WO2015140022A1 - Verfahren zur herstellung von pressgütern insbesondere von spanplatten - Google Patents

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WO2015140022A1
WO2015140022A1 PCT/EP2015/055050 EP2015055050W WO2015140022A1 WO 2015140022 A1 WO2015140022 A1 WO 2015140022A1 EP 2015055050 W EP2015055050 W EP 2015055050W WO 2015140022 A1 WO2015140022 A1 WO 2015140022A1
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    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08Moulding or pressing
    • B27N3/18Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/16Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length only at particular parts of the work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08Moulding or pressing
    • B27N3/24Moulding or pressing characterised by using continuously acting presses having endless belts or chains moved within the compression zone

Definitions

  • the invention relates to a method for producing pressed products, in particular chipboard.
  • Chipboard is made from wood chips and a synthetic resin glue by pressing the raw materials. They are mainly used in furniture and interior design as well as Fer ⁇ tighausbau.
  • binders for example, urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, phenol-formaldehyde resin and their mixed products, polyurethanes or tannin resins are used.
  • organic binders also Anorga ⁇ African such as Portland cement, magnesia cement or gypsum can be used for the production of particleboard.
  • hardeners such as ammonium sulfate, ammonium nitrate, ammonium chloride are used as auxiliaries and additives; Accelerators such as potash ⁇ umkarbonat, amines; Formaldehyde scavengers; Hydrophobicity ⁇ insurance agents; Fire retardants such as ammonium phosphate; Fungicides and dyes are used.
  • the chips are dried so that they have the required for the pressing process target moisture content of about 1-8% in the top layer and 4-6% in the middle layer.
  • the chips are machine-screened and, depending on size and purity, used either in the middle layer or in the top layer.
  • the chips are glued and after laying the chips scattered to a fleece. This is pressed under the action of high temperatures of about 200 ° C to plates.
  • Contemporary presses work in a continuous mode of operation, that is as endless belt presses. After pressing, the panels are conditioned (stored for one week to moisture and heat in the plate from ⁇ loomen) trimmed, and ground.
  • the invention is based, to improve the said Her- Stellvorgang the task.
  • This object is achieved in accordance with the invention with a method for producing pressed products, in particular chipboard, in which an inhomogeneous distribution of moisture of the material to be pressed over the width of the mat is achieved by targeted moistening of the raw materials before the pressing process.
  • the temperature profile over the cross section of the mat can be controlled.
  • the throughput time of the material to be pressed can be shortened by the press and the productivity can be increased.
  • the material to be pressed is produced as a continuous press material by means of a continuously operating belt press.
  • the targeted moistening of the raw materials can be done by spraying the mat before the pressing process, or else by the fact that a targeted application of different wet raw materials takes place.
  • Fig. 1 shows schematically an endless belt press
  • Fig. 2 shows an exemplary distribution of moisture and 3 shows a further advantageous Standsvertei ⁇ lung.
  • the endless belt press shown in Fig. 1 comprises a press table 2 and a movable Pressbär 1, which are connected by tension columns.
  • the press bar 1 is moved up and down by hydraulic pressure cylinders and locked in the selected position.
  • the properties of the finished product are largely determined by the choice of pressing conditions.
  • the optimization of the pressing process is therefore an important object of the wood-based material manufacturer ⁇ .
  • the targeted influencing the density profile during the hot-pressing process has in the engineered wood manufacturing very important because significant mechanical drive self ⁇ properties such as transverse tensile and flexural strength of compression ⁇ degree of the mat in the individual layers depend.
  • the expression of the density profile can be controlled in continuous as well as in cycle presses by the choice of the pressing program, that means via the choice of the pressure as well as the distance over the press length during the hot pressing process.
  • the process can be regulated by way or pressure, by way of pressure limitation or pressure limitation with path limitation, it being possible to change between these types of control within the process.
  • the manufacturing process is now according to the invention influenced by ge ⁇ aimed moistening of the raw materials before the pressing process in such a way that an inhomogeneousassisvertei ⁇ lung of the pressed material is obtained across the width of the mat. 7
  • the width is understood to mean the extent of the mat 7 transverse to the feed direction of the press, with reference to the figure this corresponds to the viewing direction of the viewer.
  • the throughput time of the material to be pressed can be shortened by the press and the productivity can be increased.
  • this distribution has an approximately quad ⁇ ratischen course on with minima MIN at the edges and in the middle of the plate and maximum values MAX between the center and the edges at a position of approximately +/- B / 2, starting from the center of the plate, wherein B is the width of the plate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pressgütern insbesondere von Spanplatten bei dem durch gezielte Befeuchtung der Rohstoffe vor dem Pressvorgang eine inhomogene Feuchtigkeitsverteilung des Pressgutes über die Breite der Matte (7) erzielt wird. Mit der Erfindung kann die Durchlaufzeit des Pressgutes durch die Presse verkürzt und die Produktivität erhöht werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung von Pressgütern insbesondere von Spanplatten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pressgütern insbesondere von Spanplatten.
Spanplatten werden aus Holzspänen und einem Kunstharzleim durch Verpressen der Ausgangsstoffe hergestellt. Eingesetzt werden sie vorwiegend im Möbel- und Innenausbau sowie im Fer¬ tighausbau .
Bei der Herstellung werden die eingesetzten Hölzer zunächst zerkleinert, wobei die Größe der produzierten Späne bzw. Fa¬ sern für jede Plattenart unterschiedlich ist. Je nach Verfahren werden die Fasern vor dem Trocknen oder unmittelbar danach mit Bindemitteln versetzt. Als Bindemittel werden beispielsweise Harnstoff- Formaldehydharz, Melamin-Formaldehydharz , Phenol- Formaldehydharz sowie deren Mischprodukte, Polyurethane oder Tanninharze eingesetzt. Neben organischen können auch anorga¬ nische Bindemittel wie Portlandzement, Magnesiazement oder Gips zur Herstellung von Spanplatten verwendet werden. Zusätzlich kommen als Hilfs- und Zuschlagstoffe Härter wie Am- monsulfat, Ammonnitrat, Ammonchlorid; Beschleuniger wie Kali¬ umkarbonat, Amine; Formaldehydfängersubstanzen; Hydrophobie¬ rungsmittel; Feuerschutzmittel wie beispielsweise Ammonium- phosphat; Fungizide und Farbstoffe zum Einsatz.
Danach werden die Späne getrocknet, damit sie die für den Pressvorgang erforderliche Sollfeuchte von etwa 1-8 % in der Decklage und 4-6 % in der Mittellage aufweisen. Nach der Trocknung werden die Späne maschinell gesichtet und je nach Größe und Reinheit entweder in der Mittelschicht oder in der Deckschicht eingesetzt. Danach werden die Späne beleimt und nach dem Beieimen die Späne zu einem Vlies gestreut. Dies wird unter Einwirkung hoher Temperaturen von ca. 200 °C zu Platten verpresst. Zeitgemäße Pressen arbeiten dabei in kontinuierlicher Arbeitsweise, das heißt als Endlos-Bandpressen . Nach dem Pressen werden die Platten konditioniert (Lagerung über eine Woche, um Feuchtigkeit und Wärme in der Platte aus¬ zugleichen) , besäumt und geschliffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Her- Stellvorgang zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung von Pressgütern insbesondere von Spanplatten bei dem durch gezielte Befeuchtung der Rohstoffe vor dem Pressvorgang eine inhomogene Feuchtigkeitsverteilung des Pressgutes über die Breite der Matte erzielt wird.
Nachdem die Feuchtigkeit eine wesentliche Rolle beim Wärme¬ transport von den Heizplatten in das Pressgut spielt, kann damit auch der Temperaturverlauf über den Querschnitt der Matte gesteuert werden.
Dabei ist es insbesondere wesentlich, dass durch eine stärke¬ re Befeuchtung des Mittenbereiches der Matte die für die Aushärtung wesentliche Temperatur von 100°C in diesem Mittenbereich und am Rand der Matte nahezu gleichzeitig erreicht wird und damit auch die Aushärtung in der Mitte der Platte und am Rand nahezu gleichzeitig, also über die gesamte Breite gleichmäßig erfolgt.
Mit der Erfindung kann die Durchlaufzeit des Pressgutes durch die Presse verkürzt und die Produktivität erhöht werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Pressgut als Endlospressgut mit- tels einer kontinuierlich arbeitenden Bandpresse hergestellt wird . Die gezielte Befeuchtung der Rohstoffe kann durch Besprühen der Matte vor dem Pressvorgang erfolgen, oder aber auch dadurch, dass eine gezielte Aufbringung unterschiedlich feuchter Rohstoffe erfolgt.
Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Endlos-Bandpresse
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Feuchtigkeitsverteilung und Fig.3 zeigt eine weitere vorteilhafte Feuchtigkeitsvertei¬ lung .
Die in Fig. 1 dargestellte Endlos- Bandpresse umfasst einen Presstisch 2 und einen beweglichen Pressbär 1, welche mittels Zugsäulen verbunden sind.
Zur Einstellung des Pressspaltes wird der Pressbär 1 von hydraulischen Druckzylindern auf- und abbewegt und in der ge- wählten Stellung arretiert.
Um Presstisch 2 und Pressbär 1 sind flexible Stahlbänder 3 über Antriebs- und Umlenkrollen 4 geführt. Sie ziehen das zu pressende Gut als Matte 7 durch die Presse und übertragen den Pressdruck, sowie die Wärme der Heizplatten 5 auf das
Pressgut 6.
Die Eigenschaften des fertigen Produktes werden maßgeblich durch die Wahl der Pressbedingungen bestimmt. Die Optimierung des Pressprozesses ist daher ein wichtiges Ziel der Holzwerk¬ stoffhersteller .
Diese Optimierung wird durch die komplexen Zusammenhänge und Interaktionen der einzelnen, beim Heißpressen auftretenden physikalischen Abläufe erschwert. Die für die Herstellung verwendeten feuchten, beleimten Rohstoffe (Fasern, Späne, Strands) unterliegen während des Hei߬ pressprozesses einer Druck- und Temperatureinwirkung. Die hierdurch in der Matte 7 verursachten Wärme- und Stofftrans- porte führen zu einer Erwärmung der Matte 7 und zur Aushärtung des beleimten Rohstoffes. Hierbei muss die Aushärtung der Holzpartikel-Klebstoff-Matrix am Ende des Pressvorgangs weit genug fortgeschritten sein, um den sich während des Heißpressens aufbauenden inneren Spannungen zu widerstehen.
Durch lokal unterschiedliche Temperatur- und Feuchtigkeitsbe¬ dingungen beim Pressen über den Mattenquerschnitt bildet sich ein Rohdichteprofil senkrecht zur Plattenoberfläche
aus. Die gezielte Beeinflussung des Rohdichteprofils während des Heißpressprozesses hat bei der Holzwerkstoffherstellung größte Bedeutung, da wesentliche mechanische Platteneigen¬ schaften wie Querzug- und Biegefestigkeit vom Verdichtungs¬ grad der Matte in den einzelnen Schichten abhängen. Die Ausprägung des Rohdichteprofils lässt sich bei kontinuierlichen als auch bei Taktpressen über die Wahl des Pressprogramms, das bedeutet über die Wahl des Druck- als auch Distanzverlaufs über die Pressenlänge während des Heißpressprozesses steuern. Hierbei kann die Regelung des Prozesses nach Weg oder Druck, nach Weg mit Druckbegrenzung oder Druck- mit Weg- begrenzung geschehen, wobei zwischen diesen Regelungsarten innerhalb des Prozesses gewechselt werden kann.
Erfindungsgemäß wird nun der Herstellungsprozess durch ge¬ zielte Befeuchtung der Rohstoffe vor dem Pressvorgang in der Weise beeinflusst, dass eine inhomogene Feuchtigkeitsvertei¬ lung des Pressgutes über die Breite der Matte 7 erzielt wird.
Als Breite wird dabei die Ausdehnung der Matte 7 quer zur Vorschubrichtung der Presse verstanden, mit Bezug zur Figur entspricht dies der Blickrichtung des Betrachters. Nachdem die Feuchtigkeit eine wesentliche Rolle beim Wärme¬ transport von den Heizplatten 5 in das Pressgut 6 spielt, kann damit auch der Temperaturverlauf über den Querschnitt der Matte 7 gesteuert werden.
Mit der Erfindung kann die Durchlaufzeit des Pressgutes durch die Presse verkürzt und die Produktivität erhöht werden.
Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte inhomogene Feuchtig- keitsverteilung über die Breite der Matte 7.
Erfindungsgemäß weist diese Verteilung einen annähernd quad¬ ratischen Verlauf auf mit Minima MIN an den Rändern und in der Mitte der Platte, sowie Maximalwerten MAX zwischen der Mitte und den Rändern bei einer Position von etwa +/- B/2 ausgehend von der Plattenmitte, wobei B die Breite der Platte ist .
In einer mathematischen Darstellung lautet der Kurvenverlauf wie folgt:
F(x, im Bereich x=-l .. -0,5) = 3 * Fmittel *( -1-x) 2
F(x, im Bereich x= -0,5 .. +0,5)= 3 * Fmittei * χ 2
F(x, im Bereich x=-l .. -0,5) = 3 * Fmittel * (1-x)2 F (x) .. Feuchte bei der Position x
x .. Abstand zur Plattenmitte
B .. Breite der Platte
Fmittei · · mittlere Feuchte bei homogener Feuchteverteilung Durch die stärkere Feuchte bei +/- B/2 wird der Wasserdampf aufgrund der Gasdruckunterschiede sowohl nach außen als auch zur Plattenmitte hin strömen und so Wärmenergie auch in die Mitte der Platte transportieren. Wenn eine Befeuchtung mit quadratischer Kennlinie nicht möglich ist, da z.B. die technischen Vorrichtungen dafür nicht geeignet sind, ist eine Befeuchtung entsprechend dem Kennli¬ nienverlauf gemäß Fig. 2 zweckmäßig:
Bezugs zeichenliste
1 Pressbär
2 Presstisch
3 Stahlband
4 Antriebs- und Umlenkrollen
5 Heizplatten
6 Pressgut
7 Matte
Min Minimum der Feuchtigkeitsverteilung
Max Maximum der Feuchtigkeitsverteilung

Claims

Patentansprüche
1) Verfahren zur Herstellung von Pressgütern insbesondere von Spanplatten wobei durch gezielte Befeuchtung der Rohstoffe vor dem Pressvorgang eine inhomogene Feuch¬ tigkeitsverteilung des Pressgutes über die Breite der Matte (7) erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine stärkere Befeuchtung des Innenbereiches der Matte (7) mit zwei Feuchtemaxima zwischen der Mitte und den Rändern der Platte und einem Minimum in der Mitte die für die Aushärtung wesentliche Temperatur über die gesamte Breite der Matte nahezu gleichzeitig erreicht wird und damit die Aushärtung über die gesamte Breite gleichmäßig erfolgt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressgut (6) als Endlospressgut mittels einer kon¬ tinuierlich arbeitenden Bandpresse hergestellt wird. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gezielte Befeuchtung der Rohstoffe durch Besprühen der Matte vor dem Pressvorgang erfolgt.
4) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass die gezielte Befeuchtung der Rohstoffe durch
Verwendung und gezielte Aufbringung unterschiedlich feuchter Rohstoffe erfolgt.
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