DE3930840C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von organisch gebundenen Holzwerkstoffen sowie eine Einrichtung zu dessen Durchführung.

Aus der DD-PS 29 187 ist eine Zuführungseinrichtung für Holzspäne zu einer vertikalen Strangpresse bekannt. Dabei erfolgt die Verdichtung des Schriftgutes senkrecht zu dessen Transportrichtung infolge der Verengung der Zuführungszone. Die Zuführung der beleimten Holzspäne geschieht über einen Vorratsbehälter, welcher über der Presse angeordnet ist. Die beleimten Holzspäne werden einfach in die Strangpresse eingeschüttet. Danach durchlaufen sie eine sich kegelförmig verjüngende Zone und eine anschließende, vorzugsweise beheizte Zone in der die Preßbänder parallel zueinander verlaufen. Die hierfür vorgesehene Strangpresse ist vertikal angeordnet. Am Ausgang der Presse, welcher ebenfalls vertikal verläuft, werden die fertigen Holzwerkstoffe abgenommen. Es handelt sich hierbei um die Herstellung von organisch gebundenen Holzwerkstoffen.

Daneben sind kontinuierliche Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Werkstoffen aus cellulosehaltigen und/oder lignocellulosehaltigen Stoffen unter Zugabe von Bindemitteln bekannt. In der Regel wird hierbei ein Gemenge aus Teilchen, Bindemitteln und Zusatzstoffen auf ein waagerechtes, mit entsprechender Geschwindigkeit umlaufendes Band gestreut und anschließend verdichtet. Nach diesem Prinzip arbeiten z. B. Siepelkamp-Contiroll Pressen oder Küsters Pressen. Bei diesem Flachpreßverfahren wirkt der Preßdruck zum Verdichten des Vlieses senkrecht zur Plattenebene. Die Herstellung von Holzspanplatten nach diesem Verfahren erfolgt kontinuierlich. Die zur Herstellung mehrschichtiger Platten erforderlichen Streu- und Mischstationen sind hintereinander angeordnet. Im Anschluß an die Verdichtung muß bei Gipsbindemitteln die Platte solange in der Kalibrierpresse verbleiben, bis die Hydration weitgehend abgeschlossen ist. Aufgrund spezifischer Hydrationsverhältnisse bei Gipsbindemitteln beginnt die Hydration mit Zugabe des Hydrationswassers. Zwischen dem Hydrationsbeginn und der gesamten Hydrationszeit bestehen enge Zusammenhänge. Sie gestalten sich ungefähr so, daß die gesamte Hydrationszeit dreimal so lange ist, wie die Zeit bis zum Versteifungsbeginn. Daraus folgt daß ein schnelleres Einsetzen der Hydration, auch eine kürzere Hydrationsdauer bedeutet. Die Länge einer zur Dimensionserhaltung der abbindenden Platten erforderlichen Halteeinheit, d. h. einer Kalibrierpresse ergibt sich also aus der Gesamthydrationsdauer und steht in einem unmittelbaren Zusammenhang mit dem Hydrationsbeginn. Je früher der Hydrationsbeginn einsetzen kann, desto kürzer kann die Kalibrierpresse ausgeführt werden, bzw. desto höher kann die Vorschubgeschwindigkeit gewählt werden. Bei hintereinander angeordneten Streustationen sind dem schnellen Hydrationsbeginn aus Konstruktionsgründen Schranken gesetzt d. h. die Hydration beginnt später, die Gesamthydratation dauert länger und die Kalibriereinheit muß auch länger ausgeführt werden. Die gewöhnlichen Pressenlängen würden etwa 50 m betragen.

Neben diesen kontinuierlichen Flachpreßverfahren sind auch Strangpreßverfahren bekannt, bei denen der Preßdruck parallel zur Plattenebene in der Weise ausgeübt wird, daß die Holzspäne kontinuierlich durch einen beheizten Strang oder Kanal mit rechteckigem oder anders geformten Querschnitt gepreßt werden und dabei die Holzspanplatte entsteht. Dieses Verfahren ist ein sogenanntes Okalverfahren, (in z. B. Franz Kollmann, Holzspannwerkstoffe, Seite 5/9ff). Bei diesem Verfahren werden die Späne dosiert in einen senkrechten Preßkanal eingebracht und durch einen taktweise arbeitenden Stempel verdichtet. Die so verdichteten Späne durchwandern einen beheizten Formkanal, dessen Länge so bestimmt ist, daß die Späne ausreichend gut verleimt werden. Die Preßzeiten sind verhältnismäßig kurz, da durch die Wärmeentwicklung die Späne an der Oberfläche miteinander verleimt werden. Die Preßzeiten sind verhältnismäßig kurz, da durch die Wärmeentwicklung die Späne an der Oberfläche miteinander verleimt werden. Die damit erreichte Festigkeit erlaubt es, daß der Abbindungsprozeß nicht bis zur Mitte der Platte vorzuschreiten braucht. Die sich an der Plattenoberfläche speichernde Wärmemenge reicht aus, um die Abbindung der Platte bis zum Plattenkern nach Verlassen der Presse zu bewirken. Bei diesem Verfahren ist, trotz der relativ kurzen Preßzeiten nachteilig, daß mit einer zusätzlichen Einrichtung, einem Stempel gearbeitet werden muß, daß die Reibung zwischen der Auskleidung des Kanals und dem Vlies manchmal höhere Werte erreicht als gewünscht und die Spanorientierung der im Okalverfahren hergestellten Planen senkrecht zur Plattenebene verläuft, was geringe Biegefestigkeiten der hergestellten Platten nach sich zieht. Dies ist nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Einrichtung so auszugestalten, daß die Anlage sehr kompakt und kurz ausgeführt werden kann bei gleichzeitiger Erreichung hoher Biegefestigkeit der hergestellten Platten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile des Verfahrens- und des Einrichtungsanspruches gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen wieder.

Der Einsatz einer relativ kurzen Kalibrierpresse wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Misch- und Streuaggregate parallel oder übereinander angeordnet sind, so daß die für die Plattenfertigung erforderlichen Gemenge zeitgleich abgestreut werden. Hieraus folgt daß insbesondere bei der Herstellung mehrschichtiger Platten, im Gegensatz zu einer Anordnung hintereinander die Hydration für alle Schichten zeitgleich einsetzten kann. Bei anorganischen Bindemitteln, insbesondere bei Gips, beginnt die Hydration mit der Zugabe des Hydrationswassers. Wenn die Hydration nach Zugabe von allen erforderlichen Gemenge, z. B. bei Herstellung von mehrschichtigen Platten verschiedener Bestandteile, schnell einsetzt, so ist sie auch schneller abgeschlossen. Dieser Verlauf des Hydrationsprozesses hat direkte Auswirkungen auf die Prozeßführung: Entweder kann die anschließende Kalibrierpresse wesentlich kürzer ausgeführt werden oder die Verschubgeschwindigkeit höher gewählt werden. Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Verfahrens ist sehr hoch. Die hohe Biegefestigkeit der hergestellten Spanplatten wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Verdichtung des Vlieses über die Plattenebene erfolgt. Durch die konische Ausbildung des durch die umlaufenden Preßbänder gebildeten Schachtes wird das Vlies in dem senkrechten Abschnitt des Schachtes verdichtet. Die Verdichtung ist für die Spanorientierung wesentlich. Zusätzlich können die Späne/Fasern durch eine Vorverdichtung in der Plattenebene vororientiert werden. Die Orientierung bleibt umso stärker erhalten, je höher der Zusammenhalt des Gemenges ausgeprägt ist und je kleiner die Fallhöhe gewählt werden kann. Durch die anschließende Verdichtung über die Plattenebene wird die Ausrichtung der Späne in Plattenebene wesentlich unterstützt, da die einzelnen Späne dem Preßdruck den geringsten Widerstand entgegenzusetzen versuchen. Durch diese Spanorientierung wird eine hohe Biegefestigkeit rechtwinklig zur Plattenebene erreicht. An den konisch zulaufenden Schachtabschnitt schließt sich ein Abschnitt an, bei dem die Preßbänder parallel zueinander verlaufen und einen Abstand zueinander aufweisen, der der Dicke des fertigen Plattenstranges entspricht. Die Aushärtung des Vlieses erfolgt in der anschließenden Kalibrierpresse.

Es ist auch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich derart, daß die Preßbänder in einem ersten Abschnitt parallel zueinander verlaufen und in einem zweiten horizontal verlaufenden Abschnitt einen konischen Verlauf zueinander aufweisen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil. Daß die Winkelverstellung der Preßbänder bei einer waagerechten Führung des zweiten Abschnittes wesentlich einfacher durchzuführen ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens unterstützt eine Egalisierung des Vlieses die günstige Spanorientierung in der fertigen Platte nachhaltig.

Vorteilhaft ist ebenfalls, daß nicht nur plattenartige Werkstoffe hergestellt werden können, sondern auch Werkstoffe mit räumlicher Formgebung. Dieses kann z. B. durch den Einsatz eines unterteilten Preßbandes, welches segmentweise verstellbar ist, geschehen. Der Vorgang kann wirksam durch die Schüttung des Vliese in die gewünschte Form unterstützt werden.

Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Einrichtung ist vorgesehen, daß der Neigungswinkel sowie der Abstand der Preßbänder zueinander variabel ist.

Die Preßbänder können mit Wärmezu- oder Wärmeabfuhreinrichtungen ausgestattet sein. Die Kühlung der Preßbänder ist dann sinnvoll, wenn die Löslichkeit von Dihydrat zu Wasser während des Prozesses erhöht werden soll.

Manchmal ist es erforderlich, nicht Preßbänder, sondern Preßplatten einzusetzen. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Preßbänder, wegen ihrer Länge und Genauigkeit der Ausführung, für eine gegebene Anlage zu teuer wären.

Ein alternierender Vorschub der Preßbänder, bzw. der Preßplatten unterstützt das Einzugsverhalten des Vlieses in die Presse.

Um eine gleichmäßige Einbringung des Gemenges (der Gemenge) im Preßschacht zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn die Abwurfvorrichtungen über die Schüttbreite während des Schüttvorganges pendeln.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung können die Gemenge auf die Preßbänder und nicht in den Schacht direkt gestreut werden. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn mehrschichtige Holzwerkstoffe hergestellt werden sollen. Auch kann eine Beschichtung, wie z. B. Folie, bereits in den Preßschacht beid- oder einseitig vor der Verdichtung mit dem Vlies einlaufen. Ebenso ist das Aufbringen einer Beschichtung vor der Kalibrierpresse möglich, diese liefert dann auch der erforderlichen Anpreßdruck.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung des Anspruches 17 kann die Einrichtung so ausgestaltet werden, daß beim Anfahren der Anlage ein absenkbarer Stempel in den Schacht eingefahren wird (der Schacht verläuft nur senkrecht), um das Durchfallen des Gemenges zu verhindern. Mit zunehmender Plattenverfestigung kann dieser Stempel gänzlich abgesenkt werden.

In den nachfolgenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung , wobei die Gemenge direkt in den Preßschacht gestreut werden.

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Streuung des Gemenges auf die Preßbänder.

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Span-/Faserorientierung während des Preßvorganges und in der fertigen Platte.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus Misch- und Streueinrichtungen 1, einem Verdichtungsaggregat 2 und einem Kalibrieraggregat 3. In den Intensivmischern 4 und 5 wird das Gemenge aus Holzspänen und Bindemitteln für die Deckschichten, in dem Intensivmischer 6 für die Mittelschicht erzeugt. Die Streustationen 7, 8, 9 haben die Aufgabe, auf den nachfolgenden Abwurfbändern 10, 11, 12 ein gleichmäßiges Spänevlies auszubilden. Das gebildete Vlies wird in den durch die umlaufenden Preßbänder 13 und 14 gebildeten konischen Schacht eingestreut, wobei durch die Lage der Abwurfbänder 10,11,12 (die Pfeile geben die Bewegungsrichtung der Abwurfbänder an) die jeweiligen Schichten gebildet werden. Die umlaufenden Preßbänder 13 und 14, die um die Rollen 15 angefordert sind, besitzen auch Stützrollen 16. Die Länge des senkrechten Abschnittes A des konischen Schachtes B kann so bemessen werden, daß die Umlenkung und damit der Beginn des parallelen und horizontalen Verlaufes der Preßbänder 13 und 14 mit dem Versteifungsbeginn anfängt. Das in den konischen Schacht eingegebene Gemenge wird während des Transportes durch die umlaufenden, endlosen Preßbänder 13 und 14 umgelenkt. In der nachfolgenden Kalibrierpresse 3 erfolgt die Hydration des Bindemittels. Die in diesem Beispiel dargestellte Trennung zwischen der Verdichtungs- und Kalibrierpresse ist nicht zwingend erforderlich. Diese beiden Pressen können durch ein einziges Band umschlossen werden.

Die Misch- und Abwurfvorrichtung 1 kann auch aus einem Mischer, z. B. Mischer 8 und nur einem Abwurfband, z. B. Abwurfband 11., das um die Mittellinie des Schachtes pendelt, bestehen.

In Fig. 2 ist eine andere Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, in der die Preßbänder 14 und 13 in ihrem oberen, an die Streu- und Mischstation 1 anschließendem Bereich über zwei Rollen 15 geführt sind, so daß sie eine Fläche für die Streuung des Vlieses bilden. Diese Bauweise eignet sich besonders zur Herstellung von mehrschichtigen Platten, insbesondere dann, wenn zusätzlich noch ein Abwurfband 17 vorgesehen ist, mittels welchen eine Dritte, in die Mitte des Schachtes B gestreute, Komponente des Gemenges eingegeben werden kann.

Das Anfahren der Anlage erfolgt immer erst dann, wenn der senkrechte Schacht gefüllt ist. Bis zur Füllung des Schachtes stehen die Preßbänder oder Preßplatten still.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sich durch die parallele Anordnung der Misch- und Streuaggregate 1 Bindemittel mit sehr kurzen Hydrationszeiten verarbeiten lassen, so daß die Baulänge einer Kalibrierpresse 3 erheblich vermindert werden kann. Exemplarisch sei hier eine Abschätzung der erforderlichen Länge einer Kalibrierstrecke bei einer Preßbandgeschwindigkeit von 5 m/min angeführt. Für den Misch- und Streuvorgang werden 70 sec veranschlagt. Bei einer Pressenhöhe von 3 m und einer Länge von 2 m beträgt die Durchlaufzeit 60 sec. Die Summe der beiden Zeiten ergibt den Zeitpunkt, zu dem die Hydratation frühestens einsetzen darf (H_B = Hydrationsbeginn = 130 sec). Nach bisherigen Erkenntnissen beträgt die gesamte Hydrationszeit etwa das zwei- bis dreifache von H_B in diesem Fall also 390 sec. Die Kalibrierzeit beträgt somit 260 sec (390 ./. 130-260). Die Kalibrierzeit beträgt somit bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 5 m pro min 22 m. Im Vergleich zu den üblichen Kalibrierpressen, deren Länge etwa 50 m beträgt bedeutet dies bei gleicher Kapazität eine erhebliche Reduzierung der Baulänge. Die Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage ist erheblich.

Claims (15)

1. Flach-Strangpreßverfahren zur kontinuierlichen Herstellung von anorganisch oder organisch gebundenen Holzwerkstoffen, insbesondere mehrschichtiger Platten, wobei das in einen vertikal verlaufenden Schacht eingegebene Gemenge durch konische Ausbildung eines durch umlaufende Preßbänder gebildeten Schachtes verdichtet wird und anschließend eine Strecke durchläuft, in der die Preßbänder parallel zueinander in einem der Werkstoffdicke entsprechenden Abstand angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Gemenge zeitgleich mittels Misch- und/oder Streuvorrichtungen (1) sowie Abwurfbändern entsprechend dem Rohstoffanteil des herzustellenden Werkstoffes dosiert eingegeben werden und nach Durchlaufen der Presse und Verlassen deren zweiten, horizontal verlaufenden Abschnittes in einer nachfolgenden Kalibriervorrichtung (3) ausgehärtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemenge egalisiert in den Schacht (A, B) eingegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Einsatz eines unterteilten Preßplattenbandes, welches segmentweise verstellbar ist (Formband), Formteile mit räumlicher Formgebung hergestellt werden können.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemenge hinsichtlich ihres Volumenanteils und dessen Verteilung entsprechend der gewünschten Form geschüttet werden.

5. Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von anorganischen oder orga­ nisch gebundenen Holzwerkstoffen, insbesondere mehrschichtiger Platten, mit einer Streu- und Mischvorrichtung und mit umlaufenden Preßbändern im Bereich der Presse, wobei die Preßbänder in einem ersten Abschnitt vertikal angeordnet sind und geneigt zueinander verlaufen unter Bildung eines konischen, sich in Laufrichtung der Presse verjüngenden Schachtes und in einem zweiten Abschnitt parallel zueinander verlaufen und ihr Ab­ stand der geforderten Plattendicke entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Steuervorrichtung (1) so angeordnet sind (vorzugsweise parallel oder übereinander), daß eine zeitgleiche Streuung der erforderlichen Gemenge gewährleistet ist und daß der zweite Abschnitt der Presse (C) umgelenkt ist und horizontal verläuft und daß sich diesem unmittelbar oder mit einer Übergangszone eine Kalibriervorrichtung (3) anschließt.

6. Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von anorganischen oder orga­ nisch gebundenen Holzwerkstoffen, insbesondere mehrschichtiger Platten, mit einer Streu- und Mischvorrichtung und mit umlaufenden Preßbändern im Bereich der Presse, wobei die Presse zwei Abschnitte aufweist, einen Abschnitt in dem die Preßbänder geneigt zueinander verlaufen und einen Abschnitt in dem die Preßbänder parallel zueinander verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Steuervorrichtung (1) derart angeordnet sind (vorzugsweise parallel oder übereinander), daß eine zeitgleiche Streuung der erforderlichen Gemenge gewährleistet ist und daß der Ab­ schnitt, in dem die Preßbänder (13, 14) parallel zueinander verlaufen, vertikal angeordnet ist, und daß sich diesem umgelenkt der horizontal verlaufende Abschnitt mit geneigt zueinander verlaufenden Preßbändern anschließt, und daß der Abstand der Preßbänder am Ende dieses Abschnittes der geforderten Plattendicken, und daß sich diesem unmittelbar oder mit einer Übergangszone eine Kalibriervorrichtung (3) anschließt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nei­ gungswinkel und Abstand der Preßbänder (13, 14) zueinander verstellbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbänder (13, 14) mit Wärmezufuhr- bzw. Wärmeabfuhreinrichtungen versehen sind.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Einrich­ tungsansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Preßbänder (13, 14), Preßplatten eingesetzt werden können.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbänder (13, 14) alternierend umlaufen.

11. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Herstellung mehrschichtiger Platten, im Anschluß an die Abwurfbänder Materialführungselemente wie Rutschen, Trichter oder dergleichen ange­ ordnet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abwerfens des Gemenges in den Schacht (A, B) die Abwurfvorrichtungen (10, 11, 12) um dessen Mittellinie pendeln.

13. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbänder (13, 14) so ausgebildet sind, daß die Steuerung auf diese und nicht direkt in den Schacht erfolgt.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Preßbänder (13, 14) gestreuten Gemenge durch Rollen, umlaufende Stahlbänder oder dergleichen vorverdichtet und/oder in der durch die Streuung vorgegebenen Spanorientierung in den Schacht (B) eingebracht werden.

15. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbänder (13, 14) in ihrem parallelen Abschnitt (C) vertikal verlaufen und ein in den Schacht (A, C) eingefahrener Stempel sich entsprechend des Schütt­ fortschritts hydraulisch absenkt.