DE10106815A1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Herstellung von HolzwerkstoffplattenInfo
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, wie Span- und Faserplatten, insbesondere von Faserplatten aus Holz oder anderen lignozellulosehaltigen Materialien, bei dem aus einer Streustation auf ein sich kontinuierlich bewegendes Transportband eine mit niedrigem oder ohne Klebstoffanteil versetzte Fasermatte gebildet wird, die nach Ablage auf ein Metallgewebeband zwischen die Pressplatten einer Presse eingeführt und darin unter Anwendung von Druck und Wärme zu einer Faserplatte verpresst und ausgehärtet wird, wobei die Anlage eine Streustation, ein unter der Streustation sich kontinuierlich bewegtes Transportband und eine Presse beinhaltet, wobei aus der Streustation eine ein- oder mehrschichtige Fasermatte streubar ist, die Presse aus einem beweglichen Rahmenoberteil und einem stationären Rahmenunterteil und daran angebrachten heiz- und kühlbaren Pressplatten zur Durchführung des Verfahrens besteht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten,
insbesondere von Faserplatten im Halbtrockenverfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1, 2 und 3 sowie einer Anlage zur Durchführung des
Verfahrens nach Anspruch 28.
Faserplatten, welche im Halbtrocken- oder Nassverfahren produziert werden,
weisen einen sehr niedrigen Klebstoffgehalt von etwa 0,5-1% auf, bzw.
einige Faserplatten sind vollkommen ohne Klebstoff produziert. Dagegen
beträgt der Klebstoffgehalt bei Faserplatten nach dem Trockenverfahren - zum
Beispiel von MDF-Platten - über 10% bezogen auf die Holzsubstanz
(Harnstofformaldehyharz). Ein Klebstoffanteil von zum Beispiel 12% verursacht
jedoch bis zu 30% der Herstellkosten einer MDF-Platte, wobei bei steigenden
Kosten für Erdöl die Kosten für den Klebstoff weiter steigen und die Faserplatte
damit sehr teuer wird.
Faserplatten aus dem Halbtrocken- und Nassverfahren werden bisher
ausschließlich auf diskontinuierlich arbeitenden Mehretagenanlagen verpresst.
Während der Produktion von Faserplatten im Nassverfahren fällt eine große
Menge an verschmutzen Abwässer an, zum einen bei der Vliesbildung über ein
Langsieb und zum anderen während der Heißpressung. Dieses Verfahren
wurde in den 40 und 50 Jahren zu dem Halbtrockenverfahren weiter entwickelt,
um die Abwasserverschmutzung zu vermindern. Dazu gibt es eine Reihe von
Schutzrechten (US-PS 2,757,115; US-PS 2,757,148; US-PS 2,757,149 und
US-PS 2,757,150). Eine geringe Menge Wasser wird auch beim
Halbtrockenverfahren aus der Matte zu Beginn der Heißpressung
ausgequetscht. Die Presszeit beträgt zum Beispiel für eine 3 mm Faserplatte
etwa 4 Minuten, welche beim Trockenverfahren nur knapp 1 Minute beträgt.
Damit die Kapazität der Anlage für einen Betrieb ausreichend groß ist, muss die
Mehretagen-Presse auf Grund der langen Presszeit sehr viele Etagen (bis zu
35 Stück) aufweisen. Auf Grund der hohen Etagenanzahl sind die Pressen
teuer. Die Betriebskosten einer solchen Anlage sind bedingt durch die
Mehretagen Presse ebenfalls sehr hoch.
Beim Halbtrockenverfahren müssen die Fasern auf Feuchten unter 35%
getrocknet werden, damit sie ohne die Verwendung eines Langsiebes zu einer
Fasermatte geformt werden können. Bei höheren Feuchten sind die Fasern
verfilzt, sodass eine pneumatische oder mechanische Streuung nicht möglich
ist. Nach der Streuung wird die Fasermatte kontinuierlich vorgepresst und in
einzelne Fasermattenabschnitte entsprechend der Etagengröße mittels einer
Säge aufgeteilt. Diese Mattenanschnitte werden auf Siebe oder
Metalldrahtgewebe, die häufig noch auf Blechen montiert sind, in den
Beschickkorb befördert, wo sie je nach Etage unterschiedlich lange liegen.
Häufig werden die Fasermattenabschnitte auf eine Feuchte um die 18%
getrocknet und nach der Vorpresse wird auf die Fasermattenoberseite Wasser
gesprüht. Durch das Wasser steigt die Fasermattenfeuchte vor der Presse auf
etwa 32% an. Da sich zu Beginn der Pressung das Wasser nur auf der
Oberseite befindet und sich deshalb die Oberseite schneller erwärmt als die
Unterseite, wird die Fasermattenoberseite zu Beginn der Pressung stärker
plastifiziert als die Unterseite. Die Siebe und Bleche werden nach der Pressung
um die Presse oder unter der Presse zum Formstrang zurück transportiert,
welches einige Minuten dauert. Außerdem müssen die Siebe in einigen Werken
mit Wasser gereinigt werden. Während des Transportes und der Reinigung
kühlen die Siebe und Bleche ab. Sie müssen dann zu Beginn der Pressung auf
die Heizplattentemperatur von 190°C erwärmt werden, wozu 20-60
Sekunden benötigt werden.
Um ein Teil des Wassers aus der Fasermatte zu entfernen, ohne es
verdampfen zu müssen, wird zu Beginn der Pressung ein hoher spezifischer
Druck von 5,5 bis 6 N/mm2 auf die Fasermatte aufgebracht. In dieser Phase
wird ein geringer Teil des Wassers aus der Fasermatte gequetscht. Das
Wasser wird durch das Sieb zu den Fasermattenschmalflächen transportiert
und läuft dann von den Pressplatten herunter. In dieser Phase wird auch die
Dichte der äußeren Faserplattenschichten definiert. Die Dichte ist auf Grund
der ungleichmäßigen Plastifizierung auf der siebabgewandten
Plattenaußenseite höher als auf der siebzugewandten Plattenaußenseite. Das
Dichteprofil der so hergestellten Faserplatte ist somit meist asymmetrisch,
welches bei einigen Anwendungen zu Nachteilen durch einen Plattenverzug
führt. Wenn die Faserplatte Feuchte aufnimmt oder abgibt, quillt oder schwindet
sie auf Grund des asymetrischen Dichteprofils einseitig stärker und verzieht
sich dadurch.
Nach der Hochdruckphase wird der spezifische Druck reduziert und die
Fasermatte in 2-4 Minuten auf etwa 8% Feuchte getrocknet, wobei über das
Sieb der Wasserdampf abgeführt wird. Der spezifische Druck wird meist so
eingestellt, dass er etwas größer ist als der Dampfdruck in der Fasermatte.
Damit wird verhindert, dass die Fasermatte in der Presse aufplatzt.
Anschließend wird in einer dritten Phase die Fasermatte mit einem spezifischen
Druck von ca. 3 N/mm2 auf die Enddicke verdichtet und auf ca. 2% Feuchte
getrocknet. Eine Wegregelung der einzelnen Etagen kann nicht durchgeführt
werden, die Faserplatten weisen daher hohe Dickentoleranzen auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben und eine
Anlage zu schaffen, mit dem eine Faserplatte mit wenig oder ohne Klebstoff
herstellbar ist und mit dem die Presszeit drastisch verkürzt werden kann, sowie
die Eigenschaften der Platte und die Dickentoleranzen der Platte verbessert
werden.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach Anspruch 1 in der Verwirklichung
folgender Verfahrensschritte:
- a) die ohne Klebstoff aufbereiteten oder nur mit niedriegem Klebstoffgehalt beleimten Fasern werden auf eine Feuchte von 16%-25% getrocknet und aus einer Streutstation auf ein Transportband zur Fasermatte gestreut,
- b) die Feuchte der Fasermatte wird in einer kontinuierlich arbeitende Vorpresse durch Einleiten von Sattdampf oder überhitztem Wasserdampf oder Dampf-/Luftgemischen um eine Feuchte von 2% bis 7% und mittels Warmwassersprühung vor und nach der Vorpresse um eine Feuchte von 2% bis 8% so erhöht, dass eine Feuchte von minimal 25% bis maximal 35% unmittelbar vor dem Eintritt in die Presse erreicht wird, womit gleichzeitig eine wesentliche Erwärmung der Fasermatte erfolgt,
- c) unmittelbar daran wird die Fasermatte auf ein endloses mit den unteren Stahlband umlaufendes nicht rostendes Metallgewebeband einer kontinuierlich arbeitenden Presse übergeben und in den Pressspalt einer kontinuierlich arbeitenden Presse eingeführt,
- d) innerhalb von etwa 20% der Pressenlänge der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte in einer Verdichtungsphase mit hohem spezifischen Druck von maximal 5,5 N/mm2 komprimiert und dabei Wasser ausgepresst,
- e) in einer sich anschließenden Trocknungsphase innerhalb der kontinuierlich arbeitenden Presse erfolgt die Verdampfung und Abführung des Dampfes sowie des Wassers insbesondere aus der Mittelschicht mit reduziertem spezifischem Druck von maximal 1 N/mm2 und wird solange aufrecht erhalten, bis eine Feuchte in der Fasermatte von 5 bis 8% erreicht ist und
- f) in einer abschließendem Aushärtephase in der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte unter einem maximalen Druck von 3,5 N/mm2 auf das Endmaß verdichtet und getrocknet bis in der Mittelschicht eine ungefähre Feuchte von 2% erreicht ist.
Mit diesen Verfahrensschritten sind erstmals sogar Faserplatten bis zu einer
Dicke von 50 mm herzustellen, weil mit der vorgeschlagenen Vorwärmung der
Fasermatte kürzere Preßzeiten möglich sind.
Auch mit den nachfolgenden Verfahrensschritten des Anspruches 2 sind
Faserplatten mit einer Dicke ≧ 4 mm zu fertigen:
- a) die ohne Klebstoff aufbereiteten oder nur mit niedrigem Klebstoffgehalt beleimten Fasern werden auf eine Feuchte von 16%-25% getrocknet und aus einer Streutstation auf ein Transportband zur Fasermatte gestreut,
- b) die Feuchte der Fasermatte wird in einer kontinuierlich arbeitende Vorpresse durch Einleiten von Sattdampf oder überhitztem Wasserdampf oder Dampf-/Luftgemischen so erhöht, dass eine Feuchte von minimal 25% bis maximal 35% unmittelbar vor dem Eintritt in die Presse erreicht wird, womit gleichzeitig eine wesentliche Erwärmung der Fasermatte erfolgt,
- c) unmittelbar daran wird die Fasermatte auf ein endloses mit den unteren Stahlband umlaufendes nicht rostendes Metallgewebeband einer kontinuierlich arbeitenden Presse übergeben und in den Pressspalt einer kontinuierlich arbeitenden Presse eingeführt,
- d) innerhalb von etwa 20% der Pressenlänge der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte in einer Verdichtungsphase mit hohem spezifischen Druck von maximal 5,5 N/mm2 komprimiert und dabei Wasser ausgepresst,
- e) in einer sich anschließenden Trocknungsphase innerhalb der kontinuierlich arbeitenden Presse erfolgt die Verdampfung und Abführung des Dampfes sowie des Wassers insbesondere aus der Mittelschicht mit reduziertem spezifischem Druck von maximal 1 N/mm2 und wird solange aufrecht erhalten, bis eine Feuchte in der Fasermatte von 5 bis 8% erreicht ist und
- f) in einer abschließendem Aushärtephase in der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte unter einem maximalen Druck von 3,5 N/mm2 auf das Endmaß verdichtet und getrocknet bis in der Mittelschicht eine ungefähre Feuchte von 2% erreicht ist.
Und nach einem dritten Ausführungsbeispiel nach Anspruch 3, ist das
Verfahren für eine Faserplatte ≦ 4 mm durch folgende Verfahrensschritte
gekennzeichnet:
- a) die ohne Klebstoff aufbereiteten oder nur mit niedriegem Klebstoffgehalt beleimten Fasern werden auf eine Feuchte von 16%-25% getrocknet und aus einer Streutstation auf ein Transportband zur Fasermatte gestreut,
- b) die Feuchte der Fasermatte wird durch Aufsprühen von Warmwasser auf die Oberflächen der Fasermatte so erhöht, dass eine Feuchte von minimal 25% bis maximal 35% unmittelbar vor dem Eintritt in die Presse erreicht wird, womit gleichzeitig eine Erwärmung der Fasermatte erfolgt,
- c) unmittelbar daran wird die Fasermatte auf ein endloses mit dem unteren Stahlband umlaufendes, nicht rostendes Metallgewebeband einer kontinuierlich arbeitenden Presse übergeben und in den Presspalt einer kontinuierlich arbeitenden Presse eingeführt,
- d) innerhalb von etwa 20% der Pressenlänge der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte in einer Verdichtungsphase mit hohem spezifischen Druck von maximal 5,0 N/mm2 komprimiert und dabei Wasser ausgepresst,
- e) in einer sich anschließenden Trocknungsphase erfolgt innerhalb der kontinuierlich arbeitenden Presse die Verdampfung und Abführung es Dampfes sowie des Wassers insbesondere aus der Mittelschicht mit reduziertem spezifischem Druck von maximal 1 N/mm2 und wird solange aufrecht erhalten, bis eine Feuchte in der Fasermatte von 5 bis 8% erreicht ist und
- f) in einer abschließenden Aushärtephase in der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte unter einem maximalen Druck von 4 N/mm2 auf das Endmaß verdichtet und getrocknet bis in der Mittelschicht eine ungefähre Feuchte von 2% erreicht ist.
Mit dem Verfahrensschritt nach Anspruch 3 ist durch die Wasserbesprühung
eine einfache und kostengünstige Vorwärmung der Fasermfatte für
Faserplatten ≦ 4 mm herstellbar.
Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 28 besteht darin,
dass als Presse eine kontinuierlich arbeitenden Presse mit den Pressdruck
übertragenden und die Fasermatte durch den Pressspalt ziehenden endlosen
Stahlbändern besteht, die Stahlbänder über Antriebs- und Umlenktrommeln um
das Rahmenoberteil und das Rahmenunterteil umlaufend geführt sind, die sich
mit einstellbarem Pressspalt über mitlaufende, mit ihren Achsen quer zur
Bandlaufrichtung geführten Rollstangen gegenüber den Rahmenober- und
Rahmenunterteil abstützen, wobei die Rollstangen an beiden Enden in
Führungsketten geführt sind, dass vor und zwischen der Streustation und der
kontinuierlich arbeitenden Presse mehrere auf das Transportband und zu den
Oberflächen der Fasermatte gerichtete Warmwassersprüheinrichtungen und
Einrichtungen zum Auftragen von Trennmitteln angeordnet sind, von der
kontinuierlich arbeitenden Presse eine Vorpresse mit
Dampfvorwärmeinrichtung und oberem und unterem Siebband vorgesehen ist,
die kontinuierlich arbeitenden Presse als Ablage für die Fasermatte und zur
Wasser- und Dampfabführung aus der Fasermatte eine aus nicht rostendem
Material bestehendes, mit dem unteren Stahlband umlaufend geführtes,
endloses Metallgewebeband aufweist, das vor dem Einlauf in den Pressspalt
über eine Heizplatte geführt ist und das untere Stahlband zum Ableiten des
ausgepressten Wassers mit einer größeren Breite ausgeführt ist als das obere
Stahlband.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage gemäß der Erfindung,
kann die Presszeit gegenüber den bekannten taktweise arbeitenden
Halbtrockenverfahren deutlich reduziert werden. Beispielsweise wird die
Presszeit für eine 4 mm dicke Faserplatte von 4 Minuten auf ca. 1 Minute
reduziert (siehe Tabelle 1). Ein wesentlicher Vorteil ist, dass durch die
Dampfvorwärmung der Fasermatte auf mindestens 100°C die Aufheizzeit der
Fasermatte drastisch vermindert wird. Bei dieser Temperatur sinkt die
Viskosität des Wassers, wodurch der Strömungswiderstand sich vermindert
und das Wasser schneller aus der Matte gequescht werden kann. Die
Dampfvorwärmung der Fasermatte auf 100°Celsius ist besonders bei der
Herstellung von Faserplatten mit einer Dicke größer 4 mm von Vorteil, da
hierfür die Presszeitverkürzung besonders hoch ausfällt.
In der Tabelle sind ausgewählte Prozessparameter während des Heißpressens
in einer kontinuierlichen Presse gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens für
eine 4 mm dicke Faserplatte dargestellt.
Im Gegensatz zur Herstellung in Mehretagenpressen kann in der
kontinuierlichen Presse die Fasermatte auch mit einer höheren
Heizplattentemperatur als 190°C verpresst werden, da die Presszeit kürzer ist
und am Ende der Pressung die Faserplatte gekühlt werden kann. Dadurch wird
die Presszeit erheblich vermindert. - In der Mehretagenpresse ist auf Grund
der Dampfplatzergefahr, vor allem der oberen Deckschicht, die Anhebung der
Pressplattentemperatur nicht möglich. - Wenn die Faserplatte am Ende der
kontinuierlichen Pressung auf um die 110°C gekühlt wird, wird die Gefahr der
Deckschichtplatzer erheblich vermindert.
Mit dem erfindungsgemäßen kontinuierlichen Verfahren kann in der
kontinuierlichen Presse ein vorgegebenes Weg-Druck-Programm sehr genau
ausgeregelt werden, wobei die kontinuierliche Presse bevorzugt so ausgeführt
wird, dass in Transportrichtung sehr große Verformungen pro Meter Presslänge
möglich sind. Dadurch kann der Pressspalt optimal auf die einzelnen Phasen
angepasst werden. So kann während der Trocknung der Pressspalt so weit
vergrößert werden, dass gerade eben Oberflächenplatzer vermieden werden.
Dadurch vermindert sich der Strömungswiderstand senkrecht zur Oberfläche in
der Fasermatte und die Faserplatte kann schneller getrocknet werden. Ebenso
kann die Faserplatte am Ende der Pressung nach einem optimierten Programm
entlastet werden. In Zusammenhang mit der Abkühlung der
Fasermattenoberfläche darf die Feuchte der Faserplatte nicht auf unter 2%
vermindert werden, welches zum einen die Aushärtephase verkürzt und bei der
späteren Klimatisierung der Platte von Vorteil ist. Die Faserplatte weist
unmittelbar nach der kontinuierlichen Presse eine gleichmäßigere
Feuchteverteilung über den Plattenquerschnitt auf.
Durch die genaue Einstellung des Pressspaltes über die gesamte
Pressenbreite in der kontinuierlich arbeitenden Presse ist es möglich,
Faserplatten mit sehr geringen Dickentoleranzen zu produzieren. Dadurch kann
die Rohplattendicke und damit die Schleifzugabe reduziert werden. Dies trägt
wiederum zu einer Presszeitverminderung bei, da für die gleiche
Fertigplattendicke eine geringere Plattendicke in der Heißpresse gefahren
werden kann.
Die kontinuierliche Verpressung gemäß der Erfindung führt auch zu deutlich
verminderten elektrischen und thermischen Energiekosten. Für die
diskontinuierliche Pressung, das Beschicken und Entleeren wird etwa 70%
mehr Elektroenergie pro m3 hergestellter Faserplatte im Vergleich zum
erfindungsgemäßen kontinuierlichen Verfahren benötigt, da eine wesentlich
höhere Anschlussleistung installiert werden muss. Da die Mehretagen Presse
einschließlich der benötigten Siebe höhere Abstrahlverluste hat, wird auch
mehr thermische Energie zum Betreiben der Presse benötigt. Zusätzlich wird
bei einer Mehretagen-Presse im Mittel mit höheren Pressplattentemperaturen
gepresst. Da bei der kontinuierlichen Presse die Temperatur gegen Ende der
Pressung deutlich gesenkt wird, wird weniger Wasser benötigt und aus der
Fasermatte verdampft und damit weniger Energie in die Faserplatte gebracht.
Weiterhin kann bei der Dampfvorwärmung Dampf mit niedrigem Dampfdruck
unter 3 bar verwendet werden, welcher als sehr günstiger Abdampf aus der
Faseraufbereitung zur Verfügung steht. Auch dadurch werden die Kosten für
die Aufheizenergie zu Beginn der Pressung vermindert.
Beim Halbtrockenverfahren wird eine Faser-Faser-Bindung auf 2 Arten erreicht:
zum einen über eine so genannte Wasserstoffbrückenbindungen vor allem der
Holzbestandteile Cellulose und Hemicellulose und zum anderen über das
erweichte Lignin. Für beide Bindungstypen ist es wichtig, dass die einzelnen
Fasern über eine längere Strecke einen sehr engen Kontakt zueinander
aufweisen. Durch die Dampfvorwärmung wird nun folgender Vorteil erreicht
werden: die Faser sind schon zu Beginn der Pressung plastifiziert und damit
sehr flexibel, wodurch sich mehr Kontaktflächen zwischen den Fasern während
der ersten Verdichtung ausbilden können. Sie werden beim Verdichten weniger
zerquescht. Sie schmiegen sich eng aneinander und lassen sich leichter in
Hohlräume drücken. Die Querzugfestigkeit der Faserplatten ist dadurch bei
gleichem Klebstoffgehalt etwas besser als ohne Dampfvorwärmung und auch
die irreversible Rückfederung bei der Dickenquellung ist vermindert.
Die Hackschnitzel werden im Vorwärmverfahren bei einer höheren Temperatur
als 180°C, bevorzugt 190 bis 220°C, im Vorwärmen vorgedämpft, um zu
erreichen, dass im Holz durch Umwandlungsprozesse Substanzen gebildet
werden, die während der Heißpressung zu einer besseren Verklebung führen.
Insbesondere wird die Bildung von Furfural durch die Bildung von Säuren im
Vorwärmer gefördert. Die Bildung von Säuren wird durch die hohe Temperatur
im Vorwärmen unterstützt. Furfural fördert Kondensationsreaktionen zwischen
den Holzbestandteilen. Eventuell kann bei der Vorwärmung oder dem Refiner
Säure - wie zum Beispiel Schwefelsäure - zugegeben werden, die ebenfalls die
Bildung von Furfural fördert. Bei Laubhölzern werden in der Regel mehr
klebrige Substanzen als bei Nadelhölzern gebildet. Daher eignen sich für
dieses Verfahren Laubhölzer besonders gut. Weiterhin ist es günstig
Aluminiumsulfat etwa 0,5% atro Stoff zur Fällung von den künstlichen
Kondensationsklebstoffen und den natürlichen Harzsäuren während der
Vorwärmung oder in den Refiner oder in der Blow-Line zuzugeben. Auch zur
Fällung der Harze ist es vorteilhaft, dass der pH-Wert der Fasern auf kleiner 4,5
durch die Zugabe von Säure abgesenkt wird.
Zu Beginn der Heißpressung bis etwa 20% der Presslänge wird etwas Wasser
aus der Fasermatte gequescht, welches durch das Metallgewebeband als
Wasser bzw. als Dampf auf den Rand des unteren Stahlbandes transportiert
wird. Dort wird das Wasser aufgefangen und der Dampf abgesaugt. Der
abgesaugte Dampf wird kondensiert und mit dem aufgefangenen Wasser
vermischt. Dieses Wasser muss über einen Filter geführt werden, um es von
groben unlösbaren Teilen zu reinigen. Das aufbereitete Wasser enthält gelöste
bzw. suspendierte Holzsubstanzen, die sich besonders für die Verklebung
eignen. Daher wird es wieder als Sprühwasser verwendet. Zusätzlich wird
durch die Wiederverwendung des Wassers der Wasserkreislauf geschlossen,
sodass im Vergleich zum Trockenverfahren keine größere Verschmutzung von
Trinkwasser auftritt.
Die Fasermatte kann mittels einer einzigen Streumaschine gestreut werden
oder die Fasern werden nach der Herstellung im Refiner in grobe und feine
Fasern aufgeteilt oder schon getrennt mittels zweier Refiner hergestellt. Die
groben Fasern werden dann bevorzugt in die Fasermattenmitte als Mittelschicht
und die feinen Fasern als Deckschicht gestreut. Für Faserplatten, die direkt
lackiert werden sollen, ist es günstig sehr feine Fasern (Feinstfasern) oder
Staub auf die Oberfläche in einer Menge von 20-50 g/m2 zu streuen. Durch
die sehr feinen Fasern kann eine sehr geschlossene Oberfläche an der
Faserplatte erzielt werden, wodurch zum Beispiel der Lackverbrauch gesenkt
werden kann.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dürfen die Fasern nicht
unter eine Feuchte von 16% getrocknet werden bzw. die Fasern dürfen nicht
eine Feuchte von 16% unterschreiten, da sie sonst verhornen. Verhornte
Fasern bilden nur eine unzureichende Wasserstoffbrückenbindung aus. Das
heißt, dass auch während des Transportes der Fasern darauf geachtet werden
muss, dass die Feuchte nicht unterschritten wird. Da während des Transportes
der Faser im Luftstrom mit Luft einer relativen Luftfeuchte, die niedriger ist als
die Ausgleichsfeuchte der Faser, die Fasern schnell Feuchte abgeben, muss
entweder die Transportluft durch zum Beispiel Dampfeindüsung klimatisiert
werden oder die Fasern sollten nach dem Trockner eine etwas größere
Feuchte als auf dem Formband aufweisen.
Die Feuchte der Fasermatte wird durch die Dampfvorwärmung in Abhängigkeit
der Vorwärmtiefe durch die Kondensation des Wasserdampfes erhöht. Wenn
die gesamte Fasermatte durchwärmt wird, erhöht sich die Mattenfeuchte um
ca. 7%. Wenn etwa 50% der Matte erwärmt werden, beträgt die
Feuchteerhöhung etwa 4%. Das Verfahren muss auf jeden Fall so gesteuert
werden, dass die Fasermattenfeuchte zu Beginn der Heißpressung nicht unter
25% und nicht über 35% beträgt, denn falls die Feuchte unter 25% beträgt,
können nur unzureichende holzeigene Klebeverbindungen ausgebildet werden.
Dann steigt der Klebstoffverbrauch sehr stark an. Falls die Feuchte über 35%
beträgt, verlängert sich andererseits die Presszeit auf Grund der längeren
Trocknungsphase sehr stark.
Um eine geschlossene Faserplattenoberfläche mit einer hohen Dichte zu
erzielen und um die Stahlbänder vor Verschmutzungen zu schützen, ist es
günstig auf die Fasermattenoberfläche Wasser in einer Menge von insgesamt
20-700 g/m2, je nach Konsistenz der Fasern und der Faserplattedicke zu
sprühen. Das Wasser kann auch auf das Transportband oder auf das Siebband
bei der Dampfvorwärmung gesprüht werden. Günstig ist es auch Trennmittel
auf die Fasermattenoberfläche und/oder das Transportband zu sprühen, damit
die Fasern nicht mit dem Metallgewebeband bei der Vorwärmung, dem
Transportband, den Stahlbändern und dem Metallgewebeband in der
kontinuierlich arbeitenden Presse verkleben. Die Wassermenge, die vor der
Bedampfung aufgesprüht wird, darf aber nicht so groß sein, dass sich freies
Wasser auf der Fasermattenoberfläche befindet, da es dann zu Problemen in
der Bedampfung durch eine ungleichmäßige Kondensation von Dampf und zu
unkontrollierbaren Verhältnissen kommt.
Daher kann eine größere Wassermenge als 60 g/m2 nur nach der Bedampfung
in der Vorpresse mit Dampfvorwärmung auf die Fasermatte gesprüht werden.
Das Wasser sollte bevorzugt vor dem Aufsprühen auf Temperaturen von 60-
95°C erwärmt werden. Da die Verweilzeit des Wassers vom Aufsprühen bis
zum Fasermattenkontakt mit dem Stahlband in der kontinuierlich arbeitenden
Presse sehr kurz ist, wird dieses Wasser fast nicht von den Fasern
aufgenommen und beeinflusst damit das Dichteprofil nur unwesentlich. Von
Vorteil ist auch, wenn das Wasser nur von oben auf die Fasermatte gesprüht
wird. Das Wasser wird dann bei Kontakt mit dem Stahlband sofort verdampft
und kann nur senkrecht in die Fasermatte strömen. Falls das Wasser auf die
untere Fasermattenhälfte, also der siebzugewandten Fasermatteseite
aufgetragen wird, dringt der gebildete Dampf nicht in die Fasermatte ein. Nach
der Verdampfung strömt der Dampf über das Metallgewebeband aus der
Presse entgegen der Transportrichtung in Richtung Einlauf und quer zur
Transportrichtung zum Pressenrand. Die Feuchte der Fasermatte wird dann
nicht erhöht und die Presszeit nicht verkürzt. Eine größere Wassermenge darf
nicht auf die Fasermattenseite gesprüht werden, die dem Metallgewebeband
zugewandt ist, da die Feuchte der Fasermatte dann nicht erhöht und die
Presszeit nicht verkürzt werden würde.
Die Fasern müssen für das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Feuchte
getrocknet werden, die zuzüglich der Feuchte durch die Bedampfung, der
Wasserbesprühung und des Wassers aus dem Trennmittelauftrag innerhalb
des oben genannten Bereiches liegt. Um den Feuchteeintrag in die einzelnen
Fasermattenschichten genau zu steuern, muss die Menge an aufgesprühten
Wasser und die zugegebene Dampfmenge jeweils für die obere und untere
Fasermattenseite getrennt gemessen werden. Die Dampfmenge, die zur
Erwärmung des aufgesprühten und vom Holz aufgenommenen Wassers
benötigt wird, lässt sich aus der Wassertemperatur und der aufgesprühten
Wassermenge berechnen. Ebenso kann die Dampfmenge, die zur Erwärmung
der Fasern benötigt wird, aus der Anfangstemperatur und der Feuchte der
Fasern berechnet werden. Das heißt, dass die Eindringtiefe des Dampfes auf
Grund der gemessenen und geregelten Dampfmenge für die obere und untere
Fasermattenhälfte getrennt bestimmt wird. Damit ist auch die Feuchteverteilung
über den Fasermattenquerschnitt unmittelbar bestimmbar. Durch
entsprechende Messgeräte - wie Mikrowellenmessgeräte - kann die
Feuchteverteilung über den Fasermattenquerschnitt auch gemessen werden.
Die Kenntnis der Feuchte und der Feuchteverteilung über den
Fasermattenquerschnitt unmittelbar vor der kontinuierlich arbeitenden Presse
ist sowohl für die Ausbildung einer ausreichenden Verklebung und einer
minimalen Presszeit wichtig als auch für die Ausbildung des Rohdichteprofils
von Bedeutung. Für eine geringe Presszeit ist günstig, die Fasermatte über den
gesamten Querschnitt zu bedampfen und möglichst viel Warmwasser auf die
Fasermatte zu sprühen.
Zur Regelung der Bedampfungstiefe, der aufgesprühten Wassermenge und zur
Einsteuerung der Metallgewebebandtemperatur bzw. der oberen und unteren
Heizplattentemepratur in der kontinuierlich arbeitenden Presse sollte das
Rohdichteprofil der fertigen Faserplatte unmittelbar nach der kontinuierlich
arbeitenden Presse gemessen werden. Faserplatten aus dem
Halbtrockenverfahren weisen häufig keine deutliche Dichteabsenkung in der
Faserplattenmitte auf. Im Trockenverfahren produzierte Faserplatten zeigen ein
Dichteminimum in der Faserplattenmitte, welches zu höheren Biegefestigkeiten
bei gleichem Materialeinsatz führt. Es hat sich nun herausgestellt, dass nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren Faserplatten mit ähnlichen Dichteprofilen,
wie sie im Trockenverfahren produziert werden, hergestellt werden können.
Dazu sollte nicht der gesamte Fasermattenquerschnitt mit Dampf vorgewärmt
und erweicht werden, sondern nur die Deckschichten. Neben der Änderung des
Pressspaltes zu Beginn der Heißpressung und während der Trocknungsphase
muss die Bedampfungstiefe durch Verminderung der eingebrachten
Dampfmenge reduziert und eventuell die aufgesprühte Wassermenge erhöht
werden. Wichtig ist auch eine erhöhte Erwärmung der
Metallgewebebandtemperatur im Einlauf zur kontinuierlich arbeitenden Presse,
die mindestens 40°Celsius höher als die Temperatur der Stahlbänder im
Einlauf zur kontinuierlich arbeitenden Presse sein sollte. Von Vorteil hat sich
auch eine separate Regelung des oben und unteren Heizkreises der
Pressplatten erwiesen.
Da im kontinuierlichen Verfahren gemäß der Erfindung zu Beginn der Pressung
eine höhere Pressplattentemperatur gefahren werden kann, ist die Temperatur
der Fasermatte in den äußeren Schichten auch etwas höher als im
Taktverfahren. Es hat sich herausgestellt, dass diese höhere Temperatur die
Bildung von Kondensationsreaktionen - vor allem des Lignins - fördert, sodass
im erfindunsgemäßen Verfahren eine festere Faser zu Faser Bindung erzielt
werden kann. Etwas bessere Biegeeigenschaften sind daher bei gleichem
Klebstoffgehalt erzielbar.
Die Querzugfestigkeit der im Labor erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Faserplatten sind am Faserplattenrand etwas niedriger als in der
Faserplattenmitte. Dies wird dadurch verursacht, dass die Aushärtetemperatur
am Rand etwas niedriger ist. Die Aushärtetemperatur ist in der Fasermatte
niedriger, da die Stahlbänder, die Pressplatten und die Rollstangen am Rand
kühler sind als in der Pressenmitte. Sie kühlen durch das austretende Wasser
und die zirkulierende Luft ab. Im Allgemeinen sind die Pressplatten 50 mm je
Pressenseite breiter als die Fasermatte. Es hat sich nun herausgestellt, dass
durch Vergrößerung des Abstandes von Pressplattenrand zur Fasermatte auf
≧ 100 mm die Aushärtetemperatur am Rand höher ist und die Querzugfestigkeit
der Faserplatte am Rand deutlich zu verbessern ist. Zusätzlich kann die
Fasermatte am Rand noch mit einem höheren Flächengewicht gestreut
werden, wodurch sich ebenfalls eine Erhöhung der Querzugfestigkeit erzielen
lässt.
Der gemäß der Erfindung hergestellte endlose Faserplattenstrang wird nach
einer Formataufteilung - wie bei dem herkömmlichen Halbtrockenverfahren -
zur Verbesserung der Eigenschaften einer Nachbehandlung zugeführt.
Insbesondere werden die Faserplatten durch einen Wärmekanal geführt oder in
einer beheizten Halle warm eingestapelt. Durch die Wärmebehandlung der
Faserplatten bei Temperaturen zwischen 110° und 200°C nach der
kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Verklebung der einzelnen Fasern
erhöht, wodurch die Biegeeigenschaften und die Quellwerte verbessert werden.
Zur Durchführung der Wärmebehandlung können die Faserplatten warm
eingestapelt werden oder als Paket durch einen Wärmekanal gezogen werden.
Das Metallgewebeband in der kontinuierlich arbeitenden Presse hat die
Funktion, eine Entwässerung und Entdampfung der Fasermatte zu
ermöglichen. Das Metallgewebeband muss daher eine Struktur aufweisen, die
einen Abtransport des Wassers und des Wasserdampfes innerhalb des
Gefüges senkrecht zur Transportrichtung ohne große Strömungswiderstände
ermöglicht. Das heißt, dass innerhalb des Metallgewebebandes quer zur
Transportrichtung ein größerer freier Querschnitt vorhanden ist. Durch die
Verwendung des Metallgewebebandes kann die kontinuierlich arbeitende
Presse auch in einer Breite von über 4 m ausgeführt werden, da die Faserplatte
ausschließlich über das Metallgewebeband entwässert und entdampft wird.
Dabei kann das Metallgewebeband zur Fasermattenseite eine glatte oder
grobe Struktur aufweisen. Meist wird eine glatte Struktur erwünscht, wenn die
Faserplatte später beschichtet werden soll. Für einzelne Anwendungen ist auch
eine grobe Struktur mit einem Siebabdruck auf der Plattenoberfläche günstig.
Da Gussstahl oder unlegierter Stahl zu stark rostet, ist als Material für das
Metallgewebeband nur ein nicht rostendes Material wie Phosphorbronze oder
Edelstahl für die Halbtrockenanlage möglich.
Bei Versuchen hat sich nun herausgestellt, dass die Stahlbänder am
Pressenrand deutlich kühler sind, als in der Pressenmitte, wodurch sie zur
Fasermatte hin schüsseln. Daher wird die Anlage so ausgeführt, dass das
untere Stahlband breiter als das obere Stahlband ist und die Führungskette zur
Führung der Rollstangen abdeckt. An einigen Stellen kann dann das untere
Stahlband mit Niederhalterollen nach unten gedrückt werden. An diesen Stellen
wird auch das Wasser aufgefangen und abgeführt. Diese Niederhalterollen sind
von Beginn der Presse bis ca. 20% der Presslänge vorgesehen.
Der spezifische Druck ist wegen der Vermeidung von Relativbewegungen
zwischen Metallgewebeband und Stahlband auf Grund thermischer
Ausdehnung und damit Vermeidung von Kratzern auf dem Stahlband wichtig.
Da mit diesem Verfahren vorwiegend dünne Faserplatten hergestellt werden,
darf das Metallgewebeband keine größeren Dickentoleranzen als ± 0,075 mm
afuweisen. Die Dickentoleranz würde sich auch in dem Produkt zeigen und zu
einem größeren Abschliff führen.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der
Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung
anhand dreier Ausführungsbeispiele mit der Zeichnung hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 die Anlage gemäß der Erfindung in Seitenansicht,
Fig. 2 in einem Schnitt A-A und Ausschnitt aus Fig. 1 einen Teil der
rechten Längsmitte mit Führung der Rollstangen am Pressenrand
und
Fig. 3 das Metallgewebeband in Längsrichtung zum Abführen des
ausgepressten Wassers aus der Fasermatte.
Die Zeichnungt zeigt die Anlage wie die Fasermatte 10 gemäß dem
Pressprogramm von links nach rechts gefertigt, behandelt und wie sie in der
kontinuierlich arbeitenden Presse 5 zur Faserplatte 30 verpresst und
ausgehärtet wird. Zunächst wird die Fasermatte 10 in der kontinuierlich
arbeitenden Presse 5 mit hohem Druck verdichtet, etwas Wasser ausgepresst
und anschließend entlastet und getrocknet. Gegen Ende der Pressung wird die
Fasermatte 10 auf die Enddicke verdichtet und ausgehärtet, wobei die
Aushärtephase begonnen wird, wenn die Feuchte der Fasermatte 10 5%-8%
beträgt.
Aus der Fig. 1 ist die in schematischer Darstellung gezeigte Anlage ersichtlich,
mit der die Fasermatte 10 aus Fasern auf ein Transportband 20 aus der
Straustation 1 aufgestreut wird. Das Transportband 20 dient dabei zur
Weiteführung der Fasermatte 10 ggf. durch eine Vorpresse 2,
Warmwassersprühvorrichtungen und/oder Trennmittelsprühvorrichtungen 21
bis zur Vorpresse mit Dampfvorwärmeinrichtung 4. Das endlose Transportband
20 wird dabei über Umlenkrollen 24 geführt. Die Fasermatte 10 wird mit dem
Transportband 20 weitergeführt bis auf das untere endlose Siebband 23 der
Vorpresse mit Dampfvorwärmeinrichtung 4, wobei an der Umkehrung die
Umlenkrolle 24 rückstellbar angeordnet ist, um bei Störungen die Fasermatte
10 in einen Abwurfschacht 22 zu leiten. Zum Kontrollieren der
Fasermattenfeuchte ist zwischen der Streustation 1 und der Vorpresse mit
Dampfvorwärmeinrichtung 4 ein Mattenfeuchtesensor 3 angeordnet. Aus
Streustation 1 kann je nach Bedarf eine ein- oder mehrschichtige Fasermatte
10 gestreut werden. Dafür sind fünf oder mehr verschiedene Streubunker zum
Beispiel mit Feinstfasern 32 und 36 (oder auch Holzstaub) für die
Deckschichten, mit Fasern 33 und 35 für die Zwischenschichten und mit
Grobfasern 34 für die Mittelschicht vorgesehen. Die Vorpresse mit
Dampfvorwärmeinrichtung 4 besteht aus zwei endlosen, um die
Dampfeinspeisung 29 und Umlenkrollen 27 umlaufenden Siebbändern 23,
wobei das untere Siebband 23 die ggf. vorgewärmte Fasermatte 10 bis nahe in
den Einlaufbereich der kontinuierlich arbeitenden Presse 5 führt bzw. an das
Metallgewebeband 25 übergibt. Als kontinuierlich arbeitende Presse 5 ist eine
so genannte Doppelbandpresse vorgesehen, die in ihren Hauptteilen aus
einem beweglichen Rahmenoberteil 9 und einem stationären Rahmenunterteil
8 besteht, die den einstellbaren Pressspalt 11 bilden. Rahmenoberteil 9 und
Rahmenunterteil 8 werden über Antriebstrommeln 16 und Umlenktrommeln 17
von Stahlbändern 18 und 19 umlaufen. An den dem Pressspalt 11
zugewandten Seiten von Rahmenoberteil 9 und Rahmenunterteil 8 sind beheiz-
und kühlbaren Pressplatten 12 und 13 angebracht, die die Stahlbänder 18/19
mittels ebenfalls umlaufenden mit Führungsketten 39 und 40 geführte
Rollstangen 37 und 38 abstützen. Die aus der kontinuierlich arbeitenden
Presse 5 ausfahrende fertige Holzwerkstoff bzw Faserplatte ist mit 30
bezeichnet. Gemäß der Erfindung ist dem unteren Stahlband 18, ein über
Umlenkrollen 27 geführtes mitumlaufendes Metallgewebeband 25 zugeordnet,
das aus einem nicht rostendem Material hoher Wärmeleitfähigkeit wie Edelstahl
oder Phosphorbronze besteht, wobei das obere und untere Stahlband 18 und
19 sowie das Metallgewebeband 25 im Rücklauf gemeinsam durch einen
Isoliertunnel 26 geführt sind, um die Wärmeabstrahlung zu verhindern und um
Energie zu sparen, sowie das Metallgewebeband 25 vor dem Einlauf in den
Pressspalt 11 über eine Heizplatte 28 auf eine wesentlich höhere Temperatur
aufzuheizen ist, als das zugehörige Stahlband 18 im Einlauf zum Pressspalt 11
besitzt.
Die Pressenlänge ist zweckmäßigerweise in eine Heizzone 6 und eine
Kühlzone 7 aufgeteilt. Für eine getrennte Regelung dieser Zonen ist sowohl die
Heizzone 6 als auch die Kühlzone 7 mit den Kühlplatten 14 und 15 über eine
eigene Rollteppichabstützung mit in Führungsketten umlaufend geführten
Rollstangen ausgestattet. Am Auslauf der kontinuierlich arbeitenden Presse 5
wird das Dichteprofil der fertigen Faserplatte 30 mittels eines Rohdichtesensors
31 überprüft und mit dem ermittelten Wert die Temperatur und Feuchte der
Fasermatte vor dem Einlauf in die kontinuierlich arbeitende Presse 5 geregelt.
In einem Schnitt A-A aus Fig. 1 ist in Fig. 2 die Ausbildung des
Pressbereichs gezeigt, insbesondere für die Heizzone 6. An Längsträgern 41
und 42 der beiden Längsseiten der kontinuierlich arbeitenden Presse 5 werden
die Führungsketten 39/40 mit den Rollstangen 37 und 38 an Führungsschienen
47 und 50 geführt. Zum Niederhalten des unteren, mit größerer Breite
ausgeführten Stahlbandes 18 sind mehrere Niederhalterollen 43 am unteren
Längstrager 41 angebracht. Ein am unteren Längsträger 41 ausgebildeter
Kanal 44 dient zum Ableiten des aus der Fasermatte 10 über Querrinnen 45
des Metallgewebebandes 25 austretenden Wassers und kondensierenden
Dampfes. Ein dafür zweckmäßig ausgeführtes Metallgewebeband 25 ist in
Fig. 3 in Seitenansicht entsprechend der Fig. 1 dargestellt. Die als Kette 46
dargestellten Längsdrähte bilden dabei eine ausreichend eben Auflagefläche
für die Fasermatte 10 und werden durch die als Schuss 48 bezeichnete
Querdrähten zusammengehalten.
1
Streustation
2
Vorpresse
3
Mattenfeuchtesensor
4
Vorpresse mit Dampfvorwärmevorrichtung
5
kontinuierlich arbeitende Presse
6
Heizzone
7
Kühlzone
8
Rahmenunterteil
9
Rahmenoberteil
10
Fasermatte
11
Pressspalt
12
Pressplatte unten
13
Pressplatte oben
14
Kühlplatte unten
15
Kühlplatte oben
16
Antriebstrommel
17
Umlenktrommel
18
Stahlband unten
19
Stahlband oben
20
Transportband
21
Warmwassersprühvorrichtung oder Trennmittelsprühvorrichtung
22
Abwurfschacht
23
Siebband in Vorpresse mit Dampfvorwärmeinrichtung
4
24
Umlenkrollen für
20
25
Metallgewebeband in kontinuierlich arbeitender Presse
5
26
Isoliertunnel
27
Umlenkrollen für Siebband
28
Heizplatte
29
Dampfeinspeisung
30
Faserplatte
31
Rohdichtesensor
32
Feinstfaser
33
Zwischenschicht
34
Mittelschicht
35
Zwischenschicht
36
Feinstfaser
37
Rollstangen unten
38
Rollstangen oben
39
Führungskette unten
40
Führungskette oben
41
Längsträger unten
42
Längsträger oben
43
Niederhalterollen
44
Kanal
45
Querrinnen
46
Kette
47
Führungsschiene für Führungskette
39
48
Schuss
49
-
50
Führungsschiene für Führungskette
40
Claims (37)
1. Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, wie Span- und
Faserplatten, insbesondere von Faserplatten aus Holz oder anderen
lignozellulosehaltigen Materialien, bei dem aus einer Streustation auf
ein sich kontinuierlich bewegendes Transportband eine mit niedrigem
oder ohne Klebstoffanteil versetzte Fasermatte gebildet wird, die nach
Ablage auf ein Metallgewebeband zwischen die Pressplatten einer
Presse eingeführt und darin unter Anwendung von Druck und Wärme
zu einer Faserplatte verpresst und ausgehärtet wird,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- 1. 1.1 die ohne Klebstoff aufbereiteten oder nur mit niedriegem Klebstoffgehalt beleimten Fasern werden auf eine Feuchte von 16%-25% getrocknet und aus einer Streutstation auf ein Transportband zur Fasermatte gestreut,
- 2. 1.2 die Feuchte der Fasermatte wird in einer kontinuierlich arbeitende Vorpresse durch Einleiten von Sattdampf oder überhitztem Wasserdampf oder Dampf-/Luftgemischen um eine Feuchte von 2% bis 7% und mittels Warmwassersprühung vor und nach der Vorpresse um eine Feuchte von 2% bis 8% so erhöht, dass eine Feuchte von minimal 25% bis maximal 35% unmittelbar vor dem Eintritt in die Presse erreicht wird, womit gleichzeitig eine wesentliche Erwärmung der Fasermatte erfolgt,
- 3. 1.3 unmittelbar daran wird die Fasermatte auf ein endloses mit den unteren Stahlband umlaufendes nicht rostendes Metallgewebeband einer kontinuierlich arbeitenden Presse übergeben und in den Pressspalt einer kontinuierlich arbeitenden Presse eingeführt,
- 4. 1.4 innerhalb von etwa 20% der Pressenlänge der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte in einer Verdichtungsphase mit hohem spezifischen Druck von maximal 5,5 N/mm2 komprimiert und dabei Wasser ausgepresst,
- 5. 1.5 in einer sich anschließenden Trocknungsphase innerhalb der kontinuierlich arbeitenden Presse erfolgt die Verdampfung und Abführung des Dampfes sowie des Wassers insbesondere aus der Mittelschicht mit reduziertem spezifischem Druck von maximal 1 N/mm2 und wird solange aufrecht erhalten, bis eine Feuchte in der Fasermatte von 5 bis 8% erreicht ist und
- 6. 1.6 in einer abschließendem Aushärtephase in der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte unter einem maximalen Druck von 3,5 N/mm2 auf das Endmaß verdichtet und getrocknet bis in der Mittelschicht eine ungefähre Feuchte von 2% erreicht ist.
2. Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, wie Span- und
Faserplatten, insbesondere von Faserplatten aus Holz oder anderen
lignozellulosehaltigen Materialien, bei dem aus einer Streustation auf
ein sich kontinuierlich bewegendes Transportband eine mit niedrigem
oder ohne Klebstoffanteil versetzte Fasermatte gebildet wird, die nach
Ablage auf ein Metallgewebeband zwischen die Pressplatten einer
Presse eingeführt und darin unter Anwendung von Druck und Wärme
zu einer Faserplatte verpresst und ausgehärtet wird,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- 1. 2.1 die ohne Klebstoff aufbereiteten oder nur mit niedriegem Klebstoffgehalt beleimten Fasern werden auf eine Feuchte von 16%-25% getrocknet und aus einer Streutstation auf ein Transportband zur Fasermatte gestreut,
- 2. 2.2 die Feuchte der Fasermatte wird in einer kontinuierlich arbeitende Vorpresse durch Einleiten von Sattdampf oder überhitztem Wasserdampf oder Dampf-/Luftgemischen so erhöht, dass eine Feuchte von minimal 25% bis maximal 35% unmittelbar vor dem Eintritt in die Presse erreicht wird, womit gleichzeitig eine wesentliche Erwärmung der Fasermatte erfolgt,
- 3. 2.3 unmittelbar daran wird die Fasermatte auf ein endloses mit den unteren Stahlband umlaufendes nicht rostendes Metallgewebeband einer kontinuierlich arbeitenden Presse übergeben und in den Pressspalt einer kontinuierlich arbeitenden Presse eingeführt,
- 4. 2.4 innerhalb von etwa 20% der Pressenlänge der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte in einer Verdichtungsphase mit hohem spezifischen Druck von maximal 5,5 N/mm2 komprimiert und dabei Wasser ausgepresst,
- 5. 2.5 in einer sich anschließenden Trocknungsphase innerhalb der kontinuierlich arbeitenden Presse erfolgt die Verdampfung und Abführung des Dampfes sowie des Wassers insbesondere aus der Mittelschicht mit reduziertem spezifischem Druck von maximal 1 N/mm2 und wird solange aufrecht erhalten, bis eine Feuchte in der Fasermatte von 5 bis 8% erreicht ist und
- 6. 2.6 in einer abschließendem Aushärtephase in der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte unter einem maximalen Druck von 3,5 N/mm2 auf das Endmaß verdichtet und getrocknet bis in der Mittelschicht eine ungefähre Feuchte von 2% erreicht ist.
3. Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, wie Span- und
Faserplatten, insbesondere von Faserplatten aus Holz oder anderen
lignozellulosehaltigen Materialien, bei dem aus einer Streustation auf
ein sich kontinuierlich bewegendes Transportband eine mit niedrigem
oder ohne Klebstoffanteil versetzte Fasermatte gebildet wird, die nach
Ablage auf ein Metallgewebeband zwischen die Pressplatten einer
Presse eingeführt und darin unter Anwendung von Druck und Wärme
zu oder einer Faserplatte verpresst und ausgehärtet wird,
insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
folgende Verfahrensschritte zur Herstellung einer dünnen Faserplatte ≦
4 mm:
- 1. 3.1 die ohne Klebstoff aufbereiteten oder nur mit niedriegem Klebstoffgehalt beleimten Fasern werden auf eine Feuchte von 16%-25% getrocknet und aus einer Streutstation auf ein Transportband zur Fasermatte gestreut,
- 2. 3.2 die Feuchte der Fasermatte wird durch Aufsprühen von Warmwasser auf die Oberflächen der Fasermatte so erhöht, dass eine Feuchte von minimal 25% bis maximal 35% unmittelbar vor dem Eintritt in die Presse erreicht wird, womit gleichzeitig eine Erwärmung der Fasermatte erfolgt,
- 3. 3.3 unmittelbar daran wird die Fasermatte auf ein endloses mit dem unteren Stahlband umlaufendes, nicht rostendes Metallgewebeband einer kontinuierlich arbeitenden Presse übergeben und in den Presspalt einer kontinuierlich arbeitenden Presse eingeführt,
- 4. 3.4 innerhalb von etwa 20% der Pressenlänge der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte in einer Verdichtungsphase mit hohem spezifischen Druck von maximal 5,0 N/mm2 komprimiert und dabei Wasser ausgepresst,
- 5. 3.5 in einer sich anschließenden Trocknungsphase erfolgt innerhalb der kontinuierlich arbeitenden Presse die Verdampfung und Abführung des Dampfes sowie des Wassers insbesondere aus der Mittelschicht mit reduziertem spezifischem Druck von maximal 1 N/mm2 und wird solange aufrecht erhalten, bis eine Feuchte in der Fasermatte von 5 bis 8% erreicht ist und
- 6. 3.6 in einer abschließenden Aushärtephase in der kontinuierlich arbeitenden Presse wird die Fasermatte unter einem maximalen Druck von 4 N/mm2 auf das Endmaß verdichtet und getrocknet bis in der Mittelschicht eine ungefähre Feuchte von 2% erreicht ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Verdichtungssphase die Fasermatte während einer Zeit
von 5 bis 15 Sekunden und bei einer Wärme in der Mittelschicht von
105°Celsius bis 110°Celsius komprimiert wird, bis in den
Deckschichten eine Feuchte von circa 2% und in der Mittelschicht eine
Feuchte von circa 35% erreicht ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Trocknungsphase die Fasermatte während einer Zeit von
20 bis 35 Sekunden und bei einer Wärme in der Mittelschicht von 105°
Celsius bis 110°Celsius unter Verdampfung und Abführung des
Wassers getrocknet wird bis in den Deckschichten eine Feuchte von
circa 2% bis 2,5% und in der Mittelschicht eine Feuchte von circa 6%
erreicht ist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung
von dünnen Faserplatten ≦ 4 mm, in der Aushärtephase die
Fasermatte während einer Zeit von 25 bis 50 Sekunden und bei einer
Wärme in der Mittelschicht von 110°Celsius bis 135°Celsius
verdichtet und ausgehärtet wird bis in den Deckschichten eine Feuchte
von circa 0,5% bis 0,2% und in der Mittelschicht eine Feuchte von circa
6% bis 2% erreicht ist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nur die
Deckschichten der Fasermatte mit Sattdampf oder überhitztem
Wasserdampf oder einem Dampf-Luftgemisch befeuchtet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Fasermatte durch Einleiten von Sattdampf oder überhitztem
Wasserdampf oder einem Dampf-Luftgemisch unter einem
Dampfdruck von 0,07 bis 3 bar auf eine Mindesttemperatur von 80°
Celsius erwärmt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nur auf die
Fasermattenoberflächen mehr als 60 g/m2 Wasser vor dem Eintritt in
die kontinuierlich arbeitende Presse aufgesprüht wird, die nicht mit
dem Metallgewebeband in der kontinuierlich arbeitenden Presse in
Kontakt steht.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die
Aushärtungsphase eine Kühlphase anschließt.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der
Pressung die Fasermattenoberfläche innerhalb der kontinuierlich
arbeitenden Presse auf minimal 115°Celsius, vorzugsweise 100°
Celsius, abgekühlt wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der
Fasermatte ausgepresste und aufgefangene Wasser gereinigt und als
Sprühwasser Verwendung findet.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschicht
aus groben Fasern, die Zwischenschichten aus feinen Fasern und die
Deckschichten aus Feinstfasern und/oder Holzstaub gestreut werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass Feinstfasern oder Holzstaub nur auf die Oberfläche der
Fasermatte gestreut werden, die sich gegenüber dem
Metallgewebeband befinden.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern
während des Transportes vom Trockner in die Bunker der Streustation
durch Dampfeindüsung oder durch Einleiten von klimatisierter Luft auf
eine Feuchte ≧ 16% klimatisiert werden.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer oder
beiden Oberflächen der Fasermatte eine Wassermenge von 20-700 g/m2
aufgebracht wird.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 16, dass das Warmwasser und/oder das Trennmittel auf das
Transportband und/oder die Oberfläche der Fasermatte und/oder auf
die Siebbänder der Vorpresse mit Vorwärmeinrichtung aufgesprüht
werden.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die
aufzubringende Wassermengen auf die Faserplatten-Oberflächen
anhand der tatsächlich aufgesprühten Wassermenge und der
Fasermattenanfangsfeuchte berechnet und gesteuert wird.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zur
Erwärmung der Fasern in die Faermatte einzubringende Dampfmenge
aus der Anfangstemperatur und der Feuchte der Fasern berechnet und
gesteuert wird.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zur
Erwärmung der Fasern einzubringende Dampfmenge für die obere und
untere Fasermattenhälfte getrennt erfasst und geregelt wird.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das
Metallgewebeband vor dem Einlauf in den Pressbereich auf eine um
mindestens 40°Celsius höhere Temperatur aufgeheizt wird als das
zugehörige untere Stahlband am Einlauf besitzt.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung und
Einsteuerung der Bedampfungstiefe, der aufzusprühenden
Wassermenge, der Temperatur der oberen und unteren Pressplatten
oder der oberen und unteren Heizkreise der Pressplatten nach
Maßgabe des direkt nach der kontinuierlich arbeitenden Presse
gemessenen Rohdichteprofils an der fertigen Faserplatte erfolgt.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die fertigen,
bereits aufgeteilten Faserplatten zur Klimatisierung durch einen
Wärmekanal geführt und/oder warm eingestapelt werden.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel
bei einer Temperatur von 190°Celsius bis 220°Celsius vorgedämpft
und/oder Säure in den Kocher gegeben wird.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dampfabsaugung bis zum Ende der Trocknungsphase an den
Rändern der Pressplatten erfolgt.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte in
einer Breite auf das Transportband gestreut wird, welche am
Längsrand der Pressplatten in der kontinuierlich arbeitenden Presse
einen Abstand von < 100 mm je Längsseite frei lässt.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische
Pressdruck auf die Fasermatte während der Ersten 80% bis 90% der
Presszeit in der kontinuierlich arbeitenden Presse nicht unter 0,3 N/mm2
ausgeübt wird.
28. Anlage zur Herstellung von Spanplatten und Faserplatten
insbesondere von Faserplatten aus Holz oder anderen
lignozellulosehaltigen Materialien, umfassend eine Streustation, ein
unter der Streustation sich kontinuierlich bewegtes Transportband und
einer Presse, wobei aus der Streustation eine ein- oder mehrschichtige
Fasermatte streubar ist, die Presse aus einem beweglichen
Rahmenoberteil und einem stationären Rahmenunterteil und daran
angebrachten heiz- und kühlbaren Pressplatten besteht, zur
Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, dass als Presse eine
kontinuierlich arbeitenden Presse (5) mit den Pressdruck
übertragenden und die Fasermatte (10) durch den Pressspalt (11)
ziehenden endlosen Stahlbändern (18, 19) besteht, die Stahlbänder
(18, 19) über Antriebs- und Umlenktrommeln (16, 17) um das
Rahmenoberteil (9) und das Rahmenunterteil (8) umlaufend geführt
sind, die sich mit einstellbarem Pressspalt (11) über mitlaufende, mit
ihren Achsen quer zur Bandlaufrichtung geführten Rollstangen (37, 38)
gegenüber den Rahmenober- (9) und Rahmenunterteil (8) abstützen,
wobei die Rollstangen (37, 38) an beiden Enden in Führungsketten
(39, 40) geführt sind, dass vor und zwischen der Streustation (1) und
der kontinuierlich arbeitenden Presse (5) mehrere auf das
Transportband (2) und zu den Oberflächen der Fasermatte (10)
gerichtete Warmwassersprüheinrichtungen und Einrichtungen zum
Auftragen von Trennmitteln (21) angeordnet sind, von der
kontinuierlich arbeitenden Presse (5) eine Vorpresse mit
Dampfvorwärmeinrichtung (4) und oberem und unterem Siebband (23)
vorgesehen ist, die kontinuierlich arbeitenden Presse (5) als Ablage für
die Fasermatte (10) und zur Wasser- und Dampfabführung aus der
Fasermatte (10) eine aus nicht rostendem Material bestehendes, mit
dem unteren Stahlband (18) umlaufend geführtes, endloses
Metallgewebeband (25) aufweist, das vor dem Einlauf in den
Pressspalt (11) über eine Heizplatte (28) geführt ist und das untere
Stahlband (18) zum Ableiten des ausgepressten Wassers mit einer
größeren Breite (b) ausgeführt ist als das obere Stahlband (19).
29. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass
die unteren Längsträger (41) für die Führungsketten-Abstützung an
beiden Längsseiten mit Niederhalterollen (43) für das untere Stahlband
(18) versehen sind.
30. Anlage nach den Ansprüchen 28 und 29, dadurch
gekennzeichnet, dass die unteren Längsträger (41) als zum
Ableiten des herausgepressten Wassers jeweils mit einem Kanal (44)
ausgeführt sind.
31. Anlage nach den Ansprüchen 28 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, dass das Metallgewebeband (25) freie
Querrinnen (45) zum Ableiten des ausgepressten Wassers aufweist.
32. Anlage nach den Ansprüchen 28 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, dass die Pressenlänge in eine Heizzone (6)
und eine Kühlzone (7) aufgeteilt ist.
33. Anlage nach den Ansprüchen 28 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, dass das Metallgewebeband (25) aus
Edelstahl oder Phosphorbronze besteht.
34. Anlage nach den Ansprüchen 28 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, dass insbesondere der Einlaufbereich der
kontinuierlich arbeitenden Presse (5), mit Umlenktrommeln (17),
Stahlbändern (18, 19) und ggf. die mit Einlaufheizplatten änderbaren
Kompressionswinkel auf hohe Temperatur und damit hohen
Wärmeeintrag aufzeizbar sind.
35. Anlage nach den Ansprüchen 28 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, dass das Metallgewebeband (25) eine
Dickentoleranz von kleiner ±0,075 mm aufweist.
36. Anlage nach den Ansprüchen 28 bis 35, dadurch
gekennzeichnet, dass auch mit dem oberen Stahlband (19) ein
auf der Fasermatte (10) anliegendes endloses Metallgewebeband (25)
umlaufend vorgesehen ist.
37. Anlage nach den Ansprüchen 28 bis 36, dadurch
gekennzeichnet, dass die Pressplatten (12, 13) der
kontinuierlich arbeitenden Presse (5) für einen hohen Wärmeeintrag in
die Fasermatte (10) die Heizbohrungen mit hoher Zahl nahe der
Fasermatte (10) und für hohe Strömungsgeschwindigkeiten des
Heizmediums, vornehmlich Heisswasser, ausgelegt und angeordnet
sind.
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