Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten im Nassverfahren

Beschreibung

[0001] Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten im Naßverfahren bekannt, bei dem Hackschnitzel unter Einwirkung von Wasserdampf bei einem Druck von 3 bis 8 bar aufgeweicht und dann zerfasert werden. Die Zerfaserung erfolgt bei einem heute meist angewendeten Defibrationsverfahren zwischen profilierten Mahlscheiben. Entsprechend den Anforderungen bei verschiedenen Produkten können die Fasern dann noch auf sogenannten Raffinatoren einer Nachmahlung unterzogen werden. Durch diese Aufschließungsprozesse wird die Faseroberfläche aktiviert, so daß bei einem Trocknen oder Pressen die holzeigenen Bindekräfte zusammen mit Wasser zur Abbindung gebracht werden. Es ist eine Aufschlämmung der Fasern in bis zu 98 % Wasser üblich. Der in der Formmaschine unter Wasserabscheidung erhaltene Faserkuchen wird schließlich zugeschnitten und wird für die Herstellung von Holzfaserdämmplatten in einem Trockenkanal getrocknet, wobei mit Temperaturen zwischen 160 und 220° C gearbeitet wird. Übliche nach diesem Verfahren erzeugte Holzfaserdämmplatten haben eine Dichte von 200 bis 600 kg/m3.

[0002] Für die Herstellung von Hartfaserplatten wird der zugeschnittene Faserkuchen unter hohem Druck bis 5 N/mm2 und Temperaturen bis 220° C gepreßt und dabei auf eine hohe Rohdichte bis 1100 kg/m3 verdichtet. Das verdichtete Material kann gleich weiterverarbeitet oder als Rohling verwendet werden, der durch thermische Nachbehandlung, Klimatisierung, Befeuchtung usw. fertigbehandelt wird, wobei auch Beschichtungen möglich sind. Die Nachbehandlung dient in erster Linie zur Erzielung einer optimalen Materialfeuchte und der Verhinderung einer nachträglichen Verformung.

[0003] Bei den bekannten Herstellungsverfahren wird ein verhältnismäßig großer Anteil an sogenannten Fein- und Störstoffen mit dem in der Formmaschine abgeschiedenen Siebwasser ausgetragen. Dies bedingt nicht nur einen Materialverlust bei der Plattenproduktion, sondern hat den noch entscheidenderen Nachteil, daß eine relativ aufwendige Klärung des auftretenden Abwassers notwendig wird, wobei der chemische Sauerstoffbedarf des Abwassers relativ hoch ist.

[0004] In ähnlicher Weise können Faserdämmplatten oder Hartfaserplatten auch aus anderen Rohmaterialien auf Zellulosebasis, z. B. aus Hanf oder Baumwolle, hergestellt werden.

[0005] Der beschriebene Produktionsablauf kann auf verschiedene Weise in den einzelnen Parametern variiert werden. Allgemein ausgedrückt betrifft die Erfindung daher ein Verfahren zur Herstellung von Naturfaserplatten im Naßverfahren, wobei das zerkleinerte, z. B. aus Hackschnitzeln bestehende Rohmaterial unter Einwirkung von Wasserdampf im Überdruck aufgeweicht und anschließend zerfasert werden, wonach die erhaltenen, in bis zu 99 % in Wasser aufgeschlämmten Fasern in einer Formmaschine unter Wasserabscheidung zu einem Faserkuchen geformt werden, aus dem nach Zuschnitt auf vorgegebene Größen entweder in einem Trockner, insbesondere einem Trocknerkanal Faserdämmplatten oder durch Pressung bei Hitzeeinwirkung Hartfaserplatten oder nach einer Vergütungs-Nachbehandlung z. B. durch Klimatisierung, Befeuchtung und bzw. oder Erhitzung zu verwendende Rohlinge für solche Hartfaserplatten gebildet werden.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung dieses Verfahrens, insbesondere hinsichtlich des Arbeits- und Energieaufwandes bei der Wasserabscheidung, bei der Verringerung der Materialverluste, bei der Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeiten und bei der Erzielung eines weniger verunreinigten Abwassers.

[0007] Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Aufschlämmung aus Fasern und Wasser vor der Formung in der Formmaschine mit Polyethylenoxid, vorzugsweise in wässeriger Lösung geimpft wird. Überraschend hat sich gezeigt, daß bereits geringe Dosierungen des zugegebenen Polyethylenoxids eine Fixierung von Fein- und Störstoffen an der Faseroberfläche bewirken, so daß sich ein wesentlich reineres Siebwasser gegenüber den bisherigen Verfahren ergibt, wodurch sich auch die Nachbehandlung des Abwassers vereinfacht und verbilligt. Bei Varianten des Verfahrens, insbesondere bei kleineren Chargen oder zur Änderung der Dosierung kann der Zusatz auch ganz oder teilweise in Pulverform erfolgen. Überdies kommt es zu einer wesentlichen Erhöhung der Entwässerungsleistung, also zu einem höheren Trockengehalt des Faserkuchens nach dem mechanischen Auspressen des Wassers. Dies bedingt in weiterer Folge eine Verringerung des Energiebedarfes für das Trocknen im Trockenkanal bzw. für die Einhaltung der Arbeitstemperatur bei den Pressen für die Hartfaserplatten. Durch die Verwendung des Polyethylenoxides in geringe Mengen, wie dies durch den Ausdruck "Impfung" verdeutlicht wurde, kommt es keinesfalls zu einer Verschlechterung der Produkteigenschaften.

[0008] Was unter geringen Mengen zu verstehen ist, zeigt ein Ausführungsbeispiel, nach dem die Dosierung des in wässeriger Lösung unter 0,5 %, meist insbesondere unter 0,08 % beigegebenen Polyethylenoxides mit 50 bis 200 g, vorzugsweise 150 g festes Polyethylenoxid pro Tonne Holzfasern gewählt wird. Die Dosierung kann im jeweiligen Anwendungsfall nach empirischen Erfahrungswerten nach oben oder unten variiert werden.

[0009] Ein bisher bereits zur Qualitätsverbesserung und Beschleunigung des Verfahrensablaufes bereits eingesetztes Material, nämlich Polyacrylamid, kann in entsprechender Mischung, z. B. im Verhältnis 3:2, mit dem erfindungsgemäß verwendeten Polyethylenoxid eingesetzt werden. Die Gesamtmenge beträgt dann vorzugsweise wieder 50-200 g/t.

[0010] Weitere Additive können ebenfalls zur Qualitätsverbesserung bzw. - bestimmung eingesetzt werden. Solche Additive sind z. B. Kolophonium (in einer Menge von z. B. 2 kg/t), Phenolformaldehydharze, Polyvinylacetate, Polyelektrolyte, z. B. Polyamin, PolyDADMAC, Bitumen oder Kohlendioxid.

Ausführungsbeispiele:

Beispiel 1:

[0011] In einer Holzfaserplattenfabrik wurden Holzfaserdämmplatten mit einer Dichte von 80 bis 600 kg/m3 hergestellt, wobei die Produktionsmenge 1,3 t/h betrug. Die Produktion erfolgte im wesentlichen nach dem eingangs beschriebenen, aber durch die erfindungsgemäße Maßnahme modifizierten Verfahren. Am Überlaufkasten der Formmaschine schwankte der pH-Wert der aufgeschlämmten Fasern zwischen 3,9 und 5,5. Hier wurde Polyethylenoxid in 0,08 %iger Lösung mit Nachverdünnung in einer Menge von 300 l/h zugesetzt. Dies entspricht einer Dosierung von 150 g Polyethylenoxid pro Tonne Holzfaser. Überdies wurden abhängig von der Holzsorte verschiedene Zusätze wie Paraffin und Alaun beigegeben.

[0012] Nach einer Durchführung der Produktion im Versuch über 3 Tage wurden am letzten Tag folgende Pararmeter gemessen und mit jenen gegenübergestellt, die vorher bei der gleichen Produktion, aber ohne die erfindungsgemäßen Zusätze festgestellt wurden.

	ohne PEO	mit PEO 150g/t	Verbesserung
Feinstoffe >8µm im Siebwasser	174 mg/l	104 mg/l	40 %
Chemischer Sauerstoffbedarf des Abwassers zur kommunalen Kläranlage	6540 mg/l	3360 mg/l	49 %
Trockengehalt des Faserkuchen vor dem Trockenkanal	39 %	43 % bei einer Produktion von 1,3 t/h	10 %
Produktionsmenge	1,3 t/h	1,42 t/h	9 %

Beispiel 2:

[0013] In einer Holzfaserplattenfabrik wurden Holzfaserdämmplatten mit einer Dichte von 200 bis 300 kg/m3 hergestellt, wobei die Produktionsmenge ca. 28000 m²/d betrug. Die Produktion erfolgte im wesentlichen nach dem eingangs beschriebenen, aber durch die erfindungsgemäße Maßnahme modifizierten Verfahren. Am Überlaufkasten der Formmaschine schwankte der pH-Wert der aufgeschlämmten Fasern zwischen 4,3 und 4,5. Hier wurde Polyethylenoxid in 0,3 %iger Lösung ohne Nachverdünnung in einer Menge von 110 l/h zugesetzt. Dies entspricht einer Dosierung von 65 g Polyethylenoxid pro Tonne Holzfaser. Überdies wurden abhängig von der Holzsorte verschiedene Zusätze wie Bitumen, Alaun und Kolophonium beigegeben.

[0014] Nach einer Durchführung der Produktion im Versuch wurden am 2 Tag folgende Pararmeter gemessen und mit jenen gegenübergestellt, die vorher bei der gleichen Produktion, aber ohne die erfindungsgemäßen Zusätze festgestellt wurden.

	ohne PEO	mit PEO	Verbesserung
Chemischer Sauerstoffbedarf des Kreislaufwassers	114 g/l	59 g/l	48 %
Produktionsmenge	28385 m2/d	38707 m2/d	36 %
Plattendichte	313 kg/m3	272 kg/m3	13 %
Biegefestigkeit	2,20 Mpa	2,60 Mpa	18 %

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Naturfaserplatten im Naßverfahren, wobei das zerkleinerte, z. B. aus Hackschnitzeln bestehende Rohmaterial unter Einwirkung von Wasserdampf im Überdruck aufgeweicht und anschließend zerfasert werden, wonach die erhaltenen, in bis zu 99 % in Wasser aufgeschlämmten Fasern in einer Formmaschine unter Wasserabscheidung zu einem Faserkuchen geformt werden, aus dem nach Zuschnitt auf vorgegebene Größen entweder in einem Trockner, insbesondere einem Trocknerkanal Faserdämmplatten, durch Pressung bei Hitzeeinwirkung Hartfaserplatten oder nach einer Vergütungs-Nachbehandlung z. B. durch Klimatisierung, Befeuchtung und bzw. oder Erhitzung zu verwendende Rohlinge für solche Hartfaserplatten gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung aus Fasern und Wasser vor der Formung in der Formmaschine mit Polyethylenoxid vorzugsweise in wässeriger Lösung geimpft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung des in wässeriger Lösung unter 0,5 %, meist insbesondere unter 0,08 % beigegebenen Polyethylenoxides mit 50 bis 200 g, vorzugsweise 150 g festes Polyethylenoxid pro Tonne Holzfasern gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenoxid in Mischung mit Polyacrylamid eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der wässrigen Lösung Kreislaufwasser, bei einer Temperatur zwischen 30° C und 70° C eingesetzt wird.