DE69619102T2 - Verfahren zum herstellen von platten aus lignocelluloseteilchen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung eines Bretts aus Lignocellulose-Material.
• Verfahren zur Herstellung eines Bretts aus einem Rohmaterial auf der Grundlage von Lignocellulose sind wohlbekannt und in der Praxis weit verbreitet verwendet. Die Herstellung umfasst die folgenden Schritte: das Zerkleinern des Rohmaterials zu Partikeln und/und Fasern einer geeigneten Größe, das Trocknen auf ein bestimmtes Feuchtigkeitsverhältnis und das Beschichten des Materials mit Klebemittel vor oder nach dem Trocknen, das Formen des mit Klebemittel beschichteten Materials zu einer Matte; die aus mehreren Schichten aufgebaut sein kann, möglicherweise das Kalt-Vor-Pressen, das Vor-Erhitzen, das Besprühen der Flächen etc., sowie das Heiß-Pressen bei gleichzeitiger Aufbringung von Druck und Wärme in einer diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Presse zu einem fertigen Brett.
• Beim herkömmlichen Heiß-Pressen wird das gepresste Material im Wesentlichen durch Wärmeleitung von benachbarten Heizplatten oder Stahlbändern aus erhitzt, die eine Temperatur von 150 bis 250ºC besitzen, und zwar in Abhängigkeit von der Art des gepressten Produkts, der verwendeten Art des Klebemittels, der gewünschten Kapazität etc. Die Feuchtigkeit des den Wärmequellen am nächsten liegenden Materials wird hierdurch verdampft, wodurch sich eine trockene Schicht entwickelt und sich eine Dampffront fortlaufend nach innen zu dem Brettkern hin von jeder Seite aus bewegt, während das Pressen fortschreitet. Wenn sich die trockene Schicht entwickelt, herrscht eine Temperatur von mindestens 100ºC in dieser Schicht, die normale Klebemittel zum Aushärten veranlasst. Wenn die Dampffront am Kern eingetroffen ist, ist dort eine Temperatur von mindestens 100ºC erreicht, und beginnt das Brett, dort ebenfalls auszuhärten, wonach das Pressen innerhalb von Sekunden beendet werden kann. Dies betrifft die Verwendung von herkömmlichen Harnstoff-Formaldehyd- Klebemitteln (UF) und dergleichen, wie beispielsweise Melanin-verstärkte Klebemittel (MUF). Bei der Verwendung von anderen Klebemitteln mit höherer Aushärtungstemperatur müssen eine höhere Temperatur und ein höherer Dampfdruck in dem Brett entwickelt werden, bevor das Aushärten stattfindet.
• Um die gewünschten Bretteigenschaften zu erreichen muss eine Presse in der Lage sein, hohe Flächendrücke bei hohen Temperaturen zur Einwirkung zu bringen. Dies ist als solches kein Problem für eine diskontinuierliche Presse, die jedoch andere Nachteile aufweist, wie beispielsweise geringere Dickentoleranzen etc. Bei kontinuierlichen Pressen hat das Erfordernis nach hohen Flächendrücken bei gleichzeitig hohen Temperaturen teure Präzisionslösungen in Hinblick auf das Walzenbett zwischen dem Stahlband und der darunter liegenden Heizplatte notwendig gemacht.
• Das Verfahren zum Einführen von Wärme zu dem Brett im Wege der Wärmeleitung hat auch die Wirkung, dass das Erhitzen eine verhältnismäßig lange Zeit in Anspruch nimmt, was zu langen Presslängen (großen Pressflächen) führt. Pressen mit einer Länge von bis zu 40 m sind entwickelt worden. Nebenbei ist es bei bekannten kontinuierlichen Pressen praktisch nicht möglich, die Heizplatten ausreichend flexibel zu machen, sodass Dichteprofile nicht so frei gebildet werden können wie beim diskontinuierlichen Pressen.
• Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Bretts auf der Grundlage der Einführung von Dampf zwischen den Heizplatten bei einer diskontinuierlichen Presse ist auch in einem eingeschränkten Umfang verwendet worden. Da bei der Zuführung von Dampf das Material in Sekunden erhitzt wird, ist die Heizzeit sehr stark verkürzt. Weiter ist der Zusammendrückungswiderstand des Materials in erheblichem Umfang herabgesetzt, wenn Dampf zugeführt worden ist. Dies ist ein positives Merkmal, das dazu führt, dass die Presse mit einer geringeren Pressenergie und einer im Wesentlichen kürzeren Länge (kleineren Pressfläche) gestaltet werden kann. Um gewünschte Eigenschaften eines nach diesem Verfahren hergestellten Bretts zu erreichen, war es jedoch notwendig, eine herkömmliche Presstechnik mit hohen Flächendrücken und Wämeleitung von herkömmlichen Heizplatten aus zu Beginn des Presszyklus zur Anwendung zubringen, wodurch nach einer langen Heizzeit eine Flächenschicht mit hoher Dichte erreicht wurde. Erst danach war es möglich, Dampf zum Erhitzen des Kernbereichs des Bretts einzublasen. Dies führte zu Problemen, weil der Dampf durch die neu gebildete Flächenschicht mit hoher Dichte hindurch geblasen werden musste und weil die Presszeit während der Periode des hohen Drucks und der Wärmeleitung erheblich verlängert, worden ist. Infolge aller dieser Umstände besitzt eine Dampfpresse, die nach diesem Konzept arbeitet, eine im Wesentlichen geringere Kapazität, macht sie alternativ eine größere Pressfläche und eine höhere Pressenergie erforderlich als erforderlich wären, wenn eine gleichmäßige Dichte erwünscht ist.
• Bei allen angegebenen Herstellungsverfahren wird eine weiche Flächenschicht mit geringerer Festigkeit, mit nicht-akzeptierbarer Bemalbarkeit etc. erreicht, was es erforderlich macht, dass diese Schicht abgeschliffen werden muss. Der sich ergebende Materialverlust beläuft sich auf 5-15%, und zwar in Abhängigkeit von der Brettart, der Dicke etc.
• Ein Verfahren zum kontinuierlichen Pressen von mit Klebemittel versehenen Partikeln zu einem Partikelbrett bzw. einer Spanplatte, das das Vor-Erhitzen mit Hilfe von Dampf während des Zusammendrückens umfasst, ist aus DE-A-2058 820 bekannt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Herstellungsverfahren für das kontinuierlichen Pressen eines Bretts aus einem Material auf der Grundlage von Lignocellulose zu schaffen, mittels welchen Verfahrens es möglich ist, die Vorteile des Erhitzens mit Dampf zu nutzen, was dazu führt, dass dann die Anlage mit einer im Wesentlichen kleineren Pressfläche und geringeren Pressenergie gestaltet werden kann, d. h. weniger kostspielig, und ferner ohne Heizplatten, was die Anlage noch weniger kostspielig macht, und wodurch im Wesentlichen ein Brett mit einem gleichmäßigen Dichteprofil hergestellt wird, das in diesem Zustand verwendet werden kann oder weiter verfeinert werden kann.
• Die Erfindung ist durch die Merkmale des beigefügten Anspruchs 1 definiert.
• Gemäß einer Ausführungsform wird die Matte zu geringer Dicke zusammengepresst, wonach Dampf zugeführt wird. Die Matte wird danach weiter zu einer Dichte oberhalb der endgültigen Dichte zusammengepresst, wonach es gestattet wird, dass sich die Matte etwas ausdehnt und aushärtet, dies in einem Ausmaß, dass ein brauchbares Brett erreicht wird.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Matte, die von der Bildung her stammt (die nicht in einer separaten Band-Vor-Presse vorgepresst oder kalt-vor-gepresst werden kann, wenn es gewünscht wird, Bandübergänge besser zu meiden und in der Lage zu sein, mögliches Metall leichter anzugeben) zuerst in einem Presseneinlass zu einer Walzenpresse, die mit Drähten bzw. Maschendraht ausgestattet ist, zu einer Dichte von einem 150-700 kg/m³, zusammengepresst, wonach Gas oder Dampf mit geregeltem Druck und Überhitzungsgrad durch die Flächen hindurch über einen Dampfkasten bzw. Dampfkästen und/oder eine Dampfwalze bzw. Dampfwalzen zugeführt wird. Die Matte wird hiernach sukzessiv auf weniger als die endgültige Dicke mit Hilfe von Walzenpaaren zusammengepresst, wonach ein Expandieren in weiteren Walzenpaaren gestattet wird, wonach das Brett aushärtet. Die Walzenpresse sollte auch beheizt sein, um eine Kondensation an der Dampfzuführung zu verhindern. Die Aufgabe des Zusammendrückens auf eine Dicke geringer als die endgültige Dicke besteht darin, die Matte stark zusammenzupressen, sodass kleinere tasten in den nachfolgenden Walzenpaaren erreicht werden. Diese Verfahrensweise ist dazu erwünscht, die Lasten an der Maschine herabzusetzen, jedoch nicht für das Verfahren notwendig.
• Das Zusammenpressen der Matte ist für das Dichteprofil des gepressten Bretts von Bedeutung. Durch das Einstellen der Mattendichte, bei der Dampf zugeführt wird, kann die Flächendichte des Bretts gesteuert werden. Mit zunehmender Mattendichte ändert sich die Dichte des gepressten Bretts von einem gleichmäßigen Dichteprofil zu einem Dichteprofil mit vergrößerter Flächendichte. Diese Vergrößerung der Mattendichte führt jedoch zu einer Vergrößerung der Zusammenpressungsarbeit in der Einlasszone der Matte.
• Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Matte in der oben beschriebenen Weise erhitzt, findet jedoch nicht länger eine fortgesetzte Zusammenpressung in einem Kalibrierungsabschnitt auf die nahezu endgültige Dicke statt, wonach das Brett hoher Hitze und den Lasten der Herstellungsstraße in einem Heiß-Kalandrierungsabschnitt ausgesetzt wird. Hierdurch wird ein Brett mit erhöhter Flächendichte erreicht.
• Bei dieser Ausführungsform wird die Matte an dem Einlasskeil auf eine geringe Dichte zusammengepresst, wonach Dampf in gleicher Weise wie oben beschrieben zugeführt wird. Die Matte wird hiernach auf nahezu endgültige Dicke weiter zusammengepresst, und es wird gestattet, dass sie in einem Kalibrierungsabschnitt teilweise aushärtet, wodurch das Brett für den fortgesetzten Transport zu einem Heiß-Kalandrierungsabschnitt ausreichend stabil wird, wo das Brett zwischen Walzenpaaren bei zugeführter Wärme und zugeführtem Druck auf eine hohe Dichte zusammengepresst wird, wonach es gestattet wird, dass das Brett in dem Auslass auf die endgültige Dicke zurückspringt.
• Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Pressen für die Herstellung eines Bretts auf der Grundlage von Lignocellulose ist gefunden worden, dass es unter einem verfahrenstechnischen Gesichtspunkt möglich ist, ein Brett mit guten Eigenschaften sogar bei hohen Dichten trotz des Nichtvorhandenseins von Heizplatten zu erhalten.
• Bei der Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird Dampf kontinuierlich zugeführt. Wenn ein kleiner Dampfüberschuss gegenüber der für das Beheizen der Matte erforderlichen Menge zugeführt wird, gewährleistet dies, dass die gesamte in der Matte eingeschlossene Luft in dem Einlass zurück gedrückt wird, wodurch weiter gewährleistet wird, dass alle Teile der Matte erhitzt werden.
• Die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung sind aus den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
• Die Erfindung wird nachfolgend weiter ins Detail gehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die eine Anwendung der Erfindung zeigen.
• Fig. 1 zeigt eine beheizte Bandpresse mit Dampfzuführung.
• Fig. 2 zeigt die Dichte in Dickenrichtung eines Bretts.
• Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Anlage gemäß der Erfindung, die eine Bandpresse 1 und einen Heiß-Kalandrierungsabschnitt 13 umfasst. Die Bandpresse 1 ist in bekannter Weise mit Antriebswalzen 2, Zugwalzen 3, Führungswalzen 4, einem einstellbaren Einlassbereich 5 mit Einlasswalzen 6, mindestens einer Dampfwalze 7, mindestens einer Zusammendrückungswalze 8, Kalibrierungswalzen 9 in einem Kalibrierungsabschnitt 10 und einem umgebenden Draht bzw. Maschendraht 11, alternativ durchbrochenem Stahlband mit Draht bzw. Maschendraht ausgestattet. Die Matte wird in dem Einlassbereich 5 auf eine vorbestimmte Dichte im Bereich von 150-700 kg/m³, vorzugsweise im Bereich von 250-500 kg/m³, bei dem Vorbeilauf an der Dampfwalze 7 zusammengepresst, wodurch Dampf mit 1-6 bar in einen Sektor in Berührung mit dem Maschendraht in einer Menge ausreichend zum Erhitzen der Matte auf 100ºC und zum Austreiben der gesamten enthaltenen, Luft eingespritzt wird. Der Zusammendrückungswiderstand der Matte wird hierdurch bedeutend herabgesetzt, und das fortgesetzte Zusammendrücken an der Zusammendrückungswalze 8 und in dem Kalibrierungsabschnitt 10 kann mit sehr kleinen Kräften durchgeführt werden.
• Infolge der Verwendung von ausschließlich Walzen kann Überschussdampf durch den Maschendraht hindurch abströmen, und daher ist normalerweise keine Vakuum-Absaugzone am Ende des Kalibrierungsabschnitts erforderlich. Bei einer alternativen Ausführungsform kann ein Vakuum-Kasten eingebaut sein, um die Regelung der restlichen Feuchtigkeit und das Entfernen von Überschussdampf zu erleichtern.
• Wenn es gewünscht wird, Dichte und Dicke etc. der Flächenschicht zu verbessern und/oder das Maß der Dicke des Bretts fein zu kalibrieren und/oder das Brett mit einem geeigneten Muster oder einer geeigneten Flächenstruktur auszustatten, kann das Brett durch einen Abschnitt mit einer oder mehreren Heiß-Kalandrierungswalzen 13 mit hoher Oberflächentemperatur hindurchgeführt werden, möglicherweise gefolgt von einem Abschnitt 12, wo geeigneter Dampf, Gas oder Flüssigkeit zur Vorab-Vorbereitung zugeführt werden können. Die Heiß-Kalandrierungswalzen können bei einer Alternative von einem endlosen Stahlband umgeben sein.
• Ein gleichmäßiges Dichteprofil, wie oben angegeben, kann erreicht werden, indem der Dampf bei niedriger oder geringer Mattendichte und ohne zusätzliche Behandlung mit Hilfe von Heiß-Kalandrierungswalzen zugeführt wird. In Fig. 2 ist ein Dichteprofil dargestellt, das bei einem dünnen Brett (beispielsweise 1 mm) bewirkt werden kann, im Wesentlichen durch das Hindurchführen des Bretts durch die Heiß-Kalandrierungswalzen. Eine noch höher höhere Oberseiten- Flächendichte kann mittels eines Heiß-Kalandrierungsabschnitts mit Walzenpaaren, die von einem heißen Stahlband umschlossen sind, erreicht werden, wodurch das Brett in dem Heiß-Kalandrierungsabschnitt zu einer Flächendichte etwas höher als die gewünschte endgültige Flächendichte bei hoher Temperatur (150-300ºC) zusammengepresst und durch eine Anzahl von Walzenpaaren hindurchgeführt und danach zu der endgültigen Dicke expandiert wird.
• Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des. Umfangs der beigefügten Ansprüche verändert werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Bretts aus Lignocellulose- Material, wobei das Material zu Partikeln und/oder Fasern zerkleinert, getrocknet, mit Klebemittel beschichtet und zu einer Matte geformt und zu einem fertigen Brett gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die geformte Matte mit Dampf erhitzt wird, der mit Hilfe von Dampfwalzen zugegeben wird, und gleichzeitig mittels der Dampfwalzen zusammengedrückt wird, dass der Dampf in einer Menge größer als die für das Erhitzen erforderliche Menge zugegeben wird, wodurch in der Matte enthaltene Luft in der Matte nach hinten gedrückt wird, dass die Matte danach zu nahezu endgültiger Dicke zusammengepresst wird, wonach sie zu einem handhabbaren Brett in einem Kalibrierungsabschnitt gepresst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der geformten Matte, bevor sie mit Dampf erhitzt wird, zur Regelung der Flächendichte des gepressten Bretts geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte, nachdem sie mit Dampf erhitzt worden ist, zu einer Dicke geringer als die endgültige Dicke zusammengepresst und danach zu der endgültigen Dicke expandieren gelassen wird, wenn sie in den Kalibrierungsabschnitt eintritt.

4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressen in dem Kalibrierungsabschnitt mit Presswalzen durchgeführt wird und der Restdampf in der Matte zwischen den Presswalzen austreten gelassen wird.

5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlicher Dampf an dem Beginn des Kalibrierungsabschnitts zugeführt 5 wird, um eine ausreichend hohe Temperatur während das Aushärtens des Bretts zu gewährleisten.

6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Brett nach dem Kalibrierungsabschnitt einer Heiß-Kalandrierung für eine feine Kalibrierung und/oder Modifikation der Flächendichte des Bretts ausgesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Brett bei der Heiß-Kalandrierung zu einer Flächendichte etwas oberhalb der gewünschten endgültigen Flächendichte zusammengepresst wird.