DE4412515A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von ein- oder mehrschichtigen Platten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von ein- oder mehrschichtigen Platten, insbesondere Spanplatten oder Hartfaserplatten, bei dem zerkleinertes Ausgangsmaterial mit einem Bindemittel vermischt und in Form eines Vlieses abge­ legt wird, das in Dickenrichtung zusammengepreßt und gleichzei­ tig zur formbeständigen Aushärtung beheizt wird.

Dieses Verfahren ist üblich für die Herstellung von Platten aus Holzwerkstoffen. Problematisch ist dabei das Einbringen der Wärme zum Aushärten der gepreßten Platte. Die über eine Pres­ senbeheizung zugeführte Wärme muß der gepreßten Platte von ih­ ren Flachseiten her zugeführt werden, wobei Wärme in ausrei­ chendem Maße bis in die Plattenmitte gelangen muß. Insbesondere bei dicken Platten ist eine entsprechend lange Zeit erforder­ lich, um die Wärme auf- und einzubringen, und daher läßt sich die Produktionsanlage nicht mit der gewünschten hohen Leistung betreiben. Zwar könnte die Aufheizzeit und damit die Preßzeit verkürzt und folglich die Produktion gesteigert werden, wenn mit höheren Temperaturen gearbeitet wird, aber hier sind Gren­ zen gesetzt, weil ein zu starkes Aufheizen der Platte (an ihren Außenseiten) zu Qualitätseinbußen führt.

Es ist auch schon bekannt, das im Zuge der Herstellung von Span- oder Faserplatten der Presse zugeführte Vlies in einem Hochfrequenzfeld zu erwärmen, um auch die innenliegenden Berei­ che sozusagen direkt ohne Wärmetransport durch die Außenflächen zu erwärmen bzw. in der Temperatur anzuheben (DE 31 07 592 C). Als Arbeitsfrequenz sind beispielsweise 27,12 MHz oder 13,56 MHz vorgesehen. Es wird periodisch gearbeitet, nämlich die Zu­ fuhr der Hochfrequenzenergie mit dem Beginn des Preßvorgangs beendet. Die Hochfrequenzabschaltung während des Preßvorgangs erfolgt wegen der Kapazitätsänderungen beim Pressen und der da­ durch erzwungenen relativ niedrigen Frequenz und des damit zu­ sammenhängenden elektronischen Regelaufwands.

Die Wärmeeinbringung mittels Hochfrequenz hat sich zwar als förderlich für die Produktionsleistung erwiesen, nach den Er­ kenntnissen der Erfindung ist aber aus verschiedenen Gründen eine die Erzeugnisqualität steigernde gleichmäßige Erwärmung über den Querschnitt des Vlieses nicht einfach sicherzustellen und insbesondere bei dem meist geforderten durchlaufenden Be­ trieb auf Dauer nur mit erheblichem Aufwand einzuhalten. Dies gilt insbesondere dann, wenn in solchen Pressen Platten unter­ schiedlicher Breite hergestellt werden.

Gleiches gilt, wenn, wie bekannt, mit einer Vorpresse, die mit Hochfrequenzelektroden zum Aufheizen des vorgepreßten Kuchens auf eine Temperatur von ca. 85°C ausgestattet ist, und einer in üblicher Weise beheizten Hauptpresse gearbeitet wird (DE-OS 23 34 954), so daß der Fertigpressung bereits eine Hochfrequenz- Vorwärmung vorgeschaltet ist. Auch hier ist eine gleichmäßige Vorwärmung nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß sowohl mit ei­ ner sehr hohen Produktionsleistung gearbeitet werden kann als auch eine besonders gute Qualität des Erzeugnisses erzielt wird.

Diese Aufgabe wird - ausgehend vom eingangs beschriebenen Ver­ fahren - erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das bereits mit Bindemittel versehene Material vor dem Ablegen zu einem Vlies mittels Hochfrequenz oder Mikrowellen vorgewärmt wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Diese zielen - nachdem die vorgenannte Er­ findungsmaßnahme bereits eine weitgehende Vergleichmäßigung der Hochfrequenzerwärmung bewirkt - auf eine weitere Beseitigung örtlicher Temperaturunterschiede durch eine Materialvermi­ schung.

Erfindungsgemäß wird somit die vorteilhafte Hochfrequenzerwär­ mung zu einer Vorwärmung genutzt, diese jedoch nach der Binde­ mittelzufuhr und vor der Vliesbildung eingesetzt, was nach den Erkenntnissen der Erfindung vorteilhaft ist.

Dieser Vorteil ist leicht verständlich und wirkt sich insbeson­ dere dann positiv aus, wenn eine Platte aus mehreren Schichten aufgebaut ist und die innenliegende Schicht bzw. innenliegende Schichten auf diese Art vorgewärmt werden. Als Ausgangsmaterial kommen beispielsweise getrocknete Späne in Betracht, die eine Restfeuchte im Bereich von 2% bis 5% aufweisen. Durch die Zugabe von Leim und Härter erreichen die Späne wieder einen hö­ heren Wasseranteil, was die Voraussetzung für eine gute und schnelle Erwärmung mit Hochfrequenz oder Mikrowellen bildet. Die Hochfrequenzerwärmung vor der Vliesbildung hat zur Folge, daß örtliche Temperaturunterschiede durch die Hochfrequenz-Vor­ wärmung, die sich nicht ausschließen lassen, in der Streuvor­ richtung bzw. beim Ablegen der Späne zu einem Vlies durch in­ nere Vermischung ausgeglichen werden, so daß danach der Presse ein homogen bzw. gleichmäßig vorgewärmtes Vlies zugeführt wird, was als Voraussetzung für ein Qualitätserzeugnis angesehen wird. In der Presse ist dann nur noch eine verminderte Wärmezu­ fuhr zu den inneren Schichten vorzunehmen, und da diese Wärme das Vlies oder außenliegende Schichten mit produktbedingter schlechter Leitfähigkeit durchdringen muß, ergibt sich durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Möglichkeit zu größerer Produktionsleistung bei gleichbleibender Pressen­ temperatur oder zu gleichbleibender Produktionsleistung bei ab­ gesenkter Pressentemperatur.

Vorstehend wurde die Verarbeitung von Spänen zu Spanplatten an­ gesprochen. Darauf ist die Erfindung aber nicht beschränkt. Es kommt ebenso dies erfindungsgemäße Verarbeitung von anderen Holzwerkstoffen wie Holzfasern od. dgl. zu entsprechenden Plat­ ten (Hartfaserplatten) und von anderen ähnlich verarbeiteten Rohstoffen wie zum Beispiel Stroh und/oder Papier zu Isolier­ platten od. dgl. oder auch die Herstellung von Verbundplatten in Betracht.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit wenigstens einer Materialzuführung, die einen Leimmischer zum Beimischen von Bindemittel und eine Streuvorrichtung umfaßt, einen der Streu­ vorrichtung bzw. allen Streuvorrichtungen zugeordneten Förderer für das Vlies und einer mit dem Vlies beschickbaren beheizten Presse.

Diese Vorrichtung ist - ebenfalls zur Lösung der vorgenannten Erfindungsaufgabe - dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Leimmischer und der Streuvorrichtung wenigstens einer Material­ zuführung ein mit Hochfrequenz oder Mikrowellen betriebener Vorwärmofen zur Vorwärmung des Materials angeordnet ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an­ hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema der Herstellung einer einschichtigen Platte in einer Taktpresse mit einer unbeheizten Vorpresse und einer beheizten Hauptpresse, wobei die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Vorwärmung eingebaut ist; und

Fig. 2 das Schema der Herstellung einer Platte mit einer dic­ ken Zwischenschicht zwischen zwei Deckschichten mit ei­ ner kontinuierlich arbeitenden beheizten Presse, wobei wiederum die erfindungsgemäße Vorwärmung mittels Hoch­ frequenz vorgesehen ist.

Die Anlage gemäß Fig. 1 weist einen Vorratsbehälter 1 für das zerkleinerte und getrocknete Ausgangsmaterial, beispielsweise Holzspäne, auf. Der Vorratsbehälter 1 ist an seinem trichter­ förmigen unteren Ende mit einer Abgabevorrichtung 2 zum dosier­ ten Abgeben des Materials versehen, das über eine Leitung 3 ei­ nem Leimmischer 4 zugeführt wird. Der Leimmischer 4 ist mit ei­ nem Rührwerk 5 versehen, das von einem Motor 6 über eine Welle 7 angetrieben wird. An den Leimmischer 4 ist eine Zumeßeinrich­ tung 8 zum bekannten Beimischen von Leim, Härter usw. ange­ schlossen.

Über eine Leitung 9 gelangt das mit dem Bindemittel versehene Material zu einem mit Hochfrequenz oder Mikrowellen betriebenen Vorwärmofen 10, von dem es über eine Leitung mit einem Tempera­ turfühler 11 zu einer Streuvorrichtung 12 gelangt. Der Tempera­ turfühler 11, der ggf. auch hinter der Streuvorrichtung im Wär­ mekontakt mit dem ausgestreuten Material angeordnet sein könnte, ist über eine Signalleitung mit einem Regler 11a für die im Vorwärmofen 10 erfolgende Energiezufuhr verbunden. Auf diese Weise ist die Möglichkeit geschaffen, unabhängig von den jeweiligen Ausgangsbedingungen eine vorbestimmte Vorwärmtempe­ ratur einzuhalten, was im Interesse der Produktqualität liegt.

Die Streuvorrichtung 12 weist eine antreibbare Abgabeein­ richtung 13, beispielsweise ein bedarfsgeregeltes Zellenrad, auf, durch das das vorgewärmte Material dosiert abgegeben wird, das in der Streuvorrichtung 12 eine temperaturausgleichende Vermischung erfährt. Von der Streuvorrichtung 12 wird das Mate­ rial in Form eines Vlieses 14 vorbestimmter Dicke auf dem För­ dertrum 15 eines Umlaufförderers 16 abgelegt.

Das im Takt vorbewegte Fördertrum 15 durchläuft nacheinander eine Vorpresse 17 mit einer Preßplatte 18 und einer damit zu­ sammenarbeitenden Stützplatte 19 sowie eine Hauptpresse 20 mit einer Preßplatte 21 und einer damit zusammenarbeitenden Stütz­ platte 22. Der Preßplatte 21 ist eine obere Heizeinrichtung 23 zugeordnet, während der Stützplatte 22 eine untere Heizeinrich­ tung 24 zugeordnet ist.

Wie dargestellt tritt aus der Vorpresse 17 ein teilverdichteter Preßkuchen 25 aus, während aus der Hauptpresse 20 die auf ihre Endstärke verdichtete und bereits ausgehärtete Platte 26 aus­ tritt. Diese wird von einem nicht dargestellten Anschlußförde­ rer übernommen und der weiteren Verarbeitung zugeführt.

Während nach Fig. 1 entsprechend der Herstellung einer ein­ schichtigen Platte 26 eine einzige Materialzuführung (Bezugszeichen 1 bis 13) vorgesehen ist, soll mit der Anlage nach Fig. 2 eine dreischichtige Platte hergestellt werden und sind dementsprechend drei verschiedene Materialzuführungen 28, 29 und 30 vorgesehen, die weitgehend identisch ausgebildet sind, so daß deren einander entsprechende Teile in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen und ggf. einem angefügten Unterschei­ dungsbuchstaben bezeichnet sind.

Dementsprechend sind dort drei Vorratsbehälter 31a, 31b, 31c vorgesehen, aus denen die Leimmischer 32a, 32b, 32c beschickt werden, von denen das mit dem Bindemittel versehene Material zu den Streuvorrichtungen 33a, 33b, 33c gelangt. Die Vorratsbehäl­ ter 31, Leimmischer 32 und Streuvorrichtungen 33 entsprechen in ihrer Ausbildung und Funktion den Teilen 1 bzw. 4 bzw. 12 der Anlage nach Fig. 1. Der einzige Unterschied zwischen den Mate­ rialzuführungen 28, 29, 30 besteht darin, daß bei der mittleren Materialzuführung 29 zwischen dem Leimmischer 32b und der Streuvorrichtung 33b ein Vorwärmofen 34 eingebaut ist, während ein solcher bei den Materialzuführungen 28 und 30 fehlt. Auch der Vorwärmofen 34 entspricht dem Vorwärmofen 10 der Fig. 1 und wird dementsprechend mit Hochfrequenz oder Mikrowellen be­ trieben.

Den drei Materialzuführungen 28, 29, 30 ist ein gemeinsamer Um­ laufförderer 35 zugeordnet, über dessen Fördertrum 36 die drei Streuvorrichtungen 33a, 33b, 33c in Umlaufrichtung versetzt an­ geordnet sind. Wie in Fig. 2 angedeutet bringen die Streuvor­ richtung 33a eine untere Deckschicht 37, die Streuvorrichtung 33b eine dickere Zwischenschicht, die auch aus groberem Mate­ rial besteht, und die Streuvorrichtung 33c eine obere Deck­ schicht 39 auf das Fördertrum des Umlaufförderers 35 auf. So wird das dreischichtige Vlies 40 gebildet.

Hier ist anders als bei der Ausbildung nach Fig. 1 eine konti­ nuierlich arbeitende Presse 41 vorgesehen, der keine Vorpresse zugeordnet ist. Dementsprechend wird mit der Anlage nach Fig. 2 kontinuierlich gearbeitet, das Fördertrum 36 des Umlaufförde­ rer 35 also nicht in einzelnen Taktschritten vorbewegt.

Die Presse 41 weist einen gegenüber dem Umlaufförderer 35 leicht geneigt angeordneten Pressenförderer 42 auf, der mit dem Umlaufförderer 35 einen sich in Durchlaufrichtung verjüngenden Preßspalt für das Vlies 40 bildet. Dieser Preßspalt bewirkt eine fortschreitende Verdichtung des Vlieses 40 zwischen dem Fördertrum 36 des Umlaufförderers 35 und dem Untertrum 43 des Pressenförderers 42, wobei diese Trume 36 und 43 über eine Stützplatte 44 bzw. eine Preßplatte 45 abgestützt sind. Die Preßplatte 45 kann ggf. wie durch Pfeile angedeutet angedrückt werden. Auch hier sind der Preßplatte 45 eine obere Heizein­ richtung 46 und der Stützplatte 44 eine untere Heizeinrichtung 47 zugeordnet. Die Heizeinrichtungen 46 und 47 bewirken in dem zusammengepreßten Material eine über die Vorwärmung hinausge­ hende Temperaturerhöhung, welche zur Aushärtung des gepreßten Vlieses 40 zur Platte 48 führt.

Bei der gemäß Fig. 2 vorgesehenen Herstellung einer drei­ schichtigen Platte wird auf eine Vorwärmung des über die Mate­ rialzuführungen 28 bzw. 30 zugeführten Materials für die Deck­ schichten 37 und 39 verzichtet. Das ist deswegen problemlos möglich, weil diese Schichten vergleichsweise dünn sind und au­ ßenliegend angeordnet sind, also im Bereich der Presse 41 den Heizeinrichtungen 46 bzw. 47 benachbart und daher schnell auf­ heizbar sind. Dagegen wird das Material der Zwischenschicht 38 im Vorwärmofen 34 vorgewärmt, wobei eine gleichmäßige Tempera­ tur ohne wesentliche örtliche Unterschiede durch die nachfol­ gende Materialvermischung in der Streuvorrichtung 33b gewähr­ leistet ist. Soweit die Zwischenschicht 38 auf ihrem Weg zur Presse 41 noch eine Abkühlung erfährt, ist diese sehr gering und findet höchstens in den Außenbereichen statt, wo sie durch die Heizeinrichtungen 46, 47 der Presse 41 schnell wieder aus­ geglichen wird. Entsprechendes gilt natürlich auch für die ein­ stückige Platte 26 bzw. das vorgewärmte Vlies 14 bei der Anlage nach Fig. 1.

Die Erfindung läßt sich in den vorstehenden Ausführungen ent­ sprechender Weise auch bei Einetagen- oder Mehretagenpressen oder auch bei sonstigen vergleichbaren Produktionsvorrichtungen einsetzen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von ein- oder mehrschichtigen Platten, insbesondere Spanplatten oder Hartfaserplatten, bei dem zerkleinertes Ausgangsmaterial mit einem Bindemit­ tel vermischt und in Form eines Vlieses abgelegt wird, das in Dickenrichtung zusammengepreßt und gleichzeitig zur formbeständigen Aushärtung beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das bereits mit Bindemittel versehene Material vor dem Ablegen zu einem Vlies mittels Hochfre­ quenz oder Mikrowellen vorgewärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material beim Fördern durch mindestens eine Vorwärmzone in sich vermischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in mindestens zwei Stufen vorgewärmt und zwischen diesen in sich vermischt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung mittels Hochfrequenz oder Mikrowellen durch Einbringen anderer Zusatzenergie un­ terstützt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mittels eines Luftstroms, insbesondere Heißluftstroms, oder durch diesen unterstützt durch die Vorwärmzone transportiert und dabei in sich vermischt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur und/oder der Feuchtigkeitsgehalt der zugeführten Luft geregelt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezufuhr mittels Hochfrequenz oder Mikrowellen in Abhängigkeit von der Temperatur des vorgewärmten Materials geregelt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit wenigstens einer Materialzuführung (1 bis 13; 28, 29, 30), die einen Leimmischer (4; 32) zum Beimischen von Bin­ demittel und eine Streuvorrichtung (12; 33) umfaßt, einem der Streuvorrichtung (12) bzw. allen Streuvorrichtungen (32) zugeordneten Förderer (16; 35) für das Vlies (14; 40) und einer mit dem Vlies beschickbaren beheizten Presse (20; 41), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Leimmischer (4; 32b) und der Streuvorrichtung (12; 33b) wenigstens ei­ ner Materialzuführung (1 bis 13; 29) ein mit Hochfrequenz oder Mikrowellen betriebener Vorwärmofen (10; 34) zur Vor­ wärmung des Materials angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 mit mindestens drei Materialzu­ führungen (28, 29, 30) für eine untere Deckschicht (37), mindestens eine Zwischenschicht (38), vorzugsweise aus groberem Material, und eine obere Deckschicht (39), dadurch gekennzeichnet, daß die Materialzuführungen (28, 30) für die Deckschichten (37, 39) ohne Vorwärmofen ausgeführt sind, jedoch mindestens einer Materialzuführung (29) für eine Zwischenschicht (38) ein Vorwärmofen (34) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmofen (10; 34) ein das Material durchmischen­ des und durch die Vorwärmzone förderndes Drehrohr aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmofen (10; 34) eine das Material durchmi­ schende und durch die Vorwärmzone fördernde Schnecke auf­ weist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Materialtransportrichtung hinter dem Vorwärmofen (10) ein von der erzielten Vorwärmtemperatur beeinflußter Temperaturfühler (11) vorgesehen ist, der einem Regler (11a) für die Energiezufuhr im Vorwärmofen (10) zugeordnet ist.