WO2019076556A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer holzwerkstoffplatte - Google Patents

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WO2019076556A1
WO2019076556A1 PCT/EP2018/075027 EP2018075027W WO2019076556A1 WO 2019076556 A1 WO2019076556 A1 WO 2019076556A1 EP 2018075027 W EP2018075027 W EP 2018075027W WO 2019076556 A1 WO2019076556 A1 WO 2019076556A1
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wood
adhesive
particle cake
wood particles
particles
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Norbert Kalwa
Torsten KOPP
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SWISS KRONO Tec AG
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    • B27N9/00—Arrangements for fireproofing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a wood-based panel, the method comprising the following steps: (a) spreading a plurality of wood particles into a particle cake, (b) applying adhesive to at least some of the wood particles during spreading and / or before spreading, (c) pressing the particle cake under increased pressure and elevated temperature.
  • the invention also relates to an apparatus for carrying out such a method.
  • Wood-based panels are used in a wide variety of technological areas. For example, they are used for floors, wall coverings, furniture or in structural timber construction.
  • Wood materials and in particular wood-based panels have a core of wood particles and usually some glue.
  • wood particles in particular wood strands wood chips and wood fibers are used. They are usually pressed in a continuous or in a clocked process under the action of heat and pressure, the so-called hot pressing, to plates or at least to the core.
  • wood-based panels must be able to withstand a wide variety of loads and stresses and meet these requirements. This applies, for example, to point loads or surface loads, for example when the panels are used as furniture panels, doors or floor elements.
  • wood-based panels are made in such a way that they have uniform and as constant as possible properties over the entire size of the panel, such as bulk density or resistance to shock loads or deflections.
  • the bulk density is the ratio between mass and volume of the wood-based panel and is, inter alia, a parameter for the strength of a wood-based panel. The higher the bulk density, the greater is generally the strength of a wood-based panel.
  • Today's wood-based panels have, for example, a density of 620 kg / m 3 to 650 kg / m 3 in particleboard, 600 kg / m 3 to 650 kg / m 3 in OSB and 700 kg / m 3 in MDF.
  • wood-based panels must withstand very different loads. For example, when used as a furniture panel or door panel, these loads are not constant over the entire surface of the wood-based panel. In the field of fishing, a door leaf must withstand significantly higher loads than in the remaining area of the door leaf. The same applies to cabinet doors or shelves, in which very high loads are to be expected, especially in the area of small contact surfaces.
  • EP 2 623 282 A1 describes a method for impregnating material panels, in which an impregnating medium is introduced into an already pressed wood-based panel. So the edge areas are to be impregnated and in the middle layers no impregnation medium can be used.
  • the object of the present invention is to provide a method for producing a wood-based panel which has a different density in different areas, wherein the method is less expensive and further reduces manufacturing costs.
  • the invention achieves the object by a method according to the preamble of claim 1, which is characterized in that an amount of adhesive which is applied to the wood particles varies depending on their expected position in the particle cake.
  • the amount of adhesive can be reduced, which for example reduces the emission of volatile adhesive constituents, and on the other hand, the bulk density in these areas can be further reduced, without the scattered amount of particles must be reduced.
  • the amount of adhesive applied varies depending on the expected position of the particles to be glued with the adhesive. It can thus vary along the thickness of the wood-based panel and / or in a plane parallel to the surface of the wood-based panel.
  • the wood particles are only provided during spreading with an adhesive.
  • the particles leave a scattering device or a conveyor and are glued in falling by spraying the adhesive through at least one gluing nozzle onto the falling particles.
  • the amount of adhesive applied is varied depending on the expected position within the particle cake. In the course of the production process of such a particle cake, therefore, the amount of adhesive discharged by the at least one Beleimdüsen also varies. This can be achieved by changing the application rate of at least one nozzle and / or by changing the number of spray nozzles.
  • some, in particular all wood particles are pre-glued prior to sprinkling with a preferably constant amount of adhesive.
  • the pre-glued wood particles are then scattered to a particle cake.
  • additional adhesive in varying amount applied to all or just a few wood particles.
  • the already pre-glued and / or unembellished wood particles are conducted past, for example, in a stream of air at the at least one Beleimdüse, which apply, for example programmatically different amounts of adhesive.
  • the adhesives used are, in particular, urea-formaldehyde resins, melamine or phenolic resins.
  • they are isocyanates, such as polymeric diphenylmethane diisocyanate (PMDI), which is in particular formaldehyde-free.
  • PMDI polymeric diphenylmethane diisocyanate
  • the additives may be primers, for example based on silanes or other adhesion promoters.
  • these improve the adhesion of different glue systems or different layers to one another.
  • substances which form an intermediate layer in themselves and thus mixtures of individual others Avoid layers. For example, it can be prevented or made more difficult for chipboard particles that relatively thin outer layers migrate into a coarser middle layer.
  • additives In addition to or instead of the introduction of additives, it is also possible to enter energy, for example in the form of heat or radiation energy. As a result, for example, adhesive reactions of multicomponent adhesives or reactions of or with additives can be specifically triggered or influenced. Furthermore, it is possible to introduce moisture, for example by treatment with steam, in the particle cake.
  • different amounts of additives are introduced at different positions within the particle cake.
  • the legged properties can be developed in different areas, or can develop or vary to different degrees.
  • different additives and / or different amounts of different additives are introduced to different positions within the particle cake.
  • the one or more additives are introduced in particular via separate introduction devices, such as nozzles. This happens in particular not only during the scattering, but can also happen if no wood particles are scattered.
  • At least one additive is preferably a further adhesive or an adhesive component.
  • the application of adhesive also means, for example, the application of one or more adhesive components, it being possible for this to occur in varying amounts or for other adhesive components to be applied in varying amounts.
  • an amount of wood particles scattered to the particle cake is varied depending on their expected position in the particle cake. This makes it possible, in particular, by choosing different Large scattered amounts of wood particles, further influence on the bulk density within the particle cake and thus in particular to take the strength.
  • the invention also achieves the object by a device for carrying out a method described here, which has an electrical control which is set up to vary an amount of adhesive to be applied to the wood particles as a function of their expected position in the particle cake.
  • the electrical control preferably has an electronic data processing device which is set up to access information stored in an electronic data memory and to vary the quantity of adhesive to be applied on the basis of this information. This can be done by controlling one of the at least one nozzle supplied amount of adhesive and / or can be achieved by opening and closing of nozzles.
  • the expected position of the wood particles in the particle cake is preferably calculated on the basis of the position of the corresponding scattering nozzle, in particular with respect to the particle cake to be scattered, which scatters the wood particles.
  • a transport speed of the conveyor belt is preferably included.
  • the electrical control is arranged to vary the amount of wood particles depending on their expected position in the particulate cake.
  • a chipboard was made without the intermediate layers of glue. Both plates were then coated in a short-cycle press with a white decorative paper impregnated with a melamine resin. The paper weight was 65 g / m 2 . The plates were then visually inspected in cross-section. It showed that the chipboard with the glue between the layers had a much more symmetrical structure. In particular, between the upper cover layer and the middle layer significantly less surface layer migration was observed in the middle layer than in the comparison plate. When processing the two plates on a router, the plate without glue additive showed more edge breakouts and a messier milling than the test plate.
  • Figure 1 is a perspective and schematic sectional view of a obtainable according to an embodiment of the manufacturing method of the invention wood-based panel
  • Figure 2 is a schematic flow diagram of the manufacturing process.
  • Figure 1 is a perspective sectional view of a wood-based panel 2, as it is available according to an embodiment of the manufacturing method according to the invention.
  • a wood-based panel has an extension in the x, y and z directions. In the case of the x-direction, this is the extent of the wood-based panel transverse to the longitudinal direction y. The height or thickness of the wood-based panel extends in the z-direction.
  • the areas 4.1 are areas with a larger amount of glue.
  • the areas 4.2 are adhesive areas.
  • Wood material board here in particular a wood fiber board.
  • wood 10 is initially provided. This is preferably forest wood or residual wood, which in particular has been previously debarked. This is processed in a crushing device 12, for example a disc or drum chipper, to wood chips. These chips are fed to a digester 14. In this, the wood chips, possibly with the previous preheating of the wood chips, processed under the action of superheated steam and cleaned. For example, the chips are digested at a temperature of about 170 ° for about 3-4 minutes.
  • the digestion in the cooker 14 is followed, in particular when it is a fibreboard, by a pulping of the woodchips in the refiner 16.
  • the chips are ground, for example in a disc, cylinder or cone mill and processed into wood fibers.
  • the especially still wet wood fibers are pre-glued with an adhesive such as urea-formaldehyde resin (UF resins) in a pre-gluing.
  • an adhesive such as urea-formaldehyde resin (UF resins) in a pre-gluing.
  • the wood fibers Here, before or after, separated for the later scattering heads over which they are scattered in a later scattering device 24.
  • This has the advantage that the amount of adhesive to be applied later by means of the glue nozzles, which may also be zero, can be set particularly easily in dependence on an expected position of the wood fiber.
  • the glued wood fibers are then dried in a dryer 20,
  • hot gas which for example has a temperature of about 160 °, dried to a certain residual moisture of, for example, 10-15%.
  • Fiber sizes are sorted out. Too large fibers can in this case in particular be added to the comminution process again; too small fibers or pulverized wood particles can be removed from the further process.
  • the sighting is carried out before the wood fibers are added.
  • the wood fibers are fed to the scattering device 24, which in particular has a plurality, for example at least three
  • Moving direction can be moved. Are transverse to this transport direction
  • the Beleimkexcellent 26 are connected to an electrical controller 28 which is adapted to be applied to the wood particles amount of adhesive in Depending on their position in the particle cake, for example, in a plane parallel to the longitudinal direction and the transverse direction to adjust level.
  • each Beleimkopf 26 a continuous and constant amount of wood particles is scattered, which optionally differs between the individual Beleimköpfen 26. It is also possible, for example, for a Beleimkopfes 26 more spaced apart Beleimdüsen transverse to the transport direction 26 eject larger amounts of adhesive per unit time than other Beleimdüsen this Beleimkopfes 26th
  • the particle cake resulting from the scattering is precompressed in one or more precompression steps in a supercharger 30. This can be done, for example, continuously or discontinuously, that is, in several separate steps.
  • a hot press 32 by means of which the wood-based panel 2 is formed from the precompacted particle cake under the action of temperature and pressure.
  • a large-format high density (HDF) or medium density (MDF) wood fiber board is produced.
  • Wood material board 2 are generated in the transverse direction to the transport direction. These large-format plates are further processed in particular by sawing in the transverse and / or longitudinal direction to a plurality of smaller plates.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte (2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Streuen einer Mehrzahl von Holzpartikeln zu einem Partikelkuchen, (b) Aufbringen von Klebstoff auf zumindest einige der Holzpartikel während des Streuens und/oder vor dem Streuen, (c) Verpressen des Partikelkuchens unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, wobei eine Menge an Klebstoff, die auf die Holzpartikel aufgebracht wird, in Abhängigkeit von deren zu erwartender Position in dem Partikelkuchen variiert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Streuen einer Mehrzahl von Holzpartikeln zu einem Partikelkuchen, (b) Aufbringen von Klebstoff auf zumindest einige der Holzpartikel während des Streuens und/oder vor dem Streuen, (c) Ver- pressen des Partikelkuchens unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.
Holzwerkstoffplatten werden in den unterschiedlichsten technologischen Bereichen eingesetzt. So werden sie beispielsweise für Fußböden, Wandverkleidungen, Möbel oder im konstruktiven Holzbau eingesetzt.
Holzwerkstoffe und insbesondere Holzwerkstoffplatten verfügen über einen Kern aus Holzpartikeln und zumeist etwas Klebstoff. Als Holzpartikel werden insbesondere Holzstrands, Holzspäne und Holzfasern verwendet. Sie werden üblicherweise in einem kontinuierlichen oder in einem getakteten Verfahren unter Einwirkung von Wärme und Druck, dem sogenannten Heißpressen, zu Platten oder zumindest zu deren Kern verpresst.
Holzwerkstoffplatten müssen aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzgebiete den unterschiedlichsten Belastungen und Beanspruchungen standhalten und gerecht werden. Dies betrifft beispielsweise punktuelle Belastungen oder flächige Belastungen etwa wenn die Platten als Möbelplatten, Türen oder Fußbodenelemente verwendet werden.
Üblicherweise werden Holzwerkstoffplatten derart gefertigt, dass sie über die gesamte Größe der Platte einheitliche und möglichst konstante Eigenschaften, wie etwa Rohdichte oder Festigkeit gegen Stoßbelastungen oder Durchbiegungen aufweisen. Die Rohdichte ist das Verhältnis zwischen Masse und Volumen der Holzwerkstoffplatte und ist unter anderem ein Parameter für die Festigkeit einer Holzwerkstoff- platte ist. Je höher die Rohdichte ist, desto größer ist im Allgemeinen die Festigkeit einer Holzwerkstoffplatte. Heutige Holzwerkstoffplatten weisen beispielsweise eine Rohdichte von 620 kg/m3 bis 650 kg/m3 bei Spanplatten, 600 kg/m3 bis 650 kg/m3 bei OSB und 700 kg/m3 bei MDF auf.
Holzwerkstoffplatten müssen je nach vorgesehener Verwendung sehr unterschiedlichen Belastungen standhalten. Diese Belastungen sind beispielsweise bei der Verwendung als Möbelplatte oder Türblatt nicht über die gesamte Fläche der Holz- werkstoffplatte konstant. Im Bereich der Angeln muss ein Türblatt deutlich höheren Belastungen standhalten als im restlichen Bereich des Türblattes. Gleiches gilt für Schranktüren oder auch Regalböden, bei denen insbesondere im Bereich der kleinen Auflageflächen sehr hohe Belastungen zu erwarten sind.
Sind die Verwendung und insbesondere die Orientierung der Holzwerkstoffplatte bekannt, kann die Rohdichte in wenig belasteten Bereichen niedriger ausgebildet werden, was zu einem geringeren Plattengewicht und einer Materialeinsparung führt. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP 2 653 279 A1 bekannt, bei der Partikel aus einem fallenden Partikelvorhang entfernt werden. Auch die WO 2005/046950 A1 beschreibt ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung, mit der in bestimmten Bereichen der Holzwerkstoffplatte weniger Partikel verwendet werden, um die Rohdichte in diesen Bereichen zu reduzieren. Der Reduzierung der aufgestreuten Partikel in einem Bereich sind jedoch Grenzen gesetzt, da eine ausreichende Partikelmenge benötigt wird, um in der herzustellenden Holzwerkstoffplatte keine Vertiefung oder Delle zu erzeugen.
Die individuelle Einstellung bestimmter Eigenschaften von Holzwerkstoffplatten ist auch aus der EP 2 623 282 A1 bekannt, die ein Verfahren zum Imprägnieren von Werkstoffplatten beschreibt, bei dem ein Imprägniermedium in eine bereits ge- presste Holzwerkstoffplatte eingebracht wird. So sollen die Randbereiche imprägniert werden und in den mittleren Schichten kein Imprägniermedium verwendet werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Holzwerkstoffplatte bereitzustellen, die in unterschiedlichen Bereichen eine unterschiedliche Rohdichte aufweist, wobei das Verfahren dabei wenig aufwendig ist und Herstellungskosten weiter senkt.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , das sich dadurch auszeichnet, dass eine Menge an Klebstoff, die auf die Holzpartikel aufgebracht wird, in Abhängigkeit von deren zu erwartender Position in dem Partikelkuchen variiert.
Auf diese Weise kann einerseits die Klebstoffmenge reduziert werden, was beispielsweise die Emission flüchtiger Klebstoffbestandteile verringert, und andererseits die Rohdichte in diesen Bereichen weiter reduziert werden, ohne dass die aufgestreute Partikelmenge reduziert werden muss. Die aufgebrachte Klebstoffmenge variiert in Abhängigkeit von der erwarteten Position der mit dem Klebstoff zu beleimenden Partikel. Sie kann also entlang der Dicke der Holzwerkstoffplatte und/oder in einer Ebene parallel zur Fläche der Holzwerkstoffplatte variieren.
Vorzugsweise werden die Holzpartikel erst beim Streuen mit einem Klebstoff versehen. Die Partikel verlassen eine Streuvorrichtung oder eine Fördereinrichtung und werden im Fallen beleimt, indem der Klebstoff durch wenigstens eine Beleim- düse auf die fallenden Partikel gesprüht wird. Die aufgebrachte Klebstoffmenge wird in Abhängigkeit der zu erwartenden Position innerhalb des Partikelkuchens variiert. Im Verlauf des Erzeugungsprozesses eines solchen Partikelkuchens variiert daher auch die durch die wenigstens eine Beleimdüsen abgegebene Klebstoffmenge. Dies kann durch eine Veränderung der Ausbringmenge wenigstens einer Düse und/oder durch die Veränderung der Anzahl der sprühenden Düsen erreicht werden.
Besonders bevorzugt werden einige, insbesondere alle Holzpartikel vor dem Aufstreuen mit einer vorzugsweise konstanten Menge Klebstoff vorbeleimt. Die so vorbeleimten Holzpartikel werden anschließend zu einem Partikelkuchen gestreut. Bei dem Streuen der vorbeleimten Holzpartikel wird dann zusätzlicher Klebstoff in variierender Menge auf alle oder nur einige Holzpartikel aufgebracht. Hierzu werden die bereits vorbeleimten und/oder unbeleimten Holzpartikel beispielsweise in einem Luftstrom an der wenigstens einen Beleimdüse vorbeigeführt, welche beispielsweise programmgesteuert unterschiedliche Klebstoffmengen aufbringen.
Bei den verwendeten Klebstoffen handelt es sich insbesondere um Harnstoff-For- maldehyd-Harze, Melamin- oder Phenolharze. Vorzugsweise handelt es sich um Isocyanate, wie polymeres Diphenylmethandiisocyanat (PMDI), welches insbesondere formaldehydfrei ist.
Bevorzugt weist das Verfahren ein Einbringen eines oder mehrerer Zusatzstoffe in den Partikelkuchen während des Streuens auf. Durch die Zugabe von Zusatzstoffen lassen sich insbesondere weitere Eigenschaften der Holzwerkstoffplatte beeinflussen. Zu solchen Zusatzstoffen zählen insbesondere brandhemmende Stoffe, biozide Stoffe, Stoffe zur Quellvergütung von Holz, Stoffe die die optische und/oder haptische Anmutung der späteren Holzwerkstoffplatte beeinflussen, die Wärmeleitfähigkeit oder elektrische Leitfähigkeit ändernde Stoffe sowie Aufschäumer und bereits aufgeschäumte Stoffe.
Vorzugsweise enthält der wenigstens einen Zusatzstoff wenigstens einen Füllstoff, wie Kreide, Talkum, Quarzmehl, Glaskugeln, Blähglas oder Blähton, wenigstens einen optischen Aufheller, wie Titandioxid, Calciumcarbonat oder fluoreszierende organische Stoffe, wenigstens einen brandhemmenden Stoff, wenigstens einen bioziden Stoff, wenigstens eine Stoff zur Quellvergütung von Holz, wenigstens einen Aufschäumer und/oder wenigstens einen Stoff, der eine optische und/oder haptische und/oder eine physikalische Eigenschaft der Holzwerkstoffplatte, beispielsweise deren Wärmeleitfähigkeit, verändert.
Bei den Zusatzstoffen kann es sich überdies um Primer, beispielsweise auf Basis von Silanen oder anderen Haftvermittlern, handeln. Diese verbessern insbesondere die Haftung unterschiedlicher Leimsysteme oder unterschiedlicher Schichten aufeinander. Darüber hinaus können auch Substanzen aufgebracht werden, die in sich eine Zwischenschicht bilden und so Vermischungen einzelner anderer Schichten vermeiden. So kann beispielsweise bei Spanplatten verhindert oder erschwert werden, dass Partikel relativ dünner Deckschichten in eine gröbere Mittelschichte einwandern.
Zusätzlich oder anstelle des Einbringens von Zusatzstoffen kann auch Energie, beispielsweise in Form von Wärme oder Strahlungsenergie eingetragen werden. Hierdurch lassen sich beispielsweise Klebstoffreaktionen von mehrkomponentigen Klebstoffen oder Reaktionen von oder mit Zusatzstoffen gezielt auslösen oder beeinflussen. Weiterhin ist es möglich Feuchtigkeit, beispielsweise durch Behandlung mit Dampf, in den Partikelkuchen einzubringen.
Bevorzugt werden unterschiedliche Mengen an Zusatzstoffen an unterschiedliche Positionen innerhalb des Partikelkuchens eingebracht. So lassen sich die bein- flussten Eigenschaften in unterschiedlichen Bereichen ausbilden oder unterschiedlich stark ausbilden oder variieren. Vorzugsweise werden an unterschiedliche Positionen innerhalb des Partikelkuchens unterschiedliche Zusatzstoffe und/oder unterschiedliche Mengen verschiedener Zusatzstoffe eingebracht.
Der eine Zusatzstoff oder die mehreren Zusatzstoffe werden insbesondere über separate Einbringeinrichtungen, wie beispielsweise Düsen eingebracht. Dies geschieht insbesondere nicht nur während des Streuens, sondern kann auch dann geschehen, wenn keine Holzpatikel gestreut werden.
Bevorzugt handelt es sich bei zumindest einem Zusatzstoff um einen weiteren Klebstoff oder eine Klebstoffkomponente. Unter dem Aufbringen von Klebstoff wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch das Aufbringen einer oder mehrere Klebstoffkomponenten verstanden, wobei dies in variierender Menge geschehen kann oder weitere Klebstoffkomponenten in variierender Menge aufgebracht werden.
Bevorzugt wird eine Menge an Holzpartikeln, die zu dem Partikelkuchen gestreut werden, in Abhängigkeit von deren zu erwartender Position in dem Partikelkuchen variiert. Hierdurch ist es insbesondere möglich, durch die Wahl unterschiedlicher großer gestreuter Holzpartikelmengen, weiteren Einfluss auf die Rohdichte innerhalb des Partikelkuchens und damit insbesondere auch auf die Festigkeit zu nehmen.
Die Erfindung löst die Aufgabe zudem durch eine Vorrichtung zum Durchführen eines hier beschriebenen Verfahren, die eine elektrische Steuerung aufweist, die eingerichtet ist, eine auf die Holzpartikel aufzubringende Menge an Klebstoff in Abhängigkeit von deren zu erwartender Position in dem Partikelkuchen zu variieren.
Die elektrische Steuerung weist vorzugsweise eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung auf, die eingerichtet ist, auf in einem elektronischen Datenspeicher gespeicherte Informationen zuzugreifen und anhand dieser Informationen die aufzubringende Menge Klebstoff zu variieren. Dies kann über die Steuerung einer der wenigstens einen Düse zugeführten Klebstoffmenge geschehen und/oder durch eine Öffnen und Schließen von Düsen erreicht werden.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung wenigstens eine Beleimdüse, besonders bevorzugt mehrere Beleimdüsen auf. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Beleimdüse bewegbar, insbesondere quer zu einer Transportrichtung eines Transportbandes, auf das die Holzpartikel gestreut werden, ausgebildet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zu erwartende Position der Hoizpartikel anhand einer Position der die Holzpartikel streuenden Streudüse determiniert oder bestimmbar. Dies ist unabhängig davon, ob eine solche
Streudüse relativ zu dem Partikelkuchen beweglich oder unbeweglich ausgestaltet ist. Ob auf die Holzpartikel vor dem Streuen oder erst während des Streuens der Klebstoff aufgebracht wird, ist vorzugsweise von der Art des Klebstoffes abhängig. Bei Klebstoffen mit einer besonders geringen Tropfzeit ist es beispielsweise vorteilhaft, diese erst während des Streuens aufbringen.
Es ist auch möglich, dass die zu erwartende Positionen der Holzpartikel in dem Partikelkuchen während des Streuens bestimmt oder berechnet wird. Hierzu ist beispielsweise eine Messeinrichtung an der Vorrichtung angeordnet. Diese kann beispielsweise eine Hochgeschwindigkeitskamera oder ähnliches sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Klebstoff während des Streuens aufgebracht wird.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung ein Transportband auf, welches in einer Transportrichtung bewegbar ist, wobei die zumindest eine Streudüse oberhalb des Transportbandes angeordnet ist und eingerichtet ist zum Streuen der Holzpartikel auf das Transportband. Vorteil eines solchen Transportbandes ist es insbesondere, dass die Holzwerkstoffplatten bzw. der Partikelkuchen kontinuierlich gefertigt werden können. Es ist jedoch mittels eines Transportbandes auch möglich, dass die Holzwerkstoffplatten beispielsweise getaktet hergestellt werden.
Die zu erwartende Position der Holzpartikel in dem Partikelkuchen wird vorzugsweise anhand der Lage der entsprechenden Streudüse insbesondere bezüglich des zu streuenden Partikelkuchens, die die Holzpartikel aufstreut, berechnet. Dabei wird vorzugsweise eine Transportgeschwindigkeit des Transportbandes mit einbezogen.
Vorzugsweise ist die zumindest eine Beleimdüse oberhalb des Transportbandes angeordnet und eingerichtet, Klebstoff auf die Holzpartikel während des Streuens aufzubringen. Vorzugsweise sind hierbei eine, insbesondere mehrere der Beleim- düsen in einem Beleim-Streukopf angeordnet, so dass dieser Beleim-Streukopf insbesondere als Ganzes bewegt werden kann, ohne dass sich eine Orientierung oder Position der Beleimdüsen und der Streudüsen zueinander verändert.
Bevorzugt sind mehrere Streudüsen und/oder mehrere Beleimdüsen quer zu der Transportrichtung angeordnet. Insbesondere sind über die gesamte Breite des Partikelkuchens oder über die gesamte Breite des Transportbandes angeordnet. Dies ist vorteilhaft, da in insbesondere variablen Abständen Holzpartikel und/oder Klebstoff aufgebracht werden kann.
Bevorzugt bilden mehrere Beleimdüsen eine Beleimleiste. Es ist zudem möglich, dass zumindest zwei solcher Beleimleisten zu einem Beleimkopf zusammenge- fasst sind. Weiter bevorzugt ist zumindest eine Beleimleiste mit zumindest einer Streudüse, insbesondere zumindest einer Streuleiste aus mehreren Streudüsen zu einem Streu-Beleimkopf zusammengefasst, von denen die Vorrichtung vorzugsweise mehrere aufweist.
Insbesondere bei der Verwendung bewegbarer Beleimdüsen können bestehende Vorrichtungen nachgerüstet werden und von den Vorteilen der vorliegenden Erfindung profitieren. Zudem ist durch die Bewegbarkeit beispielsweise eine Anpassung der Herstellungsvorrichtung auf unterschiedliche herzustellende Holzwerkstoffplatten ohne großen Mehraufwand möglich.
Bevorzugt ist die elektrische Steuerung eingerichtet, für die Menge an Holzpartikeln in Abhängigkeit von deren erwarteter Position im Partikelkuchen zu variieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Herstellen einer 19 mm-Spanplatte wird als Klebstoff ein Harnstoff-Formaldehydleim eingesetzt. Hierzu wird zunächst mittels einer Windstreuung eine untere Deckschicht aus Holzpartikeln auf ein Transportband gestreut. Anschließend wird eine dünne Schicht aus geschäumten Harnstoff-Formaldehyd-Leim (20 g f I / m2, Feststoffgehalt ca. 50 %) mittels einer Reihe von Beleimdüsen aufgebracht. Mit einer
Wurfstreuung wird anschließend eine Mittelschicht aufgebracht. Auf diese wird wiederum mit Beleimdüsen eine gleiche Menge geschäumtes Harz aufgebracht. Mittels Windstreuung wird hierauf eine obere Deckschicht aufgebracht. Das Verhältnis zwischen Deckschicht und Mittelschicht liegt in etwa bei 28 zu 72 %. Der resultierende Partikelkuchen in Form eines Spankuchens wird in einer Contipresse zu einer Spanplatte verpresst, anschließend abgekühlt und geschliffen.
In einem Test wurde eine Spanplatte ohne die zwischenliegenden Leimschichten hergestellt. Beide Platten wurden anschließend in einer Kurztaktpresse mit einem weißen Dekorpapier beschichtet, das mit einem Melaminharz imprägniert war. Das Papiergewicht betrug 65 g/m2. Die Platten wurden anschließend im Querschnitt visuell begutachtet. Dabei zeigte sich, dass die Spanplatte mit dem Leimauftrag zwischen den Schichten einen deutlich symmetrischeren Aufbau besaß. Insbesondere zwischen der oberen Deckschicht und der Mittelschicht war deutlich weniger Deckschichtabwanderung in die Mittelschicht zu beobachten als bei der Vergleichsplatte. Bei der Bearbeitung der Beiden Platten auf einer Oberfräse zeigte die Platte ohne Leimzusatz mehr Kantenausbrüche und eine unsauberere Fräsung als die Versuchsplatte.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer OSB mit 19 mm Stärke werden MUF-Leim (Melamin-Harnstoff.Formaldehyd- Leim in der Deckschicht und PMDI-Leim in der Mittelschicht verwendet. Das Verhältnis zwischen Deckschicht und Mittelschicht liegt dabei etwa bei 30 zu 70 %.
Zunächst werden beleimte Deckschichtstrands auf ein Transportband gestreut. Mit Hilfe einer Leiste aus Auftragsgeräten (Düsenauftrag) wird ein Polyethylenglycol (Molgewicht: 200 g/mol) in einer Menge von 5 g/m2 auf den Strandkuchen aufgesprüht. Darauf wird die Mittelschicht gestreut. Auf die gestreute Mittelschicht wird wiederum mit Düsen die gleiche Menge Polyethylenglycol aufgebracht. Daran schliesst sich die Streuung der zweiten Deckschicht an. Der Strandkuchen wird anschließend in einer Contipresse zu der OSB verpresst.
Zum Vergleich wurde eine OSB mit den gleichen Leimsystemen ohne Polyglycol- auftrag mitproduziert. Die Platten wurden nach dem Auskühlen im Labor auf ihre Querzugfestigkeit geprüft. Dabei zeigte sich, dass das Vergleichsmuster nicht in der Mitte riss sondern zwischen der Deck- und der Mittelschicht. Außerdem waren die Prüfwerte ca. 20 % niedriger.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine perspektivische und schematische Schnittdarstellung einer, nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens erhältlichen Holzwerkstoffplatte, und Figur 2 eine schematische Ablauf-Darstellung des Herstellungsverfahrens.
Figur 1 ist eine perspektivische Schnittdarstellung einer Holzwerkstoffplatte 2, wie sie nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens erhältlich ist. Eine solche Holzwerkstoffplatte weist eine Ausdehnung in x-, y- und z-Richtung auf. Hierbei handelt es sich vorliegend bei der x-Richtung um die Ausdehnung der Holzwerkstoffplatte quer zu der Längsrichtung y. Die Höhe oder Dicke der Holzwerkstoffplatte erstreckt sich in z-Richtung.
In Figur 1 sind Bereiche 4.1 und 4.2 mit unterschiedlicher aufgetragener
Klebstoffmenge beschrieben. Bei den Bereichen 4.1 handelt es sich um Bereiche mit größerer Klebstoffmenge. Bei den Bereichen 4.2 handelt es sich um Bereiche mit Klebstoffmenge.
Figur 2 beschreibt schematisch den Herstellungsprozess einer
Holzwerkstoffplatte, hierbei insbesondere einer Holzfaserplatte.
Hierzu wird zunächst Holz 10 bereitgestellt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Waldholz oder Restholz, welches insbesondere zuvor entrindet wurde. Dieses wird in einer Zerkleinerungseinrichtung 12, beispielsweise einem Scheiben- oder Trommelhacker, zu Hackschnitzeln verarbeitet. Diese Hackschnitzel werden einem Kocher 14 zugeführt. In diesem werden die Hackschnitzel, gegebenenfalls unter vorangehender Vorwärmung der Hackschnitzel, unter Einwirkung von Heißdampf aufbereitet und gereinigt. Beispielsweise werden die Hackschnitzel bei einer Temperatur von ca. 170° für etwa 3-4 Minuten aufgeschlossen.
An den Aufschluss im Kocher 14 schließt sich, insbesondere wenn es sich um eine Holzfaserplatte handelt, ein Faseraufschluss der Hackschnitzel im Refiner 16 an. In diesem werden die Hackschnitzel gemahlen, beispielsweise in einer Scheiben-, Zylinder- oder Kegelmühle und so zu Holzfasern verarbeitet.
Im Anschluss werden die insbesondere noch feuchten Holzfasern mit einem Klebstoff wie beispielsweise Harnstoffformaldehydharz (UF-Harze) in einer Vorbeleimungseinrichtung vorbeleimt. Vorzugsweise werden die Holzfasern hierbei, zuvor oder danach, für die späteren Streuköpfe getrennt, über die sie im späteren Schritt in einer Streueinrichtung 24 gestreut werden. Dies hat den Vorteil, dass die später mittels der Beleimdüsen aufzubringende Klebstoffmenge, welche auch Nul sein kann, in Abhängigkeit von einer zu erwartenden Position der Holzfaser besonders einfach eingestellt werden kann.
Die beleimten Holzfasern werden anschließend in einem Trockner 20,
beispielsweise mittels Heißgas, welches beispielsweise eine Temperatur von etwa 160° aufweist, bis zu einer bestimmten Restfeuchte von beispielsweise 10-15% getrocknet.
An den Trocknungsschritt schließt sich ein Sichten in einem Sichter 22 an.
Hierdurch werden die Fasern beispielsweise aufgrund ihrer Partikelgröße oder Faserlänge, ihrer Masse oder ihrer Trägheit getrennt. Dies erfolgt beispielsweise in einem Gasstrom in einem sogenannten Windsichter.
Hierdurch können insbesondere für die Weiterverarbeitung ungeeignete
Fasergrößen aussortiert werden. Zu große Fasern können hierbei insbesondere dem Zerkleinerungsprozess erneut zugeführt werden, zu kleine Fasern oder pulverisierte Holzpartikel können dem weiteren Verfahren entzogen werden.
Alternativ ist es auch möglich, dass das Sichten bereits vor dem Beieimen der Holzfasern durchgeführt wird.
Nach dem Sichten werden die Holzfasern der Streueinrichtung 24 zugeleitet, welche insbesondere über eine Mehrzahl, beispielsweise zumindest drei
Beleimköpfe 26 mit nicht dargestellten Beleimdüsen verfügt. Vorzugsweise weist die Streueinrichtung 24 ein Transportband auf, welches sich in eine
Transportrichtung bewegen lässt. Quer zu dieser Transportrichtung sind
insbesondere die Beleimdüsen der Beleimköpfe 26 angeordnet. Vorzugsweise erstrecken sich diese Beleimdüsen über die gesamte Breite des Transportbandes quer zu der Transportrichtung. Besonders bevorzugt sind diese schwenkbar in zumindest eine, insbesondere in alle Raumrichtungen.
Die Beleimköpfe 26 sind mit einer elektrischen Steuerung 28 verbunden, die eingerichtet ist, eine auf die Holzpartikel aufzubringende Menge an Klebstoff in Abhängigkeit von deren Position in dem Partikelkuchen, beispielsweise in einer zu der Längsrichtung und der Querrichtung parallelen Ebene, einzustellen.
Vorzugsweise wird durch jeden Beleimkopf 26 eine kontinuierliche und konstante Holzpartikelmenge gestreut, wobei diese sich gegebenenfalls zwischen den einzelnen Beleimköpfen 26 unterscheidet. Es ist beispielsweise auch möglich, dass mehrere quer zur Transportrichtung voneinander beabstandete Beleimdüsen eines Beleimkopfes 26 größere Mengen an Klebstoff pro Zeiteinheit ausstoßen als andere Beleimdüsen dieses Beleimkopfes 26.
Der durch das Streuen entstandene Partikelkuchen wird in einem oder mehreren Vorverdichtungsschritten in einem Vorverdichter 30 vorverdichtet. Dies kann beispielsweise kontinuierlich oder aber diskontinuierlich, das heißt in mehreren separaten Schritten, erfolgen.
An den Vorverdichter schließt sich eine Heißpresse 32 an, mittels welcher die Holzwerkstoffplatte 2 aus dem vorverdichteten Partikelkuchen unter Einwirkung von Temperatur und Druck gebildet wird. Vorliegend wird hierdurch beispielsweise eine großformatige hochdichte (HDF) oder mitteldichte (MDF) Holzfaserplatte erzeugt.
Diese kann beispielsweise durch Sägen der kontinuierlich gebildeten
Holzwerkstoffplatte 2 in Querrichtung zur Transportrichtung erzeugt werden. Diese großformatigen Platten werden insbesondere durch Sägen in Quer- und/oder Längsrichtung zu einer Mehrzahl kleinerer Platten weiterverarbeitet.
Bezugszeichenliste:
2 Holzwerkstoffplatte
4.1 Bereich mit größerer Klebstoffmenge
4.2 Bereich mit verringerter Rohdichte 10 Holz
12 Zerkleinerungseinrichtung
14 Kocher
16 Refiner
18 Vorbeleimungseinrichtung
20 Trockner
22 Sichter
24 Streueinrichtung
26 Beleimkopf
28 Steuerungseinrichtung
30 Vorverdichter
32 Heißpresse

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte (2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
(a) Streuen einer Mehrzahl von Holzpartikeln zu einem Partikelkuchen,
(b) Aufbringen von Klebstoff auf zumindest einige der Holzpartikel während des Streuens und/oder vor dem Streuen,
(c) Verpressen des Partikelkuchens unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Menge an Klebstoff, die auf die Holzpartikel aufgebracht wird, in Abhängigkeit von deren zu erwartender Position in dem Partikelkuchen variiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zusatzstoff während des Streuens in den Partikelkuchen eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Mengen an Zusatzstoff an unterschiedliche Positionen innerhalb des Partikelkuchens eingebracht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei zumindest einem Zusatzstoff um einen weiteren Klebstoff oder eine Klebstoffkomponente handelt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zusatzstoff
• wenigstens einen Füllstoff, wie Kreide, Talkum, Quarzmehl, Glaskugeln,
Blähglas oder Blähton,
• wenigstens einen optischen Aufheller, wie Titandioxid, Calciumcarbonat oder fluoreszierende organische Stoffe,
• wenigstens einen brandhemmenden Stoff,
• wenigstens einen bioziden Stoff,
• wenigstens eine Stoff zur Quellvergütung von Holz,
• wenigstens einen Aufschäumer und/oder • wenigstens einen Stoff enthält, der eine optische und/oder haptische und/oder eine physikalische Eigenschaft der Holzwerkstoffplatte, beispielsweise deren Wärmeleitfähigkeit, verändert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an unterschiedliche Positionen innerhalb des Partikelkuchens unterschiedliche Zusatzstoffe und/oder unterschiedliche Mengen verschiedener Zusatzstoffe eingebracht werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Menge an Holzpartikeln, die zu dem Partikelkuchen gestreut werden, in Abhängigkeit von deren zu erwartender Position in dem Partikelkuchen variiert.
8. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die eine elektrische Steuerung aufweist, die eingerichtet ist, eine auf die Holzpartikel aufzubringende Menge an Klebstoff in Abhängigkeit von deren zu erwartender Position in dem Partikelkuchen zu variieren.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steuerung eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, auf in einem elektronischen Datenspeicher gespeicherte Informationen zuzugreifen und anhand dieser Informationen die aufzubringende Menge Klebstoff zu variieren.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Beleimdüse aufweist, durch die Klebstoff auf die Holzpartikel aufbringbar ist, wobei die elektrische Steuerung eingerichtet ist, eine Menge Klebstoff, die durch die wenigstens eine Beleimdüse aufbringbar ist, zu variieren. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Beleimdüse bewegbar, insbesondere quer zu einer Transportrichtung eines Transportbandes, auf das die Holzpartikel gestreut werden, ausgebildet ist.
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