DE102017110122A1

DE102017110122A1 - Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte und eine Werkstoffplatte

Info

Publication number: DE102017110122A1
Application number: DE102017110122.5A
Authority: DE
Inventors: Gernot von Haas
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-11-15

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte aus einem Rohstoff, wobei der Rohstoff aufbereitet, mit Klebstoff beleimt, der Rohstoff in einer Formstation auf einem endlos umlaufenden Formband zu einer Matte mit zumindest einer, bevorzugt orientierten, Schichtgestreut, und anschließend die Matte kontinuierlich oder taktweise in einer Presse zu einer Werkstoffplatte verpresst wird. Die Erfindung besteht darin, als Rohstoff zumindest teilweise, bevorzugt in zumindest einer Schicht, Acacia Mangium verwendet wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Werkstoffplatte, die zumindest teilweise Acacia Mangium enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte aus Rohstoffen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine Werkstoffplatte nach Anspruch 15.
Zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten werden üblicherweise diskontinuierliche Etagenpressen und kontinuierlich arbeitende Pressen verwendet, wobei in letzterer zwischen zwei umlaufenden Stahlbändern eine gestreute Pressgutmatte mit beleimten Streupartikeln unter Druck und Wärmeeintrag verpresst wird. Neben den reinen Partikelplatten (MDF) kommen auch gespante Holzschnitzel zur Anwendung, die in der Regel orientiert gestreut werden, um den hergestellten Holzwerkstoffplatten in Länge und Breite verstärkt Festigkeit zu verleihen. Dabei werden Herstellungsarten unterschieden für orientiert gestreute Platten in längs und quer Richtung (OSB) und in einer Orientierung rein in Längsrichtung (OSL). Üblicherweise werden derartige OSB- und OSL-Platten auf kontinuierlichen Doppelbandpressen oder Taktpressen hergestellt.
Mit DE 10 2005 035 214 A1 und der DE 10 2009 021 016 A1 sind Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten bekannt geworden, bei dem in einer Streustation auf ein sich kontinuierlich bewegendes Formband eine Pressgutmatte gebildet wird, die aus einer oder mehreren Schichten längs zur Produktionsrichtung orientiert gestreuten oder längs und quer orientiert gestreuten länglichen Holzschnitzeln, besteht und die nach Einführung zwischen die um einen oberen und unteren Rahmenteil umlaufend geführten Stahlbänder einer kontinuierlich arbeitenden Presse unter Anwendung von Druck und Wärme zu einer endlosen Holzwerkstoffplatte ausgehärtet wird.
Diese Verfahren haben sich grundsätzlich bewährt. Proben der hergestellten Platten haben auch gezeigt, dass die Plastifizierung der Späne bei dicken Platten in der Mitte während einer kontinuierlichen Pressung nicht so stark eingetreten ist, wie erhofft. Man hat sich in den letzten Jahren damit beholfen, dass die hergestellten OSB-Platten oberflächenseitig mit Furnieren beschichtet worden sind, um die notwendigen Steifigkeiten zu erhalten.
Von weit reichender wirtschaftlicher Bedeutung ist mittlerweile der Wunsch nach hochdichten orientierten Schnitzelplatten in der Containerindustrie für Schiffs-, Lager-, Büro- oder Wohncontainer. Neben der hohen Biegefestigkeit muss die Plattenoberfläche eine ausreichende Härte und genügend Abriebfestigkeit aufweisen. Zusätzlich muss die Last, die mittels eines Rades, zum Beispiel von einem Gabelstapler, auf die Platte aufgebracht wird, ausreichend in die Platte längs und quer zum Rad über die Abstützungen der Blechrillen am Containerboden verteilt werden können.
Aufgrund dieser hohen Anforderungen ist es bis heute aufwendig und schwierig eine Platte aus Schnitzeln herzustellen, die den Anforderungen des Containerbaus vollumfänglich genügt. Andererseits wird dringend nach einem Ersatz für Sperrholzplatten gesucht, da die benötigten Furniere für eine Sperrholzplatte teuer sind und zusätzlich eine Imprägnierung der Furniere mit Fungiziden (pilzhemmenden Mitteln) schwierig ist. Da ein hoher Prozentsatz von Containern auf Containerschiffen weltweit verschifft wird unterliegen viele dieser Containerplatten einer hohen Luftfeuchtigkeit in schlecht belüfteten Räumen, was ebenfalls einen regelmäßigen Austausch der Containerplatten bedingt. Eine „hergestellte“ Containerplatte die bereits durch die Herstellung resistent oder einen höheren Widerstand gegen Schimmel- und Pilzbefall bietet wäre hier durchaus von Vorteil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist eine mehrschichtige Werkstoffplatte aus orientiert gestreuten Schnitzeln herzustellen, die unter anderem geeignet sein soll den Ansprüchen in der Containerindustrie zu genügen. Weiter soll eine, bevorzugt orientiert gestreute, Werkstoffplatte geschaffen werden, die als eine Alternative gegenüber den Sperrholzplatten bei vergleichbaren Eigenschaften verwendet werden kann.
Die Erfindung geht dabei davon aus, dass ein Rohstoff in einer Aufbereitung aufbereitet, mit Klebstoff beleimt, der Rohstoff in einer Formstation auf einem endlos umlaufenden Formband zu einer Matte mit zumindest einer, bevorzugt orientierten, Schicht gestreut, und anschließend die Matte kontinuierlich oder taktweise in einer Presse zu einer Werkstoffplatte verpresst wird.
Die Aufgabe für das Verfahren wird dadurch gelöst, dass als Rohstoff zumindest teilweise, bevorzugt in zumindest einer Schicht, Acacia Mangium verwendet wird.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei der Herstellung von Werkstoffplatten mit orientierbaren grossflächigen Schnitzeln, entgegen bekannter Meinungen, Acacia Mangium hervorragende Werte und Ergebnisse bei entsprechenden Prüfungsverfahren gegenüber den einschlägigen Normen erreicht. Somit ist es gerade mit Acacia Mangium möglich OSB zu produzieren, welche die notwendigen Eigenschaften aufweisen, um als Containerböden eingesetzt zu werden.
In bevorzugter Ausgestaltung wird eine zumindest teilweise orientiert gestreute Matte mit fünf Schichten hergestellt, wobei besonders bevorzugt die äußeren Schichten eine symmetrische Ausbildung zur mittleren Schicht aufweisen.
Alternativ oder kumulativ wird die mittlere Schicht gegenüber den anderen Schichten mit geringster Höhe oder mit dem geringsten Anteil an Material hergestellt.
Alternativ oder kumulativ werden aus dem Rohstoff Schnitzel einer Länge von 160 bis 190 mm und/oder einer Dicke von 0,6 bis 0,9 mm hergestellt.
Alternativ oder kumulativ werden die Schichten hinsichtlich ihres Material- und/oder Höhenanteils bezogen auf 100% der Matte in der Formstation nacheinander mit 25%, 20%, 10%, 20% und 25% auf das Formband gestreut.
Bevorzugt kann als Klebstoff MDI mit 8% bis 16% Festleim atro verwendet werden.
Alternativ oder kumulativ werden in jeder der fünf Schichten die Schnitzel orientiert gestreut, wobei bevorzugt jede Schicht zur nächsten Schicht eine andere Orientierung aufweist. Besonders sinnvoll ist jeweils eine 90° Divergenz.
Alternativ oder kumulativ werden die Schnitzel der einzelnen Schichten bezogen auf die Produktionsrichtung des Formbandes in der Formstation längs, quer, längs, quer und längs gestreut.
Alternativ oder kumulativ wird die Werkstoffplatte in der Presse zu einer Dichte von 850 - 900 kg/m³ verdichtet.
Alternativ oder kumulativ werden den Schnitzeln neben dem Klebstoff anteilig weitere Bindemittel und/oder Zuschlagstoffe wie Emulsionen, Pilz- oder Insektenschutzmittel hinzugefügt.
Alternativ oder kumulativ werden die Schnitzel der einzelnen Schichten im Wesentlichen im rechten Winkel zueinander gestreut.
Bei einer Herstellung der Werkstoffplatte in einer taktweise arbeitenden Presse werden bevorzugt

- 6 N/mm² spezifischer Druck, bevorzugt über mindestens 50% der Presszeit,
- 130° - 140° C Heizplattentemperatur,
- 35 - 40 Minuten Presszeit und/oder
- eine Feuchte der beleimten Schnitzel 6 von 5% bis 8% eingestellt.

Bei einer Herstellung der Werkstoffplatte in einer kontinuierlich arbeitenden Presse wird

- die Matte vorgewärmt und
- in der Presse mit mindestens 6 N/mm² spezifischem Druck, bevorzugt über mindestens 50% der Presszeit, beaufschlagt.
- etwa 35 - 40 Minuten gepresst,
- bevorzugt bei einer Feuchte der beleimten Schnitzel von 5% bis 8%
- und besonders bevorzugt die Temperatur der Heizplatten 130° bis 140° C eingestellt.

Die Lösung der Aufgabe für eine Werkstoffplatte aus einem Rohstoff besteht darin, dass der Rohstoff zumindest teilweise aus Acacia Mangium besteht.
Der Anteil an Acacia Mangium am Rohstoff kann dabei mehr als 30%, mehr als 50%, mehr als 75%, bevorzugt mehr als 90% betragen. Der weitere Rohstoffanteil kann dabei andere Holzarten, Füllstoffe und/oder bevorzugt wiederverwendetes und aufbereitetes Altholz umfassen.
Alternativ oder kumulativ wird eine Dichte der Werkstoffplatte von über 850 kg/m³ und/oder ein fünfschichtiger Aufbau angesehen.
Alternativ oder kumulativ wird einen fünfschichtigen Aufbau an Schichten, besonders bevorzugt ausgehend von einer Flächenseite mit 25%, 20%, 10%, 20%, 25% der Höhe und/oder der Dichte der Schichten, verwirklicht.
Dabei kann zumindest eine Schicht mit orientiert angeordneten Schnitzeln, bevorzugt aus Acacia Mangium, angeordnet sein.
Alternativ oder kumulativ wird die Anordnung von fünf Schichten mit orientierten Schnitzeln vorgeschlagen, wobei die Orientierung der Schnitzel von einer zur nächsten Schicht um 90° abweicht.
Alternativ oder kumulativ wird eine Anordnung von Schnitzeln einer Länge von 160 bis 190 mm und/oder einer Dicke von 0,6 bis 0,9 mm in zumindest einer Schicht verwendet.
Alternativ oder kumulativ erfüllt die Werkstoffplatte einen Bogy- und einen Boil-Test für Werkstoffplatten und/oder erfüllt die Anforderungen für Containerböden nach der Norm JHT D01-2002.
Die Erfindung versteht unter Klebstoff oder Bindemittel eine so genannte Klebstoffflotte, die in ihrer Hauptkomponente aus einem Klebstoff besteht. Je nach Bedarf werden zusätzlich Emulsion, Härter, Formaldehydfänger, Farbstoffe, Insektenschutz und Pilzschutzmittel und andere Additive beigegeben. Es ist auch üblich den Klebstoff ohne Zusätze zu verwenden. Als Klebstoff kommt vorzugsweise MDI (Diphenylmethandiisocyanat) oder PMDI (polymeres Diphenylmethandiisocyanat) aus der Gruppe der Isocyanate zum Einsatz.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
Es zeigen:

1 den schematisch dargestellten Produktionsablauf einer Herstellung einer Werkstoffplatte,
2 eine dreidimensionale Schnittzeichnung einer zu verpressenden Matte mit fünf zueinander unterschiedlich orientierten Schichten der Schnitzel und
3 eine Schnittdarstellung einer Werkstoffplatte mit fünf zueinander unterschiedlich orientierten Schichten zur Einhaltung von Normen.

In 1 ist ein schematischer und beispielhafter Produktionsablauf zur Herstellung einer Werkstoffplatte 1 aus Rohstoffen dargestellt und in 2 ein schematischer Aufbau einer zu verpressenden Matte 6. In einer Aufbereitung 8 werden aus den Rohstoffen zumindest für eine Schicht 2 Schnitzel 4 aufbereitet und bevorzugt mit MDI als Klebstoff beleimt. Die beleimten Schnitzel 4 werden anschließend in eine Formstation 9, üblicherweise bestehend aus mehreren Streustationen orientiert und auf einem kontinuierlich endlos umlaufenden Formband (nicht dargestellt) zu zumindest einer Matte 6 gestreut. Dabei werden bevorzugt in jeder Schicht 2 die Schnitzel 4 derart orientiert und gestreut, dass diese im Wesentlichen eine andere Ausrichtung in ihrer Längsrichtung aufweisen als die Schnitzel 4 der zumindest einen angrenzenden Schicht 2. Anschließend wird die Matte 6 in der Regel in einer Besäumvorrichtung 10 an ihren Längsseiten besäumt.
Je nach Art der Presse 15 wird die Matte 6 in einer Aufteilung 11 in vorgegebene Längen aufgeteilt und anschließend in einer taktweise arbeitenden Presse 12 zu einer Werkstoffplatte 1 verpresst.
Alternativ kann auch eine kontinuierlich arbeitende Presse 12 zur Anwendung kommen, in diesem Falle muss die Matte 6 nicht in einer Aufteilung 11 getrennt werden, sondern wird einer Vorbehandlung, bevorzugt einer Vorpressung oder Vorerwärmung unterworfen, anschließend zu einem Strang verpresst und erst nach der kontinuierlich arbeitenden Presse in Werkstoffplatten 1 aufgeteilt.
In 2 ist die beispielhafte unterschiedliche Orientierung 3 der Schnitzel 4 in den Schichten 2 dargestellt.
In 3 ist eine Werkstoffplatte 1 im Schnitt dargestellt. Man erkennt die von oben nach unten dargestellte Orientierung der Schnitzel 4 als längs, quer, längs, quer, längs. In diesem Aufbau sind die äußere Schichten 2 zur mittleren Schicht 2 symmetrisch angeordnet und weisen bevorzugt auch die gleichen Höhen und/oder Orientierungen der Schnitzel 2 auf.
Eine solche Werkstoffplatte hält mit den genannten Längen und Dicken der Schnitzel einen Bogy- und einen Boil-Test aus und/oder erfüllt die Anforderungen an das Container Flooring nach JHT D01-2002.
In vorteilhafter Weise wurde durch die Verwendung von Acacia Mangium die Möglichkeit gefunden hochwertige Werkstoffplatten, insbesondere als Ersatz für andere und bisher verwendete hochpreisige Holzarten, zu schaffen und zu verwenden.
Bezugszeichenliste

1.: Werkstoffplatte
2.: Schicht
3.: Orientierung
4.: Schnitzel
5.: Produktionsrichtung
6.: Matte
7.: Flächenseite außen
8.: Aufbereitung
9.: Formstation
10.: Besäumvorrichtung
11.: Aufteilung/Vorbehandlung
12.: Presse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005035214 A1 [0003]
DE 102009021016 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte aus einem Rohstoff, wobei der Rohstoff in einer Aufbereitung (8) aufbereitet, mit Klebstoff beleimt, der Rohstoff in einer Formstation (9) auf einem endlos umlaufenden Formband zu einer Matte (6) mit zumindest einer, bevorzugt orientierten, Schicht (2) gestreut, und anschließend die Matte (6) kontinuierlich oder taktweise in einer Presse (12) zu einer Werkstoffplatte (1) verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Rohstoff zumindest teilweise, bevorzugt in zumindest einer Schicht (2), Acacia Mangium verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Matte (6) aus fünf Schichten (2) hergestellt wird, bevorzugt in einer zur mittleren Schicht (2) symmetrischen Ausbildung der weiteren Schichten (2).
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Schicht (2) gegenüber den anderen Schichten mit geringster Höhe oder mit dem geringsten Anteil an Material hergestellt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Rohstoff Schnitzel (4) einer Länge von 160 bis 190 mm und/oder einer Dicke von 0,6 bis 0,9 mm hergestellt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (2) hinsichtlich ihres Material- und/oder Höhenanteils bezogen auf 100% der Matte (6) in der Formstation (12) nacheinander mit 25%, 20%, 10%, 20% und 25% auf das Formband gestreut werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff MDI mit 8% bis 16% Festleim atro verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der fünf Schichten (2) die Schnitzel (4) orientiert gestreut werden, wobei bevorzugt jede Schicht (2) zur nächsten Schicht (2) eine andere Orientierung aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnitzel (4) der einzelnen Schichten (2) bezogen auf die Produktionsrichtung (7) des Formbandes in der Formstation (9) längs, quer, längs, quer und längs gestreut werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffplatte (1) in der Presse (12) zu einer Dichte von 850 - 900 kg/m³ verdichtet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Schnitzeln (4) neben dem Klebstoff anteilig weitere Bindemittel und/oder Zuschlagstoffe wie Emulsionen, Pilz- oder Insektenschutzmittel hinzugefügt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnitzel (4) der einzelnen Schichten (2) im Wesentlichen im rechten Winkel zueinander gestreut werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Herstellung der Werkstoffplatte (1) in einer taktweise arbeitenden Presse (12) 6 N/mm² spezifischer Druck, bevorzugt über mindestens 50% der Presszeit, 130° - 140° C Heizplattentemperatur, 35 - 40 Minuten Presszeit und/oder eine Feuchte der beleimten Schnitzel (6) von 5% bis 8% eingestellt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Herstellung der Werkstoffplatte (1) in einer kontinuierlich arbeitenden Presse (12) die Matte (19) vorgewärmt und in der Presse (12) mit mindestens 6 N/mm² spezifischem Druck, bevorzugt über mindestens 50% der Presszeit, beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszeit etwa 35 - 40 Minuten beträgt, bevorzugt bei einer Feuchte der beleimten Schnitzel (6) von 5% bis 8% und besonders bevorzugt die Temperatur der Heizplatten 130° bis 140° C beträgt.
Werkstoffplatte aus einem aufbereiteten und mit Klebstoff beleimten Rohstoff, bevorzugt mit zumindest einer Schicht (2) aus orientiert angeordneten Schnitzeln (4), welcher zu einer Werkstoffplatte verpresst und der Klebstoff ausgehärtet wurde, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohstoff zumindest teilweise aus Acacia Mangium besteht.
Werkstoffplatte nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Acacia Mangium am Rohstoff mehr als 30%, mehr als 50%, mehr als 75%, bevorzugt mehr als 90% beträgt.
Werkstoffplatte nach einem der vorhergehenden Werkstoffplatten-Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dichte von über 850 kg/m³ und bevorzugt einen fünfschichtigen Aufbau.
Werkstoffplatte nach einem der vorhergehenden Werkstoffplatten-Ansprüche, gekennzeichnet durch einen fünfschichtigen Aufbau an Schichten (2), besonders bevorzugt ausgehend von einer Flächenseite mit 25%, 20%, 10%, 20%, 25% der Höhe der Schichten (2).
Werkstoffplatte nach einem der vorhergehenden Werkstoffplatten-Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Schicht (2) mit orientiert angeordneten Schnitzeln (4), bevorzugt aus Acacia Mangium.
Werkstoffplatte nach einem der vorhergehenden Werkstoffplatten-Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anordnung von fünf Schichten mit orientierten Schnitzeln (4), wobei die Orientierung der Schnitzel von einer zur nächsten Schicht 90° abweicht.
Werkstoffplatte nach einem der vorhergehenden Werkstoffplatten-Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anordnung von Schnitzel (4) einer Länge von 160 bis 190 mm und/oder einer Dicke von 0,6 bis 0,9 mm in zumindest einer Schicht (2).
Werkstoffplatte nach einem der vorhergehenden Werkstoffplatten-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffplatte die Anforderungen für Container Böden nach der Norm JHT D01-2002 erfüllt.