DE3930840A1 - Flach-strangpressverfahren zur herstellung von anorganisch oder organisch gebundenen holzwerkstoffen, insbes. mehrschichtiger platten - Google Patents

Description

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

Kontinuierliche Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Werkstoffen aus cellulosehaltigen und/oder lignocellulo­ sehaltigen Stoffen unter Zugabe von Bindemitteln sind be­ kannt. 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. Siempelkamp-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 kontinuier­ lich. Die zur Herstellung mehrschichtiger Platten erforder­ lichen Streu- und Mischstationen sind hintereinander ange­ ordnet. Im Anschluß an die Verdichtung muß bei Gipsbindemit­ teln die Platte solange in der Kalibrierpresse verbleiben, bis die Hydratation weitgehend abgeschlossen ist. Aufgrund spezifischer Hydratationsverhältnisse bei Gipsbindemitteln beginnt die Hydratation mit Zugabe des Hydratationswassers. Zwischen dem Hydratationsbeginn und der gesamten Hydrata­ tionszeit bestehen enge Zusammenhänge. Sie gestalten sich ungefähr so, daß die gesamte Hydratationszeit dreimal so lange ist, wie die Zeit bis zum Versteifungsbeginn. Daraus folgt, daß ein schnelleres Einsetzen der Hydratation, auch eine kürzere Hydratationsdauer bedeutet. Die Länge einer zur Dimensionserhaltung der abbindenden Platten erforderlichen Halteeinheit, d. h. einer Kalibrierpresse ergibt sich also aus der Gesamthydratationsdauer und steht in einem unmittel­ baren Zusammenhang mit dem Hydratationsbeginn. Je früher der Hydratationsbeginn einsetzen kann, desto kürzer kann die Kalibrierpresse ausgeführt werden, bzw. desto höher kann die Vorschubgeschwindigkeit gewählt werden. Bei hintereinander angeordneten Streustationen sind dem schnellen Hydratations­ beginn aus Konstruktionsgründen Schranken gesetzt, d. h. die Hydratation beginnt später, und die Gesamthydratation dauert länger und die Kalibriereinheit muß auch länger ausgeführt werden. Die gewöhnlichen Pressenlängen würden etwa 50 m be­ tragen. Dies ist nachteilig.

Neben diesen kontinuierlichen Flachpreßverfahren sind auch Strangpreßverfahren bekannt, bei denen der Preßdruck paral­ lel zur Plattenebene in der Weise ausgeübt wird, daß die Holzspäne kontinuierlich durch einen beheizten Strang oder Kanal mit rechteckigem oder anders geformtem Querschnitt gepreßt werden und dabei die Holzspanplatte entsteht. Dieses Verfahren ist ein sogenanntes Okalverfahren. Bei diesem Ver­ fahren werden die Späne dosiert in einen senkrechten Preß­ kanal 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 damit erreichte Festigkeit erlaubt es, daß der Abbindungs­ prozeß nicht bis zur Mitte der Platte vorzuschreiten braucht. Die sich an der Plattenoberfläche speichernde Wär­ memenge reicht aus, um die Abbindung der Platte bis zum Plattenkern nach Verlassen der Presse zu bewirken. Bei die­ sem 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 Okal­ verfahren hergestellten Platten senkrecht zur Plattenebene verläuft, was geringe Biegefestigkeiten der hergestellten Platten nach sich zieht. Dies ist sehr nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Ein­ richtung 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 wie­ der.

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 Hydratation für alle Schichten zeitgleich einsetzen kann. Bei anorga­ nischen Bindemitteln, inbesondere bei Gips, beginnt die Hy­ dratation mit der Zugabe des Hydratationswassers. Wenn die Hydratation nach Zugabe von allen erforderlichen Gemengen, z. B. bei Herstellung von mehrschichtigen Platten verschie­ dener Bestandteile, schnell einsetzt, so ist sie auch schneller abgeschlossen. Dieser Verlauf des Hydratations­ prozesses hat direkte Auswirkungen auf die Prozeßführung: Entweder kann die anschließende Kalibrierpresse wesentlich kürzer ausgeführt werden oder die Vorschubgeschwindigkeit höher gewählt werden. Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Verfahrens ist sehr hoch. Die hohe Biegefestigkeit der her­ gestellten 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 ver­ dichtet. Die Verdichtung ist für die Spanorientierung we­ sentlich. Zusatzlich können die Späne/Fasern durch eine Vor­ verdichtung in der Plattenebene vororientiert werden. Die Orientierung bleibt um so stärker erhalten, je höher der Zusammenhalt des Gemenges ausgeprägt ist und je kleiner die Fallhöhe gewählt werden kann. Durch die anschließende Ver­ dichtung über die Plattenebene wird die Ausrichtung der Späne in Plattenebene wesentlich unterstützt, da die ein­ zelnen Späne dem Preßdruck den geringsten Widerstand entge­ genzusetzen versuchen. Durch diese Spanorientierung wird eine hohe Biegefestigkeit rechtwinklig zur Plattenebene er­ reicht. An den konisch zulaufenden Schachtabschnitt schließt sich ein Abschnitt an, bei dem die Preßbänder parallel zu­ einander verlaufen und einen Abstand zueinander aufweisen, der der Dicke des fertigen Plattenstranges entspricht. Die Aushärtung des Vlieses erfolgt in der anschließenden Kali­ brierpresse.

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 Abschnitt einen konischen Verlauf zueinander aufwei­ sen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Winkel­ verstellung der Preßbänder bei einer waagerechten Führung des zweiten Abschnittes wesentlich einfacher durchzuführen ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Ver­ fahrens können mehrschichtige Platten hergestellt werden. Dies erfolgt durch gleichzeitige Zugabe von verschiedenen oder gleichen Komponenten in den senkrechten Schacht. Eine Egalisierung des Vlieses unterstützt die günstige Spanorien­ tierung in der fertigen Platte nachhaltig.

Vorteilhaft ist ebenfalls, daß nicht nur plattenartige Werk­ stoffe hergestellt werden können, sondern auch Werkstoffe mit räumlicher Formgebung. Dieses kann z. B. durch den Ein­ satz eines unterteilten Preßplattenbandes, welches segment­ weise verstellbar ist, geschehen. Der Vorgang kann wirksam durch die Schüttung des Vlieses 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 Wärmeabfuhreinrich­ tungen 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 Preß­ platten 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 Ein­ richtung 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 Ver­ dichtung mit dem Vlies einlaufen. Ebenso ist das Aufbringen einer Beschichtung vor der Kalibrierpresse möglich, diese liefert dann auch den 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 Durchfal­ len des Gemenges zu verhindern. Mit zunehmender Plattenver­ festigung kann dieser Stempel gänzlich abgesenkt werden.

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

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

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

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Span-/Faserorien­ tierung während des Preßvorganges und in der ferti­ gen 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 Decksch­ ichten, in dem Intensivmischer 6 für die Mittelschicht er­ zeugt. 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 koni­ schen Schacht eingestreut, wobei durch die Lage der Abwurf­ bänder 10, 11, 12 (die Pfeile geben die Bewegungsrichtung der Abwurfbänder an) die jeweiligen Schichten gebildet wer­ den. Die umlaufenden Preßbänder 13 und 14, die um die Rollen 15 angeordnet 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 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 Hydratation 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. Ab­ wurfband 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 anschließen­ dem Bereich über zwei Rollen 15 geführt sind, so daß sie eine Fläche für die Streuung des Vlieses bilden. Diese Bau­ weise eignet sich besonders zur Herstellung von mehrschich­ tigen Platten, insbesondere dann, wenn zusätzlich noch ein Abwurfband 17 vorgesehen ist, mittels welchen eine Dritte, in die Mitte des Schachtes B gestreute, Komponente des Gemen­ ges eingegeben werden kann.

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

Der Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens besteht darin, daß sich durch die parallele Anordnung der Misch- und Streu­ aggregate 1 Bindemittel mit sehr kurzen Hydratationszeiten verarbeiten lassen, so daß die Baulänge einer Kalibrierpres­ se 3 erheblich vermindert werden kann. Exemplarisch sei hier ein Abschätzung der erforderlichen Länge einer Kalibrier­ strecke bei einer Preßbandgeschwindigkeit von 5 m/min ange­ führt. Für den Misch- und Streuvorgang werden 70 sec veran­ schlagt. Bei einer Pressenhöhe von 3 m und einer Länge von 2 m beträgt die Durchlaufzeit 60 sec. Die Summe der beiden Zei­ ten ergibt den Zeitpunkt, zu dem die Hydratation frühestens einsetzen darf (H_B = Hydratationsbeginn = 130 sec). Nach bisherigen Erkenntnissen beträgt die gesamte Hydrata­ tionszeit etwa das zwei- bis dreifache von H_B in diesem Fall also 390 sec. Die Kalibrierzeit beträgt somit 260 sec (390% 130 = 260) Die Kalibrierpresse müßte somit bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 5 m pro min etwa 22 m betragen. Im Vergleich zu den üblichen Kalibrierpressen, deren Länge etwa 50 m beträgt, bedeutet dies bei gleicher Kapazität eine er­ hebliche Reduzierung der Baulänge. Die Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage ist erheblich.

Claims (17)

1. Flach-Strangpreßverfahren zur Herstellung von mit anor­ ganisch oder organisch gebundenen Holzwerkstoffen, ins­ besondere mehrschichtiger Platten, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Zeitgleiche Eingabe der Gemenge durch Misch- und Streuvorrichtungen (1) in einen senkrechten, konisch zulaufenden, durch umlaufende Preßbänder (13, 14) gebildeten Schacht (A, B)
• - Verdichtung des Gemenges durch die konische Ausbil­ dung des Schachtes (B) und anschließendes Durchlau­ fen einer Strecke (C) in der die Preßbänder parallel zueinander angeordnet sind und einen Abstand, der der Dicke des fertigen Plattenstranges entspricht, aufweisen
• Aushärtung des Gemenges in der nachfolgenden Kali­ brierstrecke (3)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch zeitgleiche Streuung von verschiedenen oder glei­ chen Komponenten mehrschichtige Platten herstellbar sind.

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

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

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies ent­ sprechend der gewünschten Form geschüttet wird.

6. Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von orga­ nisch oder anorganisch gebundenen Holzwerkstoffen mit einer Streu- und Mischvorrichtung und mit umlaufenden Preßbändern im Bereich der Presse, dadurch gekennzeich­ net, daß die Misch- und Streuvorrichtungen (1) so ange­ ordnet sind (vorzugsweise parallel oder übereinander), daß eine zeitgleiche Streuung der erforderlichen Gemenge gewährleistet ist, und daß die Einrichtung einen ersten Abschnitt (A) aufweist, in dem die Preßbänder senkrecht angeordnet sind und geneigt zueinander verlaufen unter Bildung eines konischen, sich in Laufrichtung der Presse verjüngenden Schachtes (B), in dem die Verdichtung des eingegebenen Gemisches erfolgt und einen zweiten Ab­ schnitt (C), in dem die Preßbänder (13, 14), etwa ab Versteifungsbeginn des Gemisches parallel zueinander verlaufen und ihr Abstand der geforderten Plattendicke entspricht, und daß an diese Abschnitte unmittelbar oder mit einer Übergangszone sich eine Kalibriervorrichtung (3) anschließt.

7. Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von orga­ nisch oder anorganisch gebundenen Holzwerkstoffen mit einer Streu- und Mischvorrichtung und mit umlaufenden Preßbändern im Bereich der Presse, dadurch gekennzeich­ net, daß die Misch- und Streuvorrichtungen (1) so ange­ ordnet sind (vorzugsweise parallel oder übereinander), daß eine zeitgleiche Streuung der erforderlichen Gemenge gewährleistet ist, und daß die Einrichtung einen ersten Abschnitt aufweist, in dem die Preßbänder (13, 14) senk­ recht angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen und einen zweiten Abschnitt, in dem die Preßbänder (13, 14) einen konischen Verlauf zueinander aufweisen und der Abstand der Preßbänder (13, 14) am Ende dieses Abschnit­ tes der geforderten Plattendicke entspricht, und daß an diese Abschnitte unmittelbar oder mit einer Übergangs­ zone sich eine Kalibriervorrichtung (3) anschließt.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Neigungswinkel und Abstand der Preßbänder (13, 14) zueinander verstellbar ist.

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

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbänder (13, 14) über Rollen (15) geführt sind.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Einrichtungsansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Preßbänder (13, 14), Preßplatten einge­ setzt werden können.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Preß­ bänder (13, 14) alternierend umlaufen.

13. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Herstellung mehrschichtiger Platten, die Streuvorrichtung Materialführungselemente wie Rutschen, Trichter oder dergleichen aufweist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abwerfens des Gemenges in den Schacht (A, B) die Abwurfvorrichtungen (10, 11, 12) um dessen Mittellinie pendeln.

15. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbänder (13, 14) so ausgebildet sind, daß die Streu­ ung auf diese und nicht direkt in den Schacht erfolgt.

16. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 6 bis 15, 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 Span­ orientierung in den Schacht (B) eingebracht werden.

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