately before the mixer.
  • plate-like molded parts can be produced particularly well, which are provided, for example, as interior trim in a car.
  • Such shaped panels can be used in the automotive industry, for example, as a rear shelf. It it is then sufficient to simply pre-press the layer system. A final pressing step does not have to be carried out.
  • the automotive industry does not need as many molded parts as fibers are usually economically manufactured on an industrial scale. It is therefore more economical to produce molded parts, which are used in particular in the automotive industry, together with MDF boards (intended for the production of panels) in order to be able to use the fiber quantities on an industrial scale.
  • the MDF panels intended for the production of panels have one
  • Top and a bottom which run parallel to each other and which are flat. These plates are a few millimeters thick. As a rule, they have no plastic or glass fibers, since no special shapes have to be realized that deviate from a flat surface.
  • Sharp edges are problematic when producing molded parts. These tend to tear open. These problems can be avoided by reinforcement with glass fiber or plastic fibers.
  • Molded parts of the aforementioned type are also used in the furniture industry. Such moldings are z. B. needed for doors that are specially shaped for design reasons.
  • the molded parts In contrast to panels made of fibers, for example MDF panels, which are intended for the production of panels, it is sufficient for the molded parts to simply pre-press them.
  • the pre-pressing takes place at much lower pressures than the actual pressing step.
  • the prepress pressure can only be 1/3 of the pressure that is used for the actual pressing step.
  • the actual pressing step can be carried out at pressures of 75 to 80 kg / cm 2 .
  • the proportion of glass fibers and / or plastic fibers in a molded part is up to 25% by weight, preferably up to 15% by weight, in order to achieve inexpensive results. At least 5% by weight should be used.
  • Branching off fibers for the production of molded parts from the fibers which are used for the production of MDF or HDF boards for panels, in particular for floor panels, is also particularly economical in comparison to the prior art, regardless of the fibers according to the invention mentioned here.
  • FIG. 1 shows a section through a belt scale 1 and a subsequent mixer 2. As indicated by the arrow 3, dried fibers, which were produced from wood chips, are fed to the belt scale 1 via an opening in a housing 4.
  • Slope 5 directs the incoming fibers onto the belt scale belt.
  • the belt scale detects and controls the amount of material that is transported in the direction of the three rollers 6.
  • the three rollers 6 are arranged one above the other and offset such that they form an acute angle ⁇ with the belt scale 1.
  • the ones on the belt scale are arranged one above the other and offset such that they form an acute angle ⁇ with the belt scale 1.
  • Fibers get into this acute angle. They pass through the rotating rollers 6. A curtain is formed from the fibers, which, due to gravity, is transported vertically downwards along the arrow 7. The curtain thus enters the mixer 2 between a plurality of nozzles 8 and tools 9.
  • the mixer consists of a tubular housing.
  • the housing is formed by a double wall 10 and 11. Central inside the
  • An axis 12 is arranged on the housing, on which the tools 9 are fastened.
  • a tool 9 closes a right one with the axis 12 Angle on.
  • Four rudder blade-like tools 9 are combined in a star shape. Several of these combined tools are attached to the axis 12 at uniform intervals.
  • the front area, into which the curtain made of fibers is inserted, is free of tools. This ensures that a sufficiently large one
  • Distance between the tools 9 and the nozzles 8 is present. This distance is. provided so that glue emerging from the nozzles 8 does not directly hit the tools during operation.
  • the diameter of the mixer housing corresponds to the width of the
  • the width of the curtain is adapted to the width of the opening.
  • the nozzles 8 are arranged in a semicircle around the axis 12 in an upper region. This has the effect that on the one hand the curtain is evenly provided with glue and on the other hand the glue emerging from the nozzles 8 does not directly hit parts of the mixer.
  • a distance is arranged between the nozzles 8 and the housing 10, 11, so that a kind of annular gap is formed. Air is sucked in through this annular gap. Means for heating the air that is drawn in are not shown. This creates a glue-air
  • the curtain provided with glue (in other words, a mat formed from fibers) is transported through the mixer 2 by the air flow parallel to the axis 12.
  • the axis rotates during transport and thus the tools 9.
  • the glue is further mixed with the fibers.
  • a cooled liquid is introduced into the double wall in order to allow a condensation layer to form on the inside of the mixer on the inside walls.
  • FIG. 2 shows a top view of the mixer parallel to axis 12. For reasons of clarity, there are only two tools 9 drawn in FIG. 2 shows in particular a single-row, semicircular arrangement of the nozzles in the upper region.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren nebst einer zugehörigen Vorrichtung für eine aus Fasern oder Span gefertigten Platte sowie eine verfahrensgemäß hergestellte Platte. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf MDF- oder HDF- oder Spanplatten. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Platte mit geringerem Leimanteil im Vergleich zum Stand der Technik. Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung werden die Fasern oder Späne insbesondere erst getrocknet und anschließend wird Leim mit den getrockneten Fasern oder Spänen bei Temperaturen gemischt, die wesentlich unterhalb der Trocknungstemperaturen liegen und zwar insbesondere unter 100 °C. Hierdurch wird vermieden, dass der Leim unerwünscht den relativ heißen Temperaturen ausgesetzt wird, die während der Trocknung auftreten. Es resultiert eine Platte mit relativ geringem Leimanteil.

Description

MDF-Platte nebst Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren nebst einer zugehörigen Vorrichtung für eine aus Fasern oder Span gefertigten Platte sowie eine verfahrensgemäß hergestellte Platte. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf MDF- oder HDF- oder Spanplatten.
Ein typisches, bekanntes Produktionsverfahren für die Herstellung einer Platte der eingangs genannten Art wird wie folgt durchgeführt. Gekochte Hackschnitzel werden zur Herstellung der aus Fasern gefertigten Platte zunächst einem sogenannten Refiner zugeführt. Im Refiner werden die Holzschnitzel zu Fasern verarbeitet und zwar unter Zuführung von
Temperatur und Druck mit Hilfe von Malscheiben. Aus dem Refiner werden die Fasern mit Hilfe von Dampf heraustransportiert und mittel einer „Blue-Iine" genannten Leitung weitergeleitet. Der Dampfdruck beträgt dabei ca. 10 bar. Die Temperatur liegt bei ca. 150 bis 160 °. In der „BIUΌ- Line" wird Leim zugefügt. Im Anschluss an die Zugabe vom Leim weitet sich die „Blue-Line" auf. Eine Verwirbelung wird durch die Aufweitung bewirkt. Der Leim vermischt sich mit den Fasern. Der Leimanteil liegt im Verhältnis zu den Fasern bei ca. 22 Gew.-%.
Die „Blue-Line" mündet in der Mitte eines Trocknungsrohrs ein. Das
Trocknungsrohr weist einen Durchmesser von z.B. 2,60 m auf. Durch das Trocknungsrohr wird Luft mit einer Temperatur von 160° C, maximal von 220 bis 240 °C hindurchgeblasen. Im Trocknungsrohr wird die Feuchte von 100% auf 8 bis 11 % reduziert.
Insbesondere im Trocknungsrohr wird der Leim unerwünscht einer Temperaturbehandlung ausgesetzt Ab ca. 80° wird Leim nämlich nachteilhaft belastet bzw. aktiviert. Aktivierter Leim ist für den nachfolgenden Verarbeitungsschritt, bei dem die beleimten Fasern zur Platte verpresst werden, nicht mehr einsetzbar.
Durch den vorgenannten Stand der Technik wird der aktive Teil des Leims reduziert. Von den ursprünglich 22 Gew.-% sind nur noch 1 bis 8 Gew.-% gemäß dem geschilderten Stand der Technik einsatzbereit, wenn das Faser-Leim-Gemisch das Trocknungsrohr verlässt.
Bei HDF-, MDF-Platten wie auch bei Spanplatten wird derzeit ein Leim auf einer Formaldehyd-Harnstoffbasis eingesetzt. Werden Platten für den
Fußbodenbereich hergestellt, so wird dem Leim Melanin hinzugefügt. Hierdurch soll die Quellung verhindert werden, die aufgrund von Feuchtigkeit auftreten kann.
Problemstellung ist also, dass ein Teil des Leims durch die
Temperaturbehandlung für den eigentlichen Verarbeitungsschritt verloren ist. Nachteilhaft muss also wesentlich mehr Leim den Fasern oder den Spänen zugefügt werden, als dies erforderlich ist, um die Fasern oder die Späne in einer Presse unter Zufuhr von Temperatur zu verpressen und so zum gewünschten Ergebnis, also zur MDF-Platte zu gelangen. Derzeit weist eine MDF-Platte ca. 60 kg Leim pro m3 auf.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Platte mit geringerem Leimanteil im Vergleich zum Stand der Technik.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Nebenanspruchs gelöst. Es resultiert eine Platte mit den Merkmalen des weiteren Nebenanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung werden die Fasern oder Späne insbesondere erst getrocknet und anschließend wird Leim mit den getrockneten Fasern oder Spänen bei Temperaturen gemischt, die wesentlich unterhalb der Trocknungstemperaturen liegen und zwar insbesondere unter 100°C. Hierdurch wird vermieden, dass der Leim unerwünscht den relativ heißen Temperaturen ausgesetzt wird, die während der Trocknung auftreten.
Ferner wird der Vorteil erzielt, dass im Trockner bzw. Trocknungsrohr lediglich Wasser, aber keine Chemikalien getrocknet werden. Hieraus ergeben sich Umweltvorteile, da die Trockenluft nicht nachteilhaft mit Dämpfen, die gemäß dem Stand der Technik vom Leim stammen, belastet wird.
Die Fasern oder Späne, die getrocknet werden, sind vorteilhaft nicht mit Leim behaftet. Leim „stört" den Trockenvorgang. Es werden also im Trockner im Vergleich zum Stand der Technik auch erhebliche Energiemengen eingespart, die andernfalls für die Trocknung eingesetzt werden müssen. Erhebliche Kostenvorteile sind die Folge.
Durch die erfindungsgemäße Beleimung wird auf dem Gebiet der MDF- Platten die Menge des benötigten Leims reduziert. Es gelingt eine Reduzierung auf 45 bis 55 kg pro m3 Platte. Ein typischer Wert liegt bei 50 bis 52 kg pro m3 Platte.
Eine wesentliche Größe, um die geeignete Beleimung von Fasern oder Spänen zu bewirken, ist das „richtige" Verhältnis von Fasern bzw. Spänen zu Leim. Erfindungsgemäß werden daher in einer Ausgestaltung des Verfahrens die getrockneten Fasern oder Späne vor der Beleimung einer
Bandwaage zugeführt. Auf der Bandwaage werden die Fasern oder Späne auf der einen Seite mittels eines umlaufenden Transportbandes weiter transportiert, auf der anderen Seite werden sie gewogen. Hierdurch wird die Information erhalten, welche Menge an Leim den Fasern im nachfolgenden Schritt zuzufügen ist.
Die zugeführten Fasern oder Späne werden über die Bandwaage an die nachfolgende Einrichtung übergeben. Mögliche Gewichtsschwankungen der zugeführten Fasern werden während des Transportes erfasst, registriert und in einer Ausführungsform gespeichert. Diese Daten werden aufbereitet und dienen als Stellgröße der nachfolgenden Beleimung. Diese Regelung berücksichtigt in einer Ausführungsform auch die Transportzeit des Materials, die zwischen dem Messpunkt und dem Erreichen nachfolgender Einrichtungen wie zum Beispiel einer Einzugswalze vergeht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Veränderung der Einzugsgeschwindigkeit auch an der tatsächlichen Gewichtsschwankung erfolgt.
Durch eine Geschwindigkeitsveränderung des Einzuges wird eine konstante Materialmenge den nachfolgenden Einrichtungen zugeführt. Die Gewichtserfassung der Fasern oder der Späne kann in kleinsten Schritten erfolgen und ermöglicht eine gleichmäßige Zuspeisung der Fasern oder der Späne mit einer Genauigkeit von zum Beispiel ± 1 %.
Es ist nicht einfach, Fasern hinreichend mit Leim zu versehen, da Fasern dazu neigen, sich watteartig zusammenbauschen. Es ist dann schwierig, den Leim auf den Fasern gleichmäßig zu verteilen. In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Beleimung daher in einem Mischer, in dem Leim und Fasern miteinander vermischt werden. Der Einsatz eines Mischers bietet bei Spänen vergleichbare Vorteile.
Der Mischer weist in einer Ausgestaltung der Erfindung Mittel zur Kühlung seines Gehäuses auf. Hierfür ist in einer besonders einfachen Ausführungsform ein zumindest teilweise doppelwandiges Gehäuse, so zum Beispiel ein doppelwandiges Rohr vorgesehen, welches Teil des Gehäuses des Mischers ist. Eine gekühlte Flüssigkeit, so zum Beispiel gekühltes Wasser, wird durch das doppelwandige Gehäuse hindurchgeleitet, um den Mischer bzw. seine Wände zu kühlen. Durch die Kühlung soll im Inneren eine Kondenswasserschicht auf den Wänden entstehen. Entsprechend ist die Kühlung auszulegen. Die Kondenswasserschicht bewirkt, dass beleimte sowie leimfreie Fasern oder Späne nicht an den Wänden haften bleiben und den Mischer verstopfen.
Nach der Trocknung der Fasern werden diese in einer Ausgestaltung der
Erfindung flächig verteilt und so aus den Fasern eine Art Vorhang gebildet. Leim wird anschließend hinzugegeben und zwar insbesondere in den Vorhang hineingesprüht. Vorzugsweise wird ein Luft-Leim-Gemisch hineingesprüht, um so eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Leims zu gewährleisten. Durch die Bildung eines Vorhangs wird erreicht, dass der Leim gleichmäßiger auf die Fasern verteilt wird im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Fasern watteartig vorliegen.
Die aus den Fasern werden in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in Art eines Vorhanges bzw. einer Matte in den Mischer eingeführt. Der
Vorhang, bzw. die Matte wird dann durch Düsen mit einem Luft-Leim- Gemisch angeblasen. Über die Düsen wird der Leim also dem Vorhang zugeführt. Anschließend wird der Vorhang vorzugsweise kontaktlos durch den Mischer hindurchgeführt. Durch die kontaktlose Durchführung wird ein Anhaften von Fasern an Wänden vorteilhaft vermieden.
Verschmutzungsprobleme und damit verbunden Kosten werden so verringert.
Der Leim wird zusammen mit Luft insbesondere bei einer Temperatur von 40 bis 70 °C, bevorzugt bei einer Temperatur von 55 bis 60°C in die getrockneten Fasern hineingeblasen. Hierdurch wird erreicht, dass der
Leim eine trockene Außenhaut erreicht. Er wird also minimal aktiviert. Hierdurch wird verbessert erreicht, dass das anschließende Leim-Faser- Gemisch nicht an Transporteinrichtungen und Geräten, so zum Beispiel im Inneren des Mischers kleben bleibt.
Der Leim wird in einer Ausgestaltung der Erfindung so präpariert, dass er nach vorgegebener Zeit aushärtet. So kann durch Temperaturbehandlung der Leim geeignet eingestellt werden. Weiter kann ein Härter eingegeben bzw. hinzugefügt werden, der nach z.B. 60 Sekunden aushärtet. Die Präparation des Leims wird insbesondere im Mischer durchgeführt oder ein Härter zusammen mit dem Leim unmittelbar vor dem Mischer den getrockneten Fasern hinzugefügt.
Es wird der Vorteil erzielt, dass beim späteren Verpressen der Fasern zu einer Platte der Leim sich sofort schnell verfestigt. Hierdurch kann man kürzere Presszeiten realisieren. Im jeweiligen Einzelfall wird der Zeitpunkt der Aushärtung vom Fachmann gezielt bestimmt, um zu besonders kurzen Presszeiten zu gelangen. Dies stellt einen weiteren wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik dar, bei dem diese kurzen Presszeiten aufgrund der erforderlichen Aushärtezeiten des Leims nicht realisiert werden konnten.
Da der Leim wesentlich niedrigeren Temperaturen als bisher ausgesetzt wird, ist es möglich, reaktivere Leime im Vergleich zum Stand der Technik einzusetzen. Darüber hinaus ist es möglich, den Bestandteil an Chemikalien wie z.B. Formaldehyd zu reduzieren. Hieraus ergeben sich weitere Umweltvorteile.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Leim mit erwärmter Luft verwirbelt und dieses Luft-Leimgemisch den getrockneten Fasern oder Spänen hinzugefügt. Die Warmluft, die zum Beispiel über eine Kabine zusammen mit dem Leim und den getrockneten Fasern oder Spänen in den Mischer eingeführt wird, aktiviert die Oberflächen der dabei erzeugten Leimtröpfchen etwas. Hierdurch wird einem Anhaften von Fasern oder Spänen an nachfolgenden Einrichtungen, so zum Beispiel an Mischerwänden, geeignet entgegengewirkt. Andernfalls müsste zum Beispiel der Mischer in kürzester Zeit gereinigt werden. Die Produktion würde dann also nachteilhaft gestoppt. Unerwünschte Reinigungskosten fallen ferner entsprechend an. Diese erheblichen wirtschaftlichen Nachteile sind gegenüber dem Nachteil, dass Leim ein wenig aktiviert wird, abzuwägen und miteinander zu vergleichen. Durch wenige Versuche kann der Fachmann ermitteln, wie weit der Leim an seiner Oberfläche zu aktivieren ist, um zu einem optimalen wirtschaftlichen Ergebnis zu gelangen. Der Anteil an aktivierten Leim wird im Vergleich zum Stand der Technik stets gering sein.
Nach der Zugabe des Leims zu den getrockneten Fasern oder Spänen wird die freie Oberfläche des Leims in einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine hierfür geeignete Einrichtung weiter etwas aktiviert, um so nachfolgende Verarbeitungsschritte zu erleichtern. Nach der Zugabe des Leims zu den getrockneten Fasern oder Spänen, insbesondere nach Verlassen des Mischers gelangen die mit Leim behafteten Fasern oder Späne deshalb vorzugsweise in ein Steigrohr, welches insbesondere 10 bis 30 m, vorzugsweise ca. 20 m lang ist. Der Durchmesser des Steigrohres liegt insbesondere bei 1 bis 4 Metern.
Das Steigrohr wird bevorzugt ebenfalls gekühlt und ist seinerseits dann beispielsweise doppelwandig, um eine Kühlflüssigkeit zwischen die beiden
Wände einer Doppelwand hindurchzuleiten. Zielsetzung ist wiederum die Bildung einer Kondenswasserschicht auf den Innenwänden des Steigrohres, damit die beleimten Fasern oder Späne nicht an den Wänden haften bleiben. Durch das Steigrohr können die beleimten Fasern oder Späne besonders einfach kontaktlos durch einen Luft- oder Gasstrom hindurchgeführt werden.
Es hat sich herausgestellt, dass die Fasern oder Späne mit einer
Geschwindigkeit von wenigstens 25 m/sec, vorzugsweise von wenigstens 35 Meter pro Sekunde durch das Steigrohr hindurchgeführt werden sollten. Ist die Geschwindigkeit geringer, so bleiben Fasern oder Späne trotz der vorgenannten Maßnahmen an dem Steigrohr verstärkt haften. Hierdurch würde das Steigrohr unnötig schnell verschmutzen. Als niedrigere Geschwindigkeiten vorgesehen worden sind, musste das Steigrohr bereits nach 8 Stunden gesäubert werden. Durch Einstellen einer geeigneten Geschwindigkeit konnten die Zyklen auf 7 bis 8 Tage ausgeweitet werden. Es musste also lediglich jede Woche das Steigrohr gereinigt werden.
Die maximale Geschwindigkeit, mit der die mit Leim behafteten Fasern oder Späne durch das Steigrohr hindurchgeblasen werden, hängt von der Leistungsfähigkeit der nachfolgenden Komponenten bzw. Einrichtungen ab. Hier ist zu berücksichtigen, dass die nachfolgenden Komponenten bzw. Einrichtungen in der Lage sein müssen, die ankommende Menge Fasern oder Spänen zu verarbeiten. In der Praxis konnte derzeit eine Obergrenze von 40 Meter pro Sekunde problemlos realisiert werden. Ab 50 Meter pro Sekunde waren die bisher eingesetzten nachfolgenden Komponenten überlastet. Es versteht sich von selbst, dass die obere
Geschwindigkeitsgrenze gesteigert werden kann, sobald leistungsfähigere nachfolgende Komponenten zur Verfügung stehen. Grundsätzlich gilt, dass höhere Transportgeschwindigkeiten im Steigrohr von Vorteil sind, da dann Verschmutzungsprobleme und hiermit einhergehende Produktionsstillstände entsprechend verringert werden. Durch Vorsehen eines Steigrohres wird erreicht, dass der Leim an der Oberfläche weiter etwas aktiviert wird, um so nachfolgende Verarbeitungsschritte geeignet durchführen zu können. Die Länge des Steigrohres ist also vom Fachmann an den gewünschten Grad der Leimaktivierung anzupassen. Der Fachmann wird bei der Auslegung die
Transportgeschwindigkeit im Steigrohr berücksichtigen.
Im Anschluss an die Zugabe von Leim zu den getrockneten Fasern oder Spänen, insbesondere im Anschluss an die teilweise Aktivierung des Leims im Steigrohr gelangen die Fasern, die mit Leim behaftet sind, in einen Zyklonen. Hier ist der Leim nun aufgrund der vorgenannten Maßnahmen hinreichend an der Oberfläche aktiviert worden, so dass er im Zyklonen nicht mehr haften bleibt. Im Zyklonen werden die Fasern oder Späne abgeschieden und mit einem Transportmittel wie einem Band dem nächsten Verarbeitungsschritt zugeführt. Die Fasern oder Späne werden im Zyklonen von der Luft getrennt. Das Transportmittel leitet die Fasern oder Späne in einer Ausführungsform in ein Sichtgerät. Im Sichtgerät werden die Fasern auf grobe Bestandteile hin untersucht. Die groben Bestandteile werden automatisiert aussortiert. Grobe Bestandteile sind beispielsweise Leimklumpen.
Vom Sichtgerät werden die Fasern oder Späne mittels eines Bandes weiter zur Presse transportiert und hier zur Platte verpresst. Die Presse besteht bevorzugt aus gegeneinander gepressten, umlaufenden Pressbändern, die geeignet temperiert werden. So kann kontinuierlich verpresst werden. Die Temperatur ist vom Fachmann auf den jeweils verwendeten Leim abzustimmen. Die Energiemenge und die hieraus resultierenden Temperaturen für die beiden Pressbänder sind in einer Ausführungsform daher unterschiedlich gewählt, um so einen Verzug bei der hergestellten Platte zu vermeiden. Der Temperaturunterschied beträgt ohne weiteres 20° bei Presstemperaturen, die um die 200 °C liegen. Die Düsen, über die der Leim den Fasern in einer Ausgestaltung der Erfindung zugegeben wird, sind bevorzugt kegelförmig ausgestaltet. Durch die Kegelspitze tritt der Leim dann tröpfchenartig aus, so dass hierdurch eine gleichmäßig Verteilung des Leims vorteilhaft gefördert, also verbessert wird.
Von Vorteil ist zur Vermeidung von Reinigungsarbeiten und einem hiermit einhergehenden Stillstand der Produktion, wenn der zum Beispiel aus den Düsen austretende Leim nachfolgende Werkzeuge, so zum Beispiel die im Mischer befindlichen Werkzeuge nicht kontaktiert. Der Leim wird daher bevorzugt direkt in Richtung der Fasern oder Späne zum Beispiel gelenkt, also zum Beispiel gespritzt. Im übrigen ist dann insbesondere auf einen genügenden Abstand zwischen Düsen und nachfolgenden Werkzeugen in einem Mischer zu achten. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass der Abstand zwischen Werkzeugen im Mischer und den Düsen wenigstens 1
Meter, bevorzugt wenigstens 2 Meter betragen sollte, wenn der Leim horizontal eingespritzt wird. Die Fasern werden dann senkrecht zu Beginn des Mischers eingeführt und in diesem horizontal weiter transportiert. Die genannten konkreten Abstandswerte beziehen sich natürlich nur auf einen konkreten Einzelfall. Sie sind nicht allgemeingültig, da es schließlich auch auf die Geschwindigkeit ankommt, mit der der Leim aus den Düsen austritt.
Wird eine Leim-Luft-Gemisch in Richtung der Fasern gespritzt, so steht vorteilhaft zugleich ein Luftstrom bereit, mit dem die Fasern zunächst möglichst kontaktlos durch nachfolgende Einrichtungen wie einem Mischer oder einem Steigrohr geblasen und damit transportiert werden. Anstelle von Luft kann grundsätzlich auch ein Gas eingesetzt werden.
Als Werkzeuge in einem Mischer werden insbesondere Rührgeräte eingesetzt, die eine Durchmischung der Fasern mit dem Leim bewirken. Um zu guten Ergebnissen zu gelangen, gelangen die Fasern in Form eines Vorhangs vor die Düsen. Hierdurch wird zusätzlich zu den bereits genannten Vorteilen vermieden, dass Leim in den Mischer hineinspritzt und hier Werkzeuge verschmutzt. Andernfalls würden die Fasern an den Werkzeugen anhaften, und der Mischer würde in kürzester Zeit verstopft und musste in kurzen Abständen gereinigt werden.
Die Werkzeuge im Mischer sind in einer Ausgestaltung an einer zentral eingebauten Achse befestigt und bestehen aus sternförmig abstehenden Stangen, die ähnlich wie ein Ruderblatt in einen flachen Bereich übergehen. Insgesamt wird ein Stern aus zum Beispiel vier Werkzeugen gebildet. Je zwei Werkzeuge schließen also einen Winkel von 90° ein. Im Vergleich zum Luftstrom, der durch den Mischer fließt, sind die Ruderblätter schräg gestellt. Hierdurch wird eine Verwirbelung der Luft erzielt und damit eine gute Durchmischung der Fasern bzw. Späne mit dem Leim. Mehrere durch Werkzeuge gebildete „Sterne" sind in gleichmäßigen Abständen an der Achse befestigt. Die Fasern oder Späne werden dann parallel zur Achse durch den Mischer transportiert. Ganz allgemein sind die Werkzeuge also so insbesondere beschaffen, dass neben den Fasern oder Spänen Luft verwirbelt wird. Propellerartig wirkende oder propellerartige Werkzeuge sind also zu bevorzugen.
Aus den Fasern wird ein Vorhang bevorzugt wie folgt erzeugt.
Ein Transportmittel, so zum Beispiel ein Transportband bzw. eine
Bandwaage ist am Ende mit wenigstens einer, bevorzugt mit mehreren Walzen versehen. Durch die Walze(n) werden die Fasern hindurchgeführt. Die Walzen sind insbesondere gegeneinander gedrückt. Verbleibt ein Spalt zwischen zwei Walzen oder einer Walze und einer angrenzenden Fläche, so ist dies grundsätzlich unschädlich. Hierdurch wird erreicht, dass durch die Walzen eine Art Vorhang oder Matte aus den Fasern gebildet wird. Es wird also die Vorhangform durch die Walzen erzeugt. Es wird dabei bevorzugt ein Transportband eingesetzt, da dieses eine gleichmäßige Zuführung von Fasern zu den Walzen gewährleistet. Wird eine Bandwaage eingesetzt, so wird in einer Ausführungsform die Geschwindigkeit der Zuführung zu den Walzen so gesteuert, dass den
Walzen eine besonders gleichbleibende Menge an Fasern zugeführt wird. Gemäß dem Stand der Technik werden regelmäßig Schnecken zum Transport von Fasern bei der Herstellung von MDF-Platten eingesetzt. Fasern verlassen Schnecken jedoch relativ ungleichmäßig. Ein entsprechend ungleichmäßiger aus den Fasern gebildeter Vorhang wäre die Folge. Ein gleichmäßig dicker und breiter Vorhang ist von Vorteil, um eine gleichmäßige Leimverteilung zu erreichen. Außerdem wird so erreicht, dass der Vorhang eingespritzten Leim von nachfolgenden Werkzeugen zuverlässig trennt.
Insbesondere durch die (zusammengepressten) Walzen zur Erzeugung des Vorhangs wird vermieden, dass die Fasern watte- oder klumpenartig weitergeleitet werden. Dies würde die gewünschte gleichmäßige Beleimung behindern.
Um eine hinreichend große Menge an Fasern zu einem Vorhang verarbeiten zu können sowie zur Erzielung eines besonders gleichmäßigen Vorhangs, sind in einer Ausführungsform mehr als zwei Walzen eingesetzt, durch die Fasern zur Erzeugung eines Vorhangs hindurch geleitet werden. Die Walzen sind vorzugsweise versetzt übereinander so angeordnet, dass ein spitzer Winkel der Walzen mit einem Transportmittel so zum Beispiel einem Transportband bzw. der Bandwaage eingeschlossen wird. Hierdurch kann genügend Material dem Transportmittel zugegeben, also zum Beispiel auf die Bandwaage gege- ben werden, um eine hinreichend große Menge an Fasern gleichmäßig verarbeiten zu können. In der Praxis hat sich bisher herausgestellt, dass insgesamt vier Walzen besonders vorteilhaft sind, um einen Vorhang aus den Fasern zu erzeugen, der anschließend mechanisch beleimt wird.
Die Öffnung, durch die der aus Fasern bestehende Vorhang in einer
Ausführungsform in oder vor den Mischer eingeführt wird, entspricht bevorzugt der maximalen Breite des Mischergehäuses, also zum Beispiel dem Durchmesser des genannten Rohres, das zugleich die Wände des Mischers bildet. Hierdurch ist sichergestellt, dass die gesamte Breite im Mischer durch den Vorhang abgedeckt wird. Andernfalls könnte Leim an den verbleibenden Öffnungen seitlich am Vorhang vorbei in das Innere des Mischers hineinspritzen, und die vorgenannten Verschmutzungsprobleme würden auftreten.
Würde nicht die gesamte Breite des Mischers abgedeckt, so würde nicht nur Leim in den Mischer hineinspritzen, sondern es würden auch verstärkt Randfasern mitgerissen werden, die verklumpen. Hierdurch wird die Qualität des Materials beeinträchtigt. Entsprechende
Produktionsprobleme, bzw. Aufarbeitung des Materials muss nachteilhaft und kostenintensiv betrieben werden.
Die seitlichen Wände des Mischers werden in der Praxis vorzugsweise auf 7 bis 15 °C, insbesondere auf 10 bis 12°C abgekühlt. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Kondenswasserschicht sich auf den Wänden absetzt. Durch die Kondenswasserschicht wird das Ankleben verhindert.
Die genannten Temperaturen eignen sich auch für die Bildung einer Kondenswasserschicht an den Innenwänden innerhalb des Steigrohres.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zunächst
Holzspäne oder Holzhackschnitzel in den festen Holzbestandteil Cellulose und in die flüssigen Bestandteile Lignin und flüssige Hemicellulose zerlegt. I
Lignin und Hemicellulose werden von den festen Bestandteilen getrennt und als Leim eingesetzt, also erfindungsgemäß mit den getrockneten Holzfasern oder Holzspänen vermischt. Die festen Holzbestandteile werden zu Fasern oder Spänen weiter verarbeitet. Die flüssigen Anteile können zum Beispiel in einem sogenannten Agitator von den festen
Anteilen getrennt werden. Die vorgenannten Bestandteile, die erhalten werden, liegen typischerweise bei: 20 bis 35 Gew.-% Hemicellulose, 45 bis 50 Gew.-% Cellulose sowie 20 bis 35 Gew.-% Lignin.
Hackschnitzel werden in einer Ausführungsform zunächst in eine
Stopfschnecke hineingegeben. Von der Stopfschnecke aus gelangen die Hackschnitzel im komprimierten Zustand in einen Kochbehälter hinein und werden hier bei hohem Druck gekocht. Der Kochbehälter ist entsprechend auf hohe Drucke ausgelegt. Der Druck im Kochbehälter beträgt insbesondere wenigstens 12 bis 22 bar. Gemäß dem Stand der Technik werden Hackschnitzel in der Regel bei Drucken von lediglich 8 bis 9 bar gekocht. Durch die Temperaturdampfbehandlung werden die festen Holzbestandteile (Cellulose) vom Lignin und Hemicellulose, die flüssige Anteile darstellen, getrennt. Die Cellulose liegt in fester Form vor. Die beiden anderen Komponenten Lignin und Hemicellulose sind flüssig und können grundsätzlich als Leim eingesetzt werden. Die Klebkraft wird dabei überwiegend von der Hemicellulose bewirkt.
Es ist zwar aus der Druckschrift WO 98/37147 bekannt, das im Holz enthaltene Lignin und Hemicellulose von den festen Bestandteilen zu trennen und als Leim anschließend bei der Herstellung von MDF-Platten einzusetzen. Nachteilhaft entstanden bei diesem Verfahren starke Emissionen, die die Umgebung einer Produktionsstätte stark belastet hätten. Die Emissionen konnte nicht durch wirtschaftlich vertretbare Maßnahmen beseitigt werden. Das Problem der Emissionen wird erfindungsgemäß dadurch reduziert, dass die flüssigen Bestandteile sich zunächst in dem druckdicht abgedichteten Kochbehälter befinden, aus dem keine Bestandteile entweichen können. Nach der Abtrennung der flüssigen Bestandteile kühlen sich diese ab und werden bei relativ niedrigen Temperaturen weiter verarbeitet, also insbesondere über Düsen auf die Fasern gesprüht. Die flüssigen Bestandteile sind also deutlich abgekühlt, bevor sie das geruchsdicht abgekapselte System verlassen. In diesem relativ kühlen Zustand ist die Geruchsentwicklung sehr niedrig. Die Nutzung Lignin und Hemicellulose als Leim wird also dadurch ermöglicht, dass diese Bestandteile eines Holzes erst bei niedrigen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen deutlich unterhalb von 100°C ein geruchsdicht abgekapseltes System verlassen und in diesem kühlen
Zustand auf die Fasern aufgebracht werden. Auf diese Weise gelingt es also, die mit der Geruchsentwicklung einhergehende Umweltbelastung auf wirtschaftliche Weise hinreichend stark herabzusetzen.
Die in der vorbeschriebenen Weise erhaltenen flüssigen Anteile
Hemicellulose sowie Lignin werden in einer Ausgestaltung der Erfindung mit konventionellem Leim gemischt. Der Anteil an Hemicellulose sowie Lignin in der Leimmischung beträgt bevorzugt nicht mehr als 20 Gew.-%. Das Gemisch enthält darüber hinaus insbesondere einen Leim auf einer Formaldehyd-Hamstoff-Basis.
Wird ein Leimgemisch eingesetzt, der mehr als 20 Gew.-% Anteile an Hemicellulose und Lignin enthält, so wird die Presszeit (bei einem ergänzenden Einsatz der derzeit konventionell zur Verfügung stehenden synthetischen Leime) zu lang, während der die beleimten Fasern zur
Platte verpresst wird. Es ist daher wirtschaftlicher, Hemicellulose und Lignin mit anderem Leim oder Leimgemischen zu mischen. Auf diese Weise kann einerseits konventioneller Leim eingespart werden und andererseits wird das Verfahren nicht aufgrund langer Presszeiten zu lang und damit unwirtschaftlich. Welche Obergrenze für die Anteile an
Hemicellulose und Lignin wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt natürlich von der Reaktivität des Leims ab, mit dem die Bestandteile Hemicellulose und Lignin gemischt werden. Die genannte Obergrenze von 20 Gew.-% stellt daher lediglich ein Richtwert bzw. Erfahrungswert dar.
Da u.a. Luft für den Transport der Fasern mit dem Leim durch den Mischer vorgesehen wird, weisen die Düsen zur Einspeisung von Leim in einer
Ausgestaltung der Erfindung einen Abstand zum Gehäuse des Mischers auf. Vor einer Öffnung des Mischergehäuses befinden sich dann die Düsen. Zwischen Düsen und Öffnung verbleibt damit ein Spalt oder Ringspalt, über den Luft mitgerissen und so geeignet zugeführt werden kann. Darüber hinaus kann bei dieser Ausgestaltung die Luft, die über den
Spalt oder Ringspalt eingeführt wird, vorgewärmt werden, um eine gewünschte Temperatur im Mischer bereitzustellen, insbesondere um so eine Aktivierung des Leims an der Oberfläche zu fördern.
Werkzeuge im Inneren des Mischers sind in einer Ausgestaltung auf einer
Achse angebracht. Ringförmig um die Achse herum sind dann die Düsen zur Einspeisung von Leim angeordnet, um so Fasern gleichmäßig mit Leim zu versehen. Die Fasern bzw. der aus Fasern bestehende Vorhang werden dann bevorzugt senkrecht zur Achse zwischen Düsen und Werkzeugen zugeführt. In Abhängigkeit von dem Durchmesser des
Mischers werden Düsen in einer oder mehreren Reihen ringförmig angeordnet. Bei entsprechend großem Durchmesser wird die gesamte Öffnung des Mischers mit Leim besprüht, indem eine zweite Reihe an Düsen ringförmig um die Achse herum angeordnet ist.
Zu den aus festen Holzbestandteilen bestehenden Fasern werden in einer Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich Glasfasern oder Kunststofffasern hinzugegeben. Die Zugabe erfolgt insbesondere im oder unmittelbar vor dem Mischer. Hierdurch können besonders gut plattenartige Formteile hergestellt werden, die zum Beispiel als Innenverkleidung in einem Auto vorgesehen werden. Solche geformten Platten können in der Automobilindustrie beispielsweise als Hutablage eingesetzt werden. Es genügt dann, das Schichtsystem lediglich vorzupressen. Ein Endpressschritt muss nicht durchgeführt werden.
In der Autoindustrie werden nicht so viele Formteile benötigt, wie Fasern üblicherweise im großindustriellen Maßstab wirtschaftlich hergestellt werden. Daher ist es wirtschaftlicher, Formteile, die insbesondere in der Automobilindustrie eingesetzt werden, zusammen mit (für die Herstellung von Paneelen vorgesehene) MDF-Platten herzustellen, um so die Fasermengen im großtechnischen Maßstab nutzen zu können. Die für die Herstellung von Paneelen vorgesehene MDF-Platten weisen eine
Oberseite und eine Unterseite auf, die zueinander parallel verlaufen und die eben sind. Diese Platten sind wenige Millimeter dick. Sie weisen in der Regel keine Kunststoff- oder Glasfasern auf, da keine besonderen Formen realisiert werden müssen, die von einer ebenen Oberfläche abweichen.
Bei der Herstellung von Formteilen sind scharfe Kanten problematisch. Diese neigen zum Aufreißen. Durch Verstärkung mit Glasfaser- oder Kunststofffasern können diese Probleme vermieden werden.
Formteile der vorgenannten Art werden auch in der Möbelindustrie eingesetzt. Solche Formteile werden z. B. bei Türen benötigt, die aus Designgründen besonders geformt sind.
Im Unterschied zu aus Fasern bestehenden Platten, also zum Beispiel MDF-Platten, die für die Herstellung von Paneelen vorgesehen sind, genügt es bei den Formteilen, diese lediglich vorzupressen. Das Vorpressen findet bei wesentlich geringeren Drücken statt als der eigentliche Pressschritt. Der Vorpressdruck kann lediglich ein 1/3 des Drucks betragen, der für den eigentlichen Pressschritt eingesetzt wird. Der eigentliche Pressschritt kann bei Drucken von 75 bis 80 kg/cm2 durchgeführt werden. Der Anteil an Glasfasern und/ oder Kunststofffasern in einem Formteil beträgt bis 25 Gew.-%, bevorzugt bis 15 Gew.-%, um zu kostengünstigen Ergebnissen zu gelangen. Wenigstens 5 Gew.-% sollten eingesetzt sein.
Fasern für die Herstellung von Formteilen den Fasern abzuzweigen, die für die Herstellung von MDF- oder HDF-Platten für Paneele, insbesondere für Fußbodenpaneele verwendet werden, ist auch unabhängig von den hier genannten erfindungsgemäßen Fasern besonders wirtschaftlich im Vergleich zum Stand der Technik.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren weiter verdeutlicht.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Bandwaage 1 und einen nachfolgenden Mischer 2. Wie durch den Pfeil 3 angedeutet, werden getrocknete Fasern, die aus Holzhackschnitzeln hergestellt wurden, über eine Öffnung eines Gehäuses 4 der Bandwaage 1 zugeführt. Eine
Schräge 5 lenkt die ankommenden Fasern auf das Band der Bandwaage.
Die Bandwaage erfasst und steuert die Materialmenge, die in Richtung der drei Walzen 6 transportiert wird. Die drei Walzen 6 sind übereinander sowie versetzt so angeordnet, dass diese mit der Bandwaage 1 einen spitzen Winkel α einschließen. Die auf der Bandwaage befindlichen
Fasern gelangen in diesen spitzen Winkel hinein. Sie passieren die rotierenden Walzen 6. Dabei wird aus den Fasern ein Vorhang gebildet, der schwerkraftbedingt senkrecht nach unten entlang des Pfeils 7 weiter transportiert wird. Der Vorhang gelangt so in den Mischer 2 hinein und zwar zwischen eine Mehrzahl an Düsen 8 und Werkzeuge 9.
Der Mischer besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse. Das Gehäuse wird durch eine Doppelwand 10 und 11 gebildet. Zentral im Inneren des
Gehäuses ist eine Achse 12 angeordnet, auf der die Werkzeuge 9 befestigt sind. Ein Werkzeug 9 schließt mit der Achse 12 einen rechten Winkel ein. Jeweils vier ruderblattartige Werkzeuge 9 sind sternförmig zusammengefasst. Mehrere dieser zusammengefassten Werkzeuge sind in gleichförmigen Abständen auf der Achse 12 befestigt. Der vordere Bereich, in den der aus Fasern bestehende Vorhang eingeführt wird, ist frei von Werkzeugen. So wird gewährleistet, dass ein hinreichend großer
Abstand zwischen den Werkzeugen 9 und den Düsen 8 vorhanden ist. Dieser Abstand ist. vorgesehen, damit aus den Düsen 8 austretender Leim nicht während des Betriebes auf die Werkzeuge unmittelbar auftrifft.
Der Durchmesser des Gehäuses des Mischers entspricht der Breite der
Öffnung, über die der aus Fasern bestehende Vorhang in den Mischer eingeführt wird. Die Breite des Vorhangs ist an die Breite der Öffnung angepasst. Die Düsen 8 sind halbkreisförmig um die Achse 12 herum in einem oberen Bereich angeordnet. Hierdurch wird bewirkt, dass einerseits der Vorhang gleichmäßig mit Leim versehen wird und andererseits der aus den Düsen 8 austretende Leim nicht unmittelbar auf Teile des Mischers auftrifft. Zwischen den Düsen 8 und dem Gehäuse 10, 11 ist ein Abstand angeordnet, so dass eine Art Ringspalt gebildet wird. Über diesen Ringspalt wird Luft angesaugt. Nicht dargestellt sind Mittel zur Erwärmung der Luft, die angesaugt wird. Es entsteht so ein Leim-Luft-
Gemisch. Der mit Leim versehene Vorhang (mit anderen Worten eine aus Fasern gebildete Matte) wird durch den Luftstrom parallel zur Achse 12 durch den Mischer 2 transportiert. Die Achse rotiert während des Transports und somit die Werkzeuge 9. Dabei wird der Leim mit den Fasern weiter vermischt. Zwischen die beiden Wände 10 und 11 der
Doppelwand wird eine gekühlte Flüssigkeit eingeleitet, um im Inneren des Mischers an seinen Innenwänden eine Kondenswasserschicht entstehen zu lassen.
In der Figur 2 wird eine Aufsicht auf den Mischer parallel zur Achse 12 gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur zwei Werkzeuge 9 eingezeichnet Anhand von Figur zwei wird insbesondere eine einreihige, halbkreisförmige Anordnung der Düsen im oberen Bereich verdeutlicht.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren für die Herstellung einer aus Fasern oder Spänen gefertigten Platte mit den Schritten:
- Aufbringung von Leim auf Fasern oder Späne bei einer Temperatur unterhalb von 100°C, - Verpressen der mit dem Leim versehenen Fasern oder Späne zu einer Platte bei Temperaturen oberhalb von 140 °C.
2. Verfahren für die Herstellung einer aus Fasern oder Spänen gefertigten Platte mit den Schritten: - Trocknung von Fasern oder Spänen in einer
Trocknungseinrichtung,
- Aufbringung von Leim auf die getrockneten Fasern außerhalb der Trocknungseinrichtung bei einer abgekühlten Temperatur,
- Verpressen der mit dem Leim versehenen Fasern zu einer Platte insbesondere unter Zufuhr von Wärme.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leim auf die Fasern oder Späne aufgebracht wird, indem ein Leim-Gas-Gemisch auf die Fasern gesprüht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leim in einer solchen Menge aufgetragen wird, dass 45 bis 55 kg Leim pro m3 Platte eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Späne vor der Aufbringung von Leim auf eine Bandwaage gegeben wird und die Bandwaage und die Leimaufbringung so gesteuert werden, dass das Mengenverhältnis zwischen dem Leim und den Fasern oder Spänen während der Aufbringung des Leims im wesentlichen konstant ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Leim versehenen Fasern oder Späne miteinander vermischt und/ oder verwirbelt werden und zwar insbesondere in einem Mischer mit gekühlten Wänden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern zu einem Vorhang oder einer Matte geformt werden und der Leim auf den Vorhang oder die Matte aufgebracht oder in den Vorhang oder in die Matte hineingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leim zusammen mit erwärmter Luft auf die Fasern oder Späne aufgebracht wird und zwar insbesondere bei einer Lufttemperatur von 40 bis 70°C.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leim zusammen mit einem Härter auf die Fasern oder Späne aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leim nach der Aufbringung auf die Fasern oder Späne zunächst nur auf seine Oberfläche begrenzt aktiviert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Leim versehenen Fasern oder Späne durch ein Steigrohr geblasen werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Holz in feste Bestandteile und in flüssige Bestandteile zerlegt wird, und flüssige Bestandteile als Leim auf die
Fasern oder Späne aufgebracht werden.
13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssigen Bestandteile vor der Aufbringung abgekühlt werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Leim Lignin und Hemicellulose enthalten sind und zwar insbesondere mit einem Anteil von bis zu 20 Gew.- %.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststofffasern und / oder Glasfasern zu den aus Holz bestehenden Fasern hinzugegeben werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass plattenartige Formteile hergestellt werden.
17. Verfahren insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass MDF- und/ HDF-Platten für Fußbodenpaneele und Formteile zeitgleich hergestellt werden und die hierführ verwendeten Fasern aus der gleichen Einrichtung, insbesondere aus der gleichen Mahleinrichtung stammen.
18. Vorrichtung für die Herstellung einer aus Fasern oder Spänen gefertigten Platte mit einer Trocknungseinrichtung, in der die Fasern oder Späne getrocknet werden, und mit Beleimungseinrichtung, in der die Fasern oder Späne mit Leim versehen werden, und mit Mitteln, um die mit Leim versehenen Fasern oder Späne zu einer Platte zu verpressen,
dadurch gekennzeichnet, dass
Transportmittel (1, 7) vorgesehen sind, mit denen die Fasern oder Späne von der Trocknungseinrichtung zu der Beleimungseinrichtung (2, 8) transportiert werden.
19. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch mit einer Einrichtung, in der Holzschnitzel zu Fasern verarbeitet werden und zwar insbesondere unter Zuführung von Temperatur und Druck mit Hilfe von Malscheiben.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, bei der die Trocknungseinrichtung ein Rohr nebst Mitteln aufweist, mit denen ein gasförmiges Medium erhitzt und durch das Rohr geblasen wird.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, bei der das Transportmittel eine Bandwaage (1) umfasst.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, bei der ein Mischer (2) vorgesehen ist, in dem Leim und Fasern oder Späne miteinander vermischt werden und zwar insbesondere mechanisch mittels Rührwerkzeuge (9), wobei die Rührwerkzeuge vorzugsweise ruderblattartig und propellerartig angeordnet sind, um hierdurch eine Verwirbelung von
Luft im Mischer bewirken zu können.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, bei der ein Mischer (2) nebst Mitteln zur Kühlung seines Gehäuses (10, 11) vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorπchtungsansprüche, bei der ein Mischer (2) vorgesehen ist, der zumindest teilweise ein doppelwandiges Gehäuse (10, 11) und zwar insbesondere ein doppelwandiges Rohr umfasst.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, bei der Kühlmittel zur Kühlung einer Flüssigkeit vorgesehen sind, sowie Mittel, um mit der gekühlten Flüssigkeit das Gehäuses eines Mischers und/ oder eines Steigrohres zu kühlen.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, mit Mitteln zur Erzeugung einer Kondenswasserschicht an den Innenwänden eines Mischers und/ oder eines Steigrohres.
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, mit Mitteln (6), um die Fasern in Form eines Vorhangs oder einer Matte der Beleimungseinrichtung zuzuführen.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, mit Mitteln (6), um die Fasern in Form eines Vorhangs oder einer Matte der Beleimungseinrichtung zuzuführen, wobei diese Mittel Walzen (6) umfassen und wobei ein Transportband oder eine Bandwaage (1 ) für die Zuführung von
Fasern zu den Walzen vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, mit Mitteln (6), um die Fasern in Form eines Vorhangs oder einer Matte der Beleimungseinrichtung zuzuführen, wobei diese Mittel Walzen (6) umfassen, die übereinander sowie versetzt angeordnet sind, wobei die Walzen insbesondere so angeordnet sind, dass diese mit einem Transportband oder einer Bandwaage (1 ) einen spitzen Winkel (α) einschließen.
30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, mit Düsen (8), über die Leim auf die Fasern oder Späne aufgebracht wird, die insbesondere kegelförmig sind.
31.Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, mit Mitteln, mit denen Leim zusammen mit erwärmter Luft auf die Fasern oder Späne aufgebracht wird.
32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, mit Mitteln, mit denen Leim zusammen mit einem Härter auf die Fasern oder Späne aufgebracht wird.
33. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, mit einem im wesentlichen senkrecht verlaufenden Steigrohr, welches sich an die Beleimungseinrichtung anschließt und durch das die beleimten Fasern oder Späne entgegengesetzt zur Schwerkraft durchgeblasen werden, wobei vorzugsweise Mittel zur Kühlung der Wände des Steigrohres vorgesehen sind.
34. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, mit einem Zyklonen, in dem mit Leim versehene Fasern oder Späne abgeschieden werden, und/ oder einem Sichtgerät, durch das die mit Leim versehenen Fasern oder Späne optisch kontrolliert werden können.
35. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, mit einer Presse, die gegeneinander gepresste, umlaufende Pressbändern umfasst.
36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, mit Mitteln, Fasern in Form eines Vorhangs oder einer Matte vor die Düsen zu bringen, aus denen Leim austritt.
37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, mit einem Mischer (2) und einer Öffnung, durch die ein aus Fasern bestehender Vorhang in oder vor den
Mischer eingeführt wird, wobei die Öffnung der maximalen Breite des Mischergehäuses entspricht und die Mittel zur Erzeugung des Vorhangs bevorzugt so dimensioniert sind, dass die Breite des Vorhangs im wesentlichen der Breite der Öffnung entspricht..
38. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorπchtungsansprüche, bei der ein aus Metall bestehendes Steigrohr und/ oder ein aus Metall bestehender Mischer vorgesehen ist.
39. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche , bei der Mittel vorgesehen sind, um Holz in feste und flüssige Bestandteile zu zerlegen, und Mittel, um flüssige Bestandteile auf die Fasern oder Späne aufzubringen.
40. Platte, im wesentlichen bestehend aus Holzfasern und Leim, insbesondere herstellbar mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Leim in der Platte 45 bis 55 kg pro m3, insbesondere 50 bis 52 kg pro m3 beträgt.
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