WO2010022864A1 - Verfahren zur herstellung von holzfaser-dämmplatten - Google Patents

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WO2010022864A1
WO2010022864A1 PCT/EP2009/005912 EP2009005912W WO2010022864A1 WO 2010022864 A1 WO2010022864 A1 WO 2010022864A1 EP 2009005912 W EP2009005912 W EP 2009005912W WO 2010022864 A1 WO2010022864 A1 WO 2010022864A1
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component
fiber mat
fibers
vapor
plastic fibers
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Application number
PCT/EP2009/005912
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karsten Lempfer
Original Assignee
Siempelkamp Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh & Co. Kg
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/002—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder

Definitions

  • the invention relates to a method for producing wood fiber insulation boards, wherein wood fibers are mixed with thermoplastic synthetic fibers as a binder and from a fiber mat is produced, being used as plastic fibers multi-component fibers, which have at least a first and a second component with different melting points, said Fiber mat is heated so that the second component of the plastic fibers softens and wherein the fiber mat is cooled to produce the insulating board.
  • thermosetting binders eg. B. isocyanates were used in the method described in WO 02/22331 A1 as a binder bicomponent plastic fibers which are mixed with the wood fibers and z. B. are scattered by means of a mechanical scattering head to a mat. This mat is pressed and activated with hot air. Subsequently, a cooling takes place.
  • thermosetting binders Compared with insulating boards produced with thermosetting binders, such products have a high flexibility, the construction standard, for example, when used as an intermediate rafter insulation to compensate
  • the starting material is first cut to a raw material and / or defibered, glued and dried before or after gluing.
  • a nonwoven fabric is formed by scattering, wherein this nonwoven fabric is subjected to the following treatment steps in succession in a continuous flow process: first, the nonwoven fabric is compacted to the desired plate thickness and held thereon by the subsequent treatment steps; In the second treatment step, a vapor-air mixture is introduced into the compacted nonwoven over a period of 10 to 20 seconds, avoiding precuring of the binder, and then a hot air stream is passed through the compacted nonwoven in the third treatment step for curing and drying.
  • the invention has for its object to provide a method by which can be produced in a simple and cost-effective way flexible wood fiber insulation boards of high quality economically.
  • a vapor-air mixture is used.
  • multi-component plastic fibers are used whose first component has a melting point T1> 95 0 C and the second component has a melting point T2 ⁇ 95 0 C.
  • steam is preferably water vapor, for. B. within a water vapor-air mixture or possibly also used as (pure) water vapor.
  • the drying temperature of the steam or steam-air mixture can be z. B. 110 to 150 0 C, preferably 110 0 C to 130 0 C.
  • the invention is initially based on the (known) knowledge that flexible insulation boards, which can be used, for example, as heat and / or Kältedämmplatten and / or as sound insulation panels, can be prepared by using as a binder multi-component plastic fibers, eg. B. two-component plastic fibers are used.
  • a binder multi-component plastic fibers eg. B. two-component plastic fibers are used.
  • one component eg, the outer component
  • the other component eg, inner component
  • a high elasticity or flexibility of the plate is achieved by the embedded plastic fibers.
  • the plastic fibers thus fulfill a dual function, because they provide on the one hand as a binder for the composite and on the other hand, they ensure the elasticity and flexibility of the plate.
  • This condensation enables a very rapid heat input in comparison to conventional hot air heating. This in turn allows a short heat treatment time and consequently a short construction of the required one in a continuous process Heating device.
  • This approach is made possible in the production of the insulation boards described by using multicomponent plastic fibers as binders whose first component has a melting point T1 above the dew point of the vapor-air mixture and the second components has a melting point T2 below the dew point of the vapor-air mixture.
  • a plastic with a relatively low melting point or softening point of less than 100 0 C, preferably less than 95 0 C is used.
  • multi-component plastic fibers eg. B. bicomponent fibers
  • a core-shell structure wherein the first component forms the core and the second component of the jacket.
  • multi-component plastic fibers for. B. bicomponent fibers, are used with a side-by-side structure.
  • the core for. B. the core, z.
  • polyester or polypropylene can be used.
  • the second component eg. B. the jacket can z.
  • co-polyester or polyamide used for the first and / or second component, so that (completely) biodegradable fibers are used.
  • the first component may, for. B. consist of biodegradable polyester.
  • the first component may, for. B. also consist of polylactide.
  • the second component may, for. B. consist of polycaprolactone.
  • the fiber mat is passed through after the heating to cool cooling air at a temperature of less than 40 0 C, preferably less than 30 0 C. After the melting of the bicomponent fibers they are consequently cooled as far as that the softening temperature is safely exceeded.
  • the fiber mat is compacted before heating to substantially the desired density of the finished plate, preferably at relatively low temperatures of less than 40 0 C. It is therefore expedient if the fiber mat produced initially cold, mechanically on the desired plate thickness is vented and compressed and immediately thereafter a vapor-air mixture with a predetermined temperature and dew point is drawn through the mat. The vapor condenses on the cold fibers, transferring the heat required to melt the jacket. After melting, the cooling described is carried out, wherein no further appreciable compression of the mat takes place during heating and cooling according to a preferred embodiment of the invention.
  • the described treatment processes take place in a compaction and calibration unit equipped with two circulating screen belts.
  • the fiber mat is thus heated in such a compacting and calibrating unit in which the fiber mat is passed between endlessly circulating sieve belts.
  • the compression and calibration unit consequently has a first compression zone in which the fiber mat is compacted, for. B. on the desired density of the finished plate.
  • the Bedampfungszone in which the mat flows through the steam or preferably the vapor-air mixture and thus heated.
  • a cooling zone in which the mat is flowed through for cooling with cold air. It is therefore expedient if the mat is first introduced into the calibration unit with compression at a tapering gap. After the compaction zone, the mat passes through the press between the screen belts at substantially "parallel gap" and consequently without further compaction. The Cooling of the mat by the cold air is supported by the fact that the moisture absorbed by the condensation by heating is evaporated again.
  • the fiber mat is already pre-compacted in one of the compression and calibration unit upstream (separate) pre-press and optionally trimmed afterwards.
  • the proportion by weight of the plastic fibers based on the total weight of the fiber mat according to a further proposal of the invention is 5% to 20%, preferably 5% to 15%, z. 7% to 12%.
  • the density of the finished plate is within the scope of the invention 30 to 200 kg / m3, preferably 40 to 100 kg / m3.
  • the insulation boards produced in the context of the invention have high quality and are sufficiently flexible, so that they are particularly suitable for intermediate rafter insulation.
  • FIGURE shows a plant for the production of wood fiber insulation boards according to the inventive method.
  • Essential components of such a system are a mixing device 1 for mixing the wood fibers H and the thermoplastic synthetic fibers K, a spreader 2 for producing a fiber mat and a compacting and calibrating unit 3. More specifically, the following procedure can be used:
  • Starting ingredients for the production of wood fiber insulation boards are on the one hand wood fibers H and on the other hand multi-component plastic fibers K, which are prepared in a conventional manner and fed to a mixing device 1.
  • the fiber mixture enters a grit bunker 4.
  • the fiber mixture is mechanically discharged by means of a spreader 2 and to form a Fiber mat sprinkled on a conveyor belt 5.
  • the scattering device 2 can in a conventional manner as a scattering head, z. B. Walzenstreukopf be formed.
  • a balance 6, z. B. belt scale which continuously determines the mat weight.
  • suction may be provided at one or more points in the area of the spreader 2.
  • the fiber mat On the conveyor belt 5, the fiber mat is first (optionally) vented in a pre-press 7 cold and pre-compressed. Subsequently, the mat edges can be trimmed in a trimming device 8. The separated material is pneumatically fed back into the grit bunker 4 and / or the spreader 2.
  • the optionally precompressed and deaerated fiber mat is then transferred via a retractable transfer nose 9 to the compression and calibration unit 3.
  • a retractable transfer nose 9 to the compression and calibration unit 3.
  • the insulation board is produced from the fiber mat.
  • the fiber mat is first deaerated in a first compression zone 3a cold, mechanically to the desired plate thickness and compacted and thus calibrated.
  • the target density is a maximum of about 70 kg / m3.
  • the fiber mat is flowed through in a heating zone or vaporization zone 3b by a vapor-air mixture D having a predetermined temperature (eg about 120 ° C.) and a defined dew point (90 ° C. to 95 ° C.).
  • the vapor D can be supplied from one side (eg from below) and removed via the other side (eg upwards), preferably sucked off.
  • the vapor D condenses on the cold Fibers and thus transfers the heat required to melt the sheath of the bicomponent fibers.
  • the selection of the multi-component plastic fibers K takes place in the context of the invention, consequently, depending on the steam-air mixture used and in particular depending on the dew point of this steam-air mixture. It is always ensured that the melting point T1 or softening point of the first component of the bicomponent plastic fibers is above the dew point TP, while the melting point T2 or softening point of the second component is below the dew point TP.
  • air is indirectly, for. B. via a steam-heated heat exchanger, heated and then metered as much steam supplied that the preselected dew point is maintained.
  • the air velocity is controlled so that a preselectable pressure is not exceeded.
  • the compression state of the fiber mat must be kept constant until the bicomponent fibers, or their second component, have cooled sufficiently to reliably fall below the softening temperature.
  • the mat is cooled immediately after the evaporation zone 3b in a cooling zone 3c in the compression and calibration unit 3, namely by the mat of cooling air L is flowed through.
  • the cooling air L can also z. B. fed from below and sucked from above, so that the cooling air L is sucked through the mat M as it were.
  • the endless circulating conveyor belts of the steam press are designed as endlessly circulating sieve belts 11.
  • the fiber mat M is not compressed further in the vaporization zone 3b and also in the cooling zone 3c, ie the press nip is kept substantially constant in the vaporization zone 3b and the cooling zone 3c.
  • the cooling in the cooling zone 3c is thereby assisted by the fact that the moisture absorbed by the condensation by heating is now evaporated again.
  • the resulting plate With the exit from the calibration and curing unit 3, the resulting plate is dimensionally stable but sufficiently flexible or elastic.
  • the continuous plate strand is then a separator z. B. supplied diagonal saw, with the predetermined plate lengths are separated. When approaching or departing possibly occurring loose parts are collected in a collecting funnel and fed to a container. Lumpy waste is mechanically discharged after the diagonal saw.
  • the production of wood fibers can be done in a conventional manner by defibration from wood chips in a refiner with the addition of steam.
  • a fire retardant and / or a hydrophobing agent eg, a wax emulsion
  • the initially produced wood fibers are then dried in a conventional manner in a dryer, preferably until a residual moisture content of about 4% to 8% is reached.
  • the bicomponent fibers are z. B. cut to the desired length delivered as a bale. They are separated with a bale opener with a balance and metered and then fed together with the wood fibers of the mixing plant.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Holzfaser-Dämmplatten, wobei Holzfasern mit thermoplastischen Kunststofffasern als Bindemittel gemischt werden und daraus eine Fasermatte erzeugt wird, wobei als Kunststofffasern Mehrkomponentenfasern verwendet werden, welche aus zumindest einer ersten und einer zweiten Kunststoff-Komponente mit unterschiedlichen Schmelzpunkten bestehen, wobei die Fasermatte derart erwärmt wird, dass die zweite Komponente der Kunststofffaser erweicht und wobei die Fasermatte unter Erzeugung der Dämmplatte abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte zur Erwärmung von einem Dampf oder einem Dampf- Luftgemisch durchströmt wird, welches einen vorgegebenen Taupunkt aufweist und dass Mehrkomponenten-Kunststofffasern als Bindemittel eingesetzt werden, deren erste Komponente einen Schmelzpunkt oberhalb des Taupunktes und deren zweite Komponente einen Schmelzpunkt unterhalb des Taupunktes aufweist.

Description

Verfahren zur Herstellung von Holzfaser-Dämmplatten
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzfaser-Dämmplatten, wobei Holzfasern mit thermoplastischen Kunststofffasem als Bindemittel gemischt werden und daraus eine Fasermatte erzeugt wird, wobei als Kunststofffasern Mehrkomponentenfasern verwendet werden, welche zumindest eine erste und eine zweite Komponente mit unterschiedlichen Schmelzpunkten aufweisen, wobei die Fasermatte derart erwärmt wird, dass die zweite Komponente der Kunststofffasern erweicht und wobei die Fasermatte unter Erzeugung der Dämmplatte abgekühlt wird.
Die Herstellung von Holzwerkstoffplatten unter Verwendung von Holzfasern einerseits und Bikomponenten-Kunststofffasern andererseits ist beispielsweise aus der WO 02/22331 A1 bekannt. Während bei herkömmlichen Verfahren zur
Herstellung von Holzwerkstoffplatten üblicherweise duroplastische Bindemittel, z. B. Isocyanate verwendet wurden, werden bei dem in der WO 02/22331 A1 beschriebenen Verfahren als Bindemittel Bikomponenten-Kunststofffasern verwendet, welche mit den Holzfasern gemischt und z. B. mittels eines mechanischen Streukopfes zu einer Matte gestreut werden. Diese Matte wird gepresst und mit Heißluft aktiviert. Anschließend erfolgt eine Kühlung.
Gegenüber mit duroplastischen Bindemitteln hergestellten Dämmplatten weisen derartige Produkte eine hohe Flexibilität, die beispielsweise bei einer Verwendung als Zwischensparrendämmung zum Ausgleich bauüblicher
Toleranzen erforderlich ist.
Aus der DE 100 56 829 C2 kennt man ein vergleichbares Verfahren zur Herstellung einer Dämmstoffplatte aus einerseits Holzfasern und andererseits thermoaktivierbaren Kunststofffasern. Das Fasergemisch wird auf ein endloses Siebband aufgestreut und dieses Fasergemisch wird komprimiert bzw. kalibriert zwischen endlosen Siebbändern, und zwar auf eine Dicke von zumindest 20 mm. Die thermoaktivierbaren Kunststofffasern werden dann zu einer die Holzfasern durchdringenden Matrix in einen nachgeschalteten Heißluft- Trockentunnel bzw. Durchströmungstrockner vernetzt. Dabei erfolgt eine Warmluftbehandlung mit Temperaturen von etwa 150 0C, so dass die Kunst- stoffummantelung der Bikomponentenfasern, z. B. Polyethylenummantelung angeschmolzen wird, während der Kunststoffkern, z. B. Polypropylenkern eine höhere Temperaturbeständigkeit als die Polyethylenummantelung aufweist. Die auf diese Weise erzeugten Dämmstoffplatten sollen ein Raumgewicht von 20 kg/m3 bis 170 kg/m3 aufweisen.
Ferner kennt man ein Verfahren zur Herstellung von Holzfaserdämmstoffplatten aus Holzfasern und Bindefasern, aus welchen eine Fasermatte erzeugt wird, die auf ein Ofenband überführt und aus diesem durch einen Heiz-/Kühlofen gefahren wird, in welchem die Erweichung der Bindefasern und damit eine innige Verklebung der Holzfasern erfolgt. Die endgültige Dicke der HoIz- faserdämmstoffplatte von 3 bis 350 mm wird durch Kalibrierung und/oder Verdichtung erreicht (vgl. DE 10 2004 062 649 B4).
Schließlich ist es im Zusammenhang mit der herkömmlichen Herstellung von Holzfaser-Dämmplatten unter Verwendung eines zur Gruppe der reaktiven Isocyanate gehörenden Bindemittels bekannt, eine Fasermatte zu erzeugen und auf die gewünschte Plattenstärke mit einer Rohdichte von 40 bis 200 kg/m3, vorzugsweise 60 bis 80 kg/m3 zu verdichten und die so verdichtete Fasermatte mit Dampf oder einem Dampf-Luftgemisch zu erwärmen. Dieses Dampf-Luftgemisch wird hinsichtlich Feuchtegehalt und Temperatur so eingestellt bzw. eingeregelt, dass das Bindemittel während des Haltens des Verdichtungszustandes vollständig aushärtet und die verdichtete Fasermatte bzw. das plattenförmige Endprodukt ohne Trocknungsvorgang eine Ausgleichsfeuchte von etwa 12 % erhält (vgl. DE 102 42 770 A1 ). Das eingeblasene Dampf-Luftgemisch bringt die zum Abbinden des wasserfreien Bindemittels erforderliche Temperatur von etwa 90 0C ein, indem der Dampfanteil innerhalb der Fasermatte kondensiert. Auf die Herstellung von Holzfaser-Dämmstoffplatten mit Mehrkomponenten-Kunststofffasern hatten derartige Entwicklungen keinen Einfluss. Im Übrigen ist aus der DE 196 35 410 A1 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung biologisch abbaubarer Dämmplatten bekannt, welche aus Holz- und/oder Pflanzenpartikeln als dämmstoffbildende Strukturstoffe und aus einem umweltneutralen Bindemittel bestehen. Geeignete Bindemittel sind dabei insbesondere Harnstoff- oder Phenolharze, Stärken, Zucker oder Polyvinylacetat, wobei als zusätzliche, gegebenenfalls aber auch als alleinige Bindemittel Kondensations-Mischharze, Kartoffelpülpe, Latex und/oder Eiweißklebstoffe verwendet werden können. Das Ausgangsmaterial wird zunächst zu einem Rohmaterial zerspant und/oder zerfasert, beleimt und vor oder nach der Beleimung getrocknet. Aus diesem Zwischenmaterial wird durch Streuung ein Vlies gebildet, wobei dieses Vlies in einem kontinuierlichen Durchlaufverfahren nacheinander folgenden Behandlungsschritten unterworfen wird: Zuerst wird das Vlies auf die gewünschte Plattenstärke verdichtet und auf dieser über die nachfolgenden Behandlungsschritte gehalten; im zweiten Behandlungsschritt wird in das verdichtete Vlies über einen Zeitraum von 10 bis 20 sec. ein Dampf-Luftgemisch eingeführt unter Vermeidung von Voraushärtungen der Bindemittel und anschließend wird im dritten Behandlungsschritt zur Aushärtung und Trocknung durch das verdichtete Vlies ein Heißluftstrom hindurchgeleitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem sich auf einfache und kostengünstige Weise flexible Holzfaser- Dämmplatten hoher Qualität wirtschaftlich herstellen lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Holzfaser-Dämmplatten, dass die Fasermatte zur Erwärmung von einem Dampf oder Dampf-Luftgemisch durchströmt wird, welches einen vorgegebenen Taupunkt z. B. TP = 100 0C, aufweist und dass Mehrkomponenten-Kunststofffasern als Bindemittel verwendet werden, deren erste Komponente einen Schmelzpunkt oberhalb des Taupunktes, z. B. T1 > 100 0C und deren zweite Komponente einen Schmelzpunkt unterhalb des Taupunktes, z. B. T2 < 100 0C aufweist. Vorzugsweise wird nicht reiner Dampf, sondern ein Dampf-Luftgemisch verwendet. Besonders bevorzugt weist dieses Dampf-Luftgemisch einen Taupunkt TP = 95 0C auf, z. B. 85 0C bis 95 0C. Dementsprechend werden Mehrkomponenten-Kunststofffasern verwendet, deren erste Komponente einen Schmelzpunkt T1 > 95 0C und deren zweite Komponente einen Schmelzpunkt T2 < 95 0C aufweist. Als Dampf wird vorzugsweise Wasserdampf, z. B. innerhalb eines Wasserdampf-Luftgemisches oder ggf. auch als (reiner) Wasserdampf verwendet. Die Trockentemperatur des Dampfes oder Dampf-Luftgemisches kann dabei z. B. 110 bis 150 0C, vorzugsweise 110 0C bis 130 0C betragen.
Die Erfindung geht dabei zunächst einmal von der (bekannten) Erkenntnis aus, dass sich flexible Dämmplatten, die sich beispielsweise als Wärme- und/oder Kältedämmplatten und/oder als Schalldämmungsplatten einsetzen lassen, herstellen lassen, indem als Bindemittel Mehrkomponenten-Kunststofffasern, z. B. Zweikomponenten-Kunststofffasern eingesetzt werden. Im Zuge der Erwärmung schmilzt bzw. erweicht die eine Komponente (z. B. die äußere Komponente) an, während die andere Komponente (z. B. innere Komponente) im Wesentlichen formstabil erhalten bleibt, so dass einerseits ein inniger Verbund innerhalb der Platte realisiert wird und andererseits aber durch die eingebetteten Kunststofffasern eine hohe Elastizität bzw. Flexibilität der Platte erreicht wird. Die Kunststofffasern erfüllen folglich eine Doppelfunktion, denn sie sorgen einerseits als Bindemittel für den Verbund und andererseits gewährleisten sie die Elastizität bzw. Flexibilität der Platte. Im Rahmen der Erfindung erfolgt die Erwärmung und folglich das Anschmelzen der zweiten Komponente jedoch nun nicht mehr mittels Heißluft, sondern mittels Dampf oder mittels eines Dampf-Luftgemisches, welches die Fasermatte durchströmt und einen Taupunkt TP = 100 0C aufweist. Dieses führt zu einer besonders schnellen und damit auch wirtschaftlichen Erwärmung der Fasern, denn der Dampf kondensiert bei definiertem Taupunkt an den kalten Holz- und Kunststofffasern und überträgt so die für das Anschmelzen der zweiten Kunststoffkomponente, z. B. des Mantels der Zweikomponenten-Fasern erforderliche Wärme. Durch diese Kondensation wird im Vergleich zur herkömmlichen Heißlufterwärmung ein sehr schneller Wärmeeintrag ermöglicht. Dieses ermöglicht wiederum eine kurze Wärmebehandlungszeit und folglich in einem kontinuierlichen Prozess eine kurze Bauweise der erforderlichen Erwärmungsvorrichtung. Ermöglicht wird diese Vorgehensweise bei der Herstellung der beschriebenen Dämmstoffplatten dadurch, dass Mehrkomponenten-Kunststofffasern als Bindemittel verwendet werden, deren erste Komponente einen Schmelzpunkt T1 oberhalb des Taupunktes des Dampf- Luftgemisches und deren zweite Komponenten einen Schmelzpunkt T2 unterhalb des Taupunktes des Dampf-Luftgemisches aufweist. Insbesondere für die zweite Komponente wird folglich ein Kunststoff mit verhältnismäßig niedrigem Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt von weniger als 100 0C, vorzugsweise weniger als 95 0C verwendet.
Dabei können Mehrkomponenten-Kunststofffasern, z. B. Zweikomponentenfasern, mit einer Kern-Mantelstruktur verwendet werden, wobei die erste Komponente den Kern und die zweite Komponente den Mantel bildet. Alternativ oder ergänzend können auch Mehrkomponenten-Kunststofffasern, z. B. Zweikomponentenfasern, mit einer Side-by-Side-Struktur verwendet werden.
Für die erste Komponente einerseits und die zweite Komponente andererseits können z. B. folgende Kunststoffe zum Einsatz kommen:
Für die erste Komponente, z. B. den Kern, kann z. B. Polyester oder Polypropylen verwendet werden. Für die zweite Komponente, z. B. den Mantel kann z. B. Co-Polyester oder Polyamid verwendet. Im Rahmen der Erfindung besteht bevorzugt auch die Möglichkeit, (vollständig) biologisch abbaubare Kunststoffe für die erste und/oder zweite Komponente einzusetzen, so dass (vollständig) biologisch abbaubare Fasern verwendet werden. Die erste Komponente kann z. B. aus biologisch abbaubarem Polyester bestehen. Die erste Komponente kann z. B. auch aus Polylactid bestehen. Die zweite Komponente kann z. B. aus Polycaprolacton bestehen.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird die Fasermatte im Anschluss an die Erwärmung zur Abkühlung von Kühlluft mit einer Temperatur von weniger als 40 0C, vorzugsweise weniger als 30 0C durchströmt. Nach dem Anschmelzen der Bikomponentenfasern werden diese folglich soweit abgekühlt, dass die Erweichungstemperatur sicher unterschritten wird. Im Übrigen ist es zweckmäßig, wenn die Fasermatte vor der Erwärmung auf im Wesentlichen die Solldichte der fertigen Platte verdichtet wird, vorzugsweise bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von weniger als 40 0C. Es ist folglich zweckmäßig, wenn die erzeugte Fasermatte zunächst kalt, mechanisch auf die gewünschte Plattendicke entlüftet und verdichtet wird und unmittelbar anschließend daran ein Dampf-Luftgemisch mit vorgegebener Temperatur und definiertem Taupunkt durch die Matte gesaugt wird. Der Dampf kondensiert an den kalten Fasern und überträgt so die für das Anschmelzen des Mantels erforderliche Wärme. Nach dem Anschmelzen erfolgt die beschriebene Kühlung, wobei während des Erwärmens und des Kühlens nach bevorzugter Weiterbildung der Erfindung keine weitere nennenswerte Verdichtung der Matte erfolgt.
Besonders bevorzugt erfolgen die beschriebenen Behandlungsprozesse in einer mit zwei umlaufenden Siebbändern ausgerüsteten Verdichtungs- und Kalibriereinheit. Die Fasermatte wird folglich in einer solchen Verdichtungs- und Kalibriereinheit erwärmt, in welcher die Fasermatte zwischen endlos umlaufenden Siebbändern hindurchgeführt wird. Dabei ist es zweckmäßig, wenn nicht nur die Erwärmung mittels Dampf bzw. einem Dampf-Luftgemisch in dieser Verdichtungs- und Kalibriereinheit erfolgt, sondern darüber hinaus auch die Verdichtung und/oder die Kühlung. Nach besonders bevorzugter Ausführungsform weist die Verdichtungs- und Kalibriereinheit folglich eine erste Verdichtungszone auf, in der die Fasermatte verdichtet wird, z. B. auf die Solldichte der fertigen Platte. An die Verdichtungszone, in welcher auch eine hinreichende Entlüftung der Matte bei niedrigen Temperaturen erfolgt, schließt sich die Bedampfungszone an, in welcher die Matte von dem Dampf oder vorzugsweise dem Dampf-Luftgemisch durchströmt und folglich erwärmt wird. An diese Heizzone bzw. Bedampfungszone schließt sich eine Kühlzone an, in welcher die Matte zur Kühlung mit kalter Luft durchströmt wird. Es ist folglich zweckmäßig, wenn die Matte zunächst unter Verdichtung bei sich verjüngendem Spalt in die Kalibriereinheit eingeführt wird. Nach der Verdichtungszone durchläuft die Matte die Presse zwischen den Siebbändern bei im Wesentlichen "parallelem Spalt" und folglich ohne weitere Verdichtung. Die Abkühlung der Matte durch die kalte Luft wird dadurch unterstützt, dass die beim Aufheizen durch Kondensation aufgenommene Feuchte wieder verdampft wird.
Im Übrigen kann es zweckmäßig sein, wenn die Fasermatte in einer der Verdichtungs- und Kalibriereinheit vorgeordneten (separaten) Vorpresse bereits vorverdichtet und ggf. anschließend besäumt wird. Der Gewichtsanteil der Kunststofffasern bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasermatte beträgt nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung 5 % bis 20 %, vorzugsweise 5 % bis 15 %, z. B. 7 % bis 12 %. Die Dichte der fertigen Platte beträgt im Rahmen der Erfindung 30 bis 200 kg/m3, vorzugsweise 40 bis 100 kg/m3.
Die im Rahmen der Erfindung hergestellten Dämmplatten weisen hohe Qualität auf und sind hinreichend flexibel, so dass sie sich insbesondere auch für eine Zwischensparrendämmung eignen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Anlage zur Herstellung von Holzfaser-Dämmplatten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Wesentliche Bestandteile einer solchen Anlage sind eine Mischvorrichtung 1 zum Mischen der Holzfasern H und der thermoplastischen Kunststofffasern K, eine Streuvorrichtung 2 zum Erzeugen einer Fasermatte und eine Verdichtungs- und Kalibriereinheit 3. Im Einzelnen kann dabei wie folgt vorgegangen werden:
Ausgangsbestandteile für die Herstellung der Holzfaser-Dämmplatten sind einerseits Holzfasern H und andererseits Mehrkomponenten-Kunststofffasern K, welche in an sich bekannter Weise hergestellt und einer Mischvorrichtung 1 zugeführt werden. Aus der Mischvorrichtung 1 gelangt das Fasergemisch in einen Streugutbunker 4. Aus dem Streugutbunker 4 wird das Fasergemisch mittels einer Streumaschine 2 mechanisch ausgetragen und unter Bildung einer Fasermatte auf ein Transportband 5 aufgestreut. Die Streuvorrichtung 2 kann in an sich bekannter Weise als Streukopf, z. B. Walzenstreukopf, ausgebildet sein. Unterhalb des Transportbandes 5 kann eine Waage 6, z. B. Bandwaage angeordnet sein, welche kontinuierlich das Mattengewicht ermittelt. Um das Austreten von Staub zu verhindern, können im Bereich der Streuvorrichtung 2 an einer oder mehreren Stellen Absaugungen vorgesehen sein.
Auf dem Transportband 5 wird die Fasermatte zunächst (optional) in einer Vorpresse 7 kalt entlüftet und vorverdichtet. Anschließend können die Matten- kanten in einer Besäumvorrichtung 8 besäumt werden. Das abgetrennte Material wird pneumatisch in den Streugutbunker 4 und/oder die Streumaschine 2 zurückgeführt.
Die ggf. vorverdichtete und entlüftete Fasermatte wird nun über eine rückziehbare Übergabenase 9 an die Verdichtungs- und Kalibriereinheit 3 übergeben. Beim Anfahren der Anlage kann auf diese Weise Material in den Fehlschüttungstrichter 10 abgeworfen werden, bis das gewünschte Mattengewicht dem Sollwert entspricht. Auch beim Abfahren der Anlage wird das Restmaterial in den Fehlschüttungstrichter 10 gefahren. Das abgeworfene Material wird pneumatisch in einen Rückgutbunker gefördert.
In der Verdichtungs- und Kalibriereinheit 3 wird aus der Fasermatte die Dämmplatte erzeugt. Dazu wird die Fasermatte zunächst in einer ersten Verdichtungszone 3a kalt, mechanisch auf die gewünschte Plattendicke entlüftet und verdichtet und folglich kalibriert. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Zieldichte dabei maximal ca. 70 kg/m3.
Unmittelbar anschließend an die Verdichtungszone 3a wird die Fasermatte in einer Heizzone bzw. Bedampfungszone 3b von einem Dampf-Luftgemisch D mit vorgegebener Temperatur (z. B. ca. 120 0C) und definiertem Taupunkt (90 0C bis 95 0C) durchströmt. Der Dampf D kann dabei von einer Seite (z. B. von unten) zugeführt und über die andere Seite (z. B. nach oben) abgeführt, vorzugsweise abgesaugt werden. Dabei kondensiert der Dampf D an den kalten Fasern und übertragt so die für das Anschmelzen des Mantels der Bikomponentenfasern erforderliche Wärme.
Die Auswahl der Mehrkomponenten-Kunststofffasern K erfolgt im Rahmen der Erfindung folglich in Abhängigkeit von dem verwendeten Dampf-Luftgemisch und insbesondere in Abhängigkeit von dem Taupunkt dieses Dampf- Luftgemisches. Stets ist gewährleistet, dass der Schmelzpunkt T1 bzw. Erweichungspunkt der ersten Komponente der Bikomponenten-Kunststofffasern oberhalb des Taupunktes TP liegt, während der Schmelzpunkt T2 bzw. Erweichungspunkt der zweiten Komponente unterhalb des Taupunktes TP liegt. Zur Erzeugung des Dampf-Luftgemisches wird Luft indirekt, z. B. über ein dampfbeheizten Wärmetauscher, erwärmt und anschließend soviel Dampf dosiert zugeführt, dass der vorgewählte Taupunkt eingehalten wird. Um bei der angestrebten, geringen Dichte der Fertigplatte eine Verdichtung der Matte durch den Luftdruck zu vermeiden, wird die Luftgeschwindigkeit so geregelt, dass ein vorwählbarer Überdruck nicht überschritten wird.
Nach dem Anschmelzen muss der Verdichtungszustand der Fasermatte so lange konstant gehalten werden, bis die Bikomponentenfasern, bzw. deren zweite Komponente, so weit abgekühlt sind, dass die Erweichungstemperatur sicher unterschritten wird. Hierzu wird die Matte unmittelbar im Anschluss an die Bedampfungszone 3b in einer Kühlzone 3c in der Verdichtungs- und Kalibriereinheit 3 gekühlt, und zwar indem die Matte von Kühlluft L durchströmt wird. Die Kühlluft L kann ebenfalls z. B. von unten zugeführt und von oben abgesaugt werden, so dass die Kühlluft L gleichsam durch die Matte M hindurchgesaugt wird. Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, dass die endlos umlaufenden Transportbänder der Dampfpresse als endlos umlaufende Siebbänder 11 ausgebildet sind. Die Fasermatte M wird dabei in der Bedampfungszone 3b und auch in der Kühlzone 3c nicht weiter verdichtet, d. h. der Pressspalt wird in der Bedampfungszone 3b und der Kühlzone 3c im Wesentlichen konstant gehalten. Die Abkühlung in der Kühlzone 3c wird dabei dadurch unterstützt, dass die beim Aufheizen durch Kondensation aufgenommene Feuchte nun wieder verdampft wird. Mit dem Austritt aus der Kalibrier- und Aushärteeinheit 3 ist die entstandene Platte formstabil aber hinreichend flexibel bzw. elastisch. Der kontinuierliche Plattenstrang wird dann einer Trennvorrichtung z. B. Diagonalsäge zugeführt, mit der die vorgegebenen Plattenlängen abgetrennt werden. Beim An- oder Abfahren werden ggf. vorkommende lockere Teile in einem Auffangtrichter gesammelt und einem Container zugeführt. Stückige Abfälle werden nach der Diagonalsäge mechanisch ausgeschleust. Zusätzlich wird eine Vorbesäumung der Platten durchgeführt. Hierbei werden die Seitenstreifen zerspant und zusammen mit dem Sägestaub mittels Ventilator abgesaugt. Die abgelenkten und vorbesäumten Plattenabschnitte werden über eine Rollenbahn der Aufteilsäge zugeführt. Einzelheiten zu diesen nachgeordneten Bearbeitungsschritten sind nicht dargestellt.
Die Herstellung der Holzfasern kann in an sich bekannter Weise durch Zerfaserung aus Hackschnitzeln in einem Refiner unter Zugabe von Dampf erfolgen. Optional kann ein Brandschutzmittel und/oder ein Hydrophobierungsmittel (z. B. eine Wachsemulsion) zugegeben werden. Die zunächst erzeugten Holzfasern werden dann in üblicher Weise in einem Trockner getrocknet, und zwar vorzugsweise bis eine Restfeuchte von ca. 4 % bis 8 % erreicht wird.
Die Bikomponentenfasern werden z. B. auf die gewünschte Länge geschnitten als Ballen geliefert. Sie werden mit einem Ballenöffner mit Waage vereinzelt und dosiert und dann zusammen mit den Holzfasern der Mischanlage zugeführt.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Holzfaser-Dämmplatten,
wobei Holzfasern mit thermoplastischen Kunststofffasern als Bindemittel gemischt werden und daraus eine Fasermatte erzeugt wird,
wobei als Kunststofffasern Mehrkomponentenfasern verwendet werden, welche aus zumindest einer ersten und einer zweiten Kunststoff-Komponente mit unterschiedlichen Schmelzpunkten bestehen,
wobei die Fasermatte derart erwärmt wird, dass die zweite Komponente der Kunststofffasern erweicht und
wobei die Fasermatte dann unter Erzeugung der Dämmplatte abgekühlt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Fasermatte zur Erwärmung von einem Dampf oder einem Dampf- Luftgemisch durchströmt wird, welches einen vorgegebenen Taupunkt aufweist und dass Mehrkomponenten-Kunststofffasern als Bindemittel eingesetzt werden, deren erste Komponente einen Schmelzpunkt oberhalb des Taupunktes und deren zweite Komponente einen Schmelzpunkt unterhalb des Taupunktes aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf oder das Dampf-Luftgemisch einen Taupunkt TP = 100 °C aufweist und dass Mehrkomponenten-Kunststofffasern als Bindemittel verwendet werden, deren erste Komponente einen Schmelzpunkt T1 > 100 0C und deren zweite Komponente einen Schmelzpunkt T2 < 100 0C aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf oder vorzugsweise das Dampf-Luftgemisch einen Taupunkt TP = 95 0C aufweist, vorzugsweise 85 0C bis 95 0C, und dass Mehrkomponenten-Kunststofffasern verwendet werden, deren erste Komponente einen Schmelzpunkt T1 > 95 0C und deren zweite Komponente einen Schmelzpunkt T2 < 95 0C aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Dampf, z. B. innerhalb des Dampf-Luftgemisches, Wasserdampf verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte im Anschluss an die Erwärmung zur Abkühlung von Kühlluft mit einer Temperatur TK < 40 0C, vorzugsweise TK < 30 0C durchströmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte vor der Erwärmung auf im Wesentlichen die Solldichte der fertigen Platte verdichtet wird, vorzugsweise bei einer Temperatur von weniger als 40 0C.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Solldichte verdichtete Fasermatte während der Erwärmung und/oder der Kühlung nicht oder nicht nennenswert weiter verdichtet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte in einer Verdichtungs- und Kalibriereinheit erwärmt wird, in welcher die Fasermatte zwischen endlos umlaufenden Siebbändern hindurchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte in einer Bedampfungszone der Verdichtungs- und Kalibriereinheit erwärmt wird und dass sich an die Bedampfungszone eine Kühlzone zum Kühlen der Matte (unmittelbar) anschließt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte in einer der Bedampfungszone vorgeordneten Verdichtungszone der Verdichtungs- und Kalibriereinheit auf z. B. die Solldichte der fertigen Platte verdichtet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatte in einer der Verdichtungs- und Kalibriereinheit vorgeordneten (separaten) Vorpresse vorverdichtet und ggf. anschließend besäumt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil der Kunststofffasern bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasermatte 5 % bis 20 %, vorzugsweise 5 % bis 15 %, z. B. 7 % bis 12 % beträgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der fertigen Platte 30 bis 200 kg/m3, vorzugsweise 40 bis 100 kg/m3 beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mehrkomponenten-Kunststofffasern, z. B. Zweikomponenten-Fasern, mit einer Kern-Mantel-Struktur verwendet werden, wobei die erste Komponente den Kern und die zweite Komponente den Mantel bildet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mehrkomponenten-Kunststofffasern, z. B. Zweikomponenten-Fasern, mit einer Side-by-Side-Struktur verwendet werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzfasern eine Feuchte von 5 % bis 15 %, z. B. 6 % bis 12 % aufweisen.
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