Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten, wie Span- und Faserplatten, insbesondere Faserplatten aus Holz und anderen lignozellulosehaltigen Materialien nach dem Trockenverfahren, bei dem aus einer Streustation auf ein sich kontinuierlich bewegendes Formband eine mit Bindemittel versetzte Pressgutmatte gebildet wird, die nach Einführung zwischen die um einen oberen und unteren Rahmenteil umlaufend geführten Stahlbänder einer kontinuierlich arbeitenden Presse unter Anwendung von Druck und Wärme zu einem Plattenstrang oder einer endlosen Holzwerkstoffplatte ausgehärtet wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Holzwerkstoffplatten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten, insbesondere von Platten mit geschlossener Plattenoberfläche auf beiden Seiten im Dickenbereich von 1,5 - 6 mm im Trockenverfahren ist bekannt. Dazu wird eine aus einer Streustation gebildete Matte nach der Vorpressung und der Mattenbesäumung auf der Mattenoberseite mit Wasser besprüht Häufig wird auch das Formband, auf das die Matte gestreut, mit Wasser besprüht. Die lignozellulose Partikel haben eine Feuchte unter 15 %, in der Regel beträgt die Feuchte der Matte um die 9 %. Eine höhere Feuchte kann nicht eingestellt werden, da es sonst in der Heißpresse zu Platzern kommt. Die Platzer werden durch einen hohen Dampfdruck verursacht, welcher wiederum seine Ursache in der hohen Feuchte hat. Bei einer höheren Feuchte als 15 % müsste ein Sieb in der Heißpresse zum Entdampfen verwendet werden. Der damit verbundene Siebabdruck ist jedoch störend und muß abgeschliffen werden. Durch die Besprühung wird erreicht, dass in der Heißpresse eine geschlossene Plattenoberfläche hoher Dichte ausgebildet wird, wobei das Dichtemaximum nahe der Plattenoberfläche liegt- Das auf der Matte befindliche Wasser wird zum Teil von den lignozellulose Partikeln, welche sich in der äußersten Plattenschicht befinden, aufgenommen. Die gebundene Feuchte dieser Partikel erhöht sich. Durch die Feuchteerhöhung werden die Partikel beim Heißpressen nach der Erwärmung auf knapp über 100 °C sehr weich und fließen unter dem spezifischen Druck. Damit die lignozellulose Partikel nicht am besprühten Formband kleben bleiben, wird dem Sprühwasser Trennmittel zugegeben oder das Trennmittel wird direkt auf das Formband gesprüht. Durch das Trennmittel ist es möglich eine größere Menge an Wasser auf das Formband zu sprühen, ohne dass die Partikel am Formband kleben bleiben. Die Kosten des Trennmittels pro m2 produzierte Platte sind erheblich.
Der Klebstoffverbrauch beim Trockenverfahren ist wesentlich höher als im Halbtrocken- und Nassverfahren, da die Wasserstoffbrückenbindungen im Trockenverfahren nicht in der gleichen Weise genutzt werden können. Im Fall der Herstellung von Faserplatten mit einer Feuchte über 15 % und maximal 35 % - dem sogenannten Halbtrockenverfahren - wird die Matte auf einem Siebband in die Presse eingeführt. Die obere Mattenseite und zum Teil auch das Sieb wird zusätzlich noch mit Wasser besprüht, um eine geschlossene Plattenoberfläche zu erhalten- Ungeschliffene Faserplatten mit Dichten über 800 kg/m3 und Dicken unter 6 mm aus dem Halbtrocken- und dem Nassverfahren können auf der Plattenoberseite direkt lackiert werden, ohne dass eine sehr hohe Lackmenge pro m2 Platte notwendig ist_ Die Ursache für den geringen Lackverbrauch liegt in der geschlossenen Plattenoberfläche. Durch die geschlossene Plattenoberfläche wird auch die Verlaufeigenschaft des Lackes auf der Plattenoberfläche verbessert. Platten aus dem Halbtrocken- und dem Nassverfahren können jedoch nur in einer Dicke bis 6 mm maximal hergestellt werden und zeichnen sich neben der geschlossenen Oberfläche durch einen sehr niedrigen Klebstoffverbrauch aus.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung ist nun, ein Verfahren anzugeben und eine Anlage zu schaffen, mit dem Holzwerkstoffplatten mit geschlossener Oberfläche im Trockenverfahren produzierbar sind und mit diesem Verfahren das Halbtrocken- und das Nassverfahren der Faserplattenherstellung durch ein umweltfreundlicheres und kostengünstigeres Trockenverfahren mit geringem Klebmitteleinsatz zu ersetzen ist.
Die Lösung dieser Aufgabe für das Verfahren besteht darin, daß die Fasern mit einem aus überwiegend phenolische Komponenten enthaltenden Klebstoff in einem Blasrohr und/oder in einem Mischer beleimt, wobei die Dosierung unter 5% Festharz bezogen atro Holz beträgt, die Matte wird in die kontinuierlich arbeitende Presse eingeführt und am Anfang mit maximalem spezifischen Druck von 2,5 N/mm2 bis 5,5 N/mm2 verdichtet und zu einer Faserplatte mit beidseitig geschlossenen Oberflächen ausgehärtet und die Fertigplatten werden warm eingestapelt und einer Wärmebehandlung bei über 60 °C zugeführt.
Die Lösung für eine Anlage durch Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass nach der kontinuierlich arbeitenden Presse ein Wärmekanal oder eine beheizte Halle angeordnet ist
Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, dass in einer kontinuierlich arbeitenden Presse Platten mit beidseitig geschlossenen Oberflächen und geringem Klebstoffverbrauch produzierbar sind.
Als besonders günstig hinsichtlich des Klebstoffverbrauches hat sich eine Kombination von Blasrohrbeleimung und Mischerbeleimung herausgestellt. In der Blasrohrbeleimung und/oder im Mischer kann Formaldehyd - ein Vernetzer - den Holzpartikeln zugegeben werden, welches mit den gebildeten verklebbaren Substanzen Reaktionen eingeht und damit auch zur Klebstoffreduktion beiträgt. Überraschenderweise hat sich nun erwiesen, dass bei einer Beleimung der so hergestellten Fasern mit Phenol-Kondensationsklebstoff eine besonders niedrige Dosierung möglich ist. Durch die obigen Maßnahmen ist es somit gelungen die Dosierung von Kondensationsklebstoffen, die üblicherweise über 10 % Festharz bezogen auf atro Faserstoff beträgt, auf unter 5 % zu verringem.
Die Presszeit muss gegenüber dem herkömmlichen Trockenverfahren um mindestens 15 % aufgrund der längeren Aushärtezeit des Klebstoffes, der zeitaufwendigen Aktivierung der verklebbaren Substanzen und der längeren Entdampfung verlängert werden. Um eine große Verlängerung der Presszeit zu vermeiden, hat sich eine hohe Heizplattentemperatur zu Beginn der Heißpressung als günstig erwiesen. Bei der Heißpressung muß beachtet werden, dass der maximale spezifische Druck über 2,5 N/mm2 bevorzugt 5 N/mm2 möglichst schnell nach Mattenkontakt mit dem Stahlband der Heißpresse auf die Matte aufgebracht wird. Dadurch wird erreicht, dass die Fasern der Mattenoberfläche während des Durchlaufens eines optimalen Erweichungszustandes verdichtet werden, wodurch eine geschlossene Plattenoberfläche entsteht.
Durch dieses Verfahren können nun Platten mit sehr gut geschlossener Oberfläche auf der Oberseite und gut geschlossener Oberfläche auf der Unterseite produziert werden. Es ist es möglich, Platten zu produzieren, ohne dass Trennmittel auf das Formband aufgetragen wird, was die Produktionskosten der Anlage erheblich vermindert. Die Platten können sogar auf beiden Seiten direkt lackiert werden, ohne sie vorher schleifen zu müssen. Durch den hohen spezifischen Druck zu Beginn der Heißpressung von 2,5 bis 5 N/mm2 wird eine geschlossene Plattenoberfläche erreicht. Zusätzlich wird das Dichtemaximum durch die Befeuchtung um bis zu 150 kg/m3 erhöht und das Dichtemaximum liegt näher der Plattenoberfläche (geringere Presshaut). Durch das erhöhte Dichtemaximum werden die Biegeeigenschaften der Platte verbessert.
In der Zeichnung ist die Anlage zur Durchführung des Verfahrens in Seitenansicht dargestellt. Es besteht nun die Möglichkeit die Presslänge auf unter 15 m zu begrenzen. Durch die Verwendung einer sehr kurzen kontinuierliche Presse 5 unter 15 m Länge ist aufgrund der geringen Vorschubgeschwindigkeit unter 200 mm/s bei Platten 10 dicker als 10 mm und des Verzichts auf eine Breitenverstellung keine Vorpresse üblicher Art notwendig. Stattdessen wird bei der Produktion von Faserplatten 11 mit der Befeuchtungsapparatur 1, 3, 4 und 10 sehr leicht vorverdichtet und auch die obere Mattenhälfte befeuchtet. Die Vorverdichtung sollte bei Fasern auf etwa eine Dichte von 70 kg/m3, also etwa 30 % der ursprünglichen Schütthöhe erfolgen. Dafür ist nur ein spezifischer Druck von maximal 0,3 N/mm2 notwendig, wodurch die Vorverdichtungs- und Vorwärmapparatur 4 in kostengünstiger Leichtbauweise ausgeführt werden kann.
Durch diese Maßnahmen ist es möglich, zum einen dünne HDF-Platten und andererseits auch dicke MDF Platten zu produzieren, wobei der Investitionsbetrag für die Anlage im Vergleich zu einer herkömmlichen MDF-Anlage mit Vorpresse und Sternwender sehr niedrig ist. Der Pressfaktor sehr dünner Platten 11 ist bei langen Pressen durch die Begrenzung in der Vorschubgeschwindigkeit deutlich höher als bei kurzen Pressen. Bei langen kontinuierlich arbeitenden Pressen 6 ist der Vorschub durch die Endfertigung und durch die Gefahr von Ausbläsern im Presseneinlauf begrenzt.
Bei Zugabe des Phenolleims im Blasrohr muß berücksichtigt werden, dass Phenolleim im Gegensatz zu Aminoplastharzen am Ende des Blasrohrs (nicht dargestellt) kurz vor dem Trockner in das Rohr gedüst werden muß. Der Phenolleim führt zu Anbackungen an der Innenwand des Blasrohres, die nur mechanisch entfernt werden können. Bei Aminoplastleimen werden die Anbackungen durch Hydrolyse mit Zeit während des Betriebes abgebaut, ohne dass ein mechanisches Entfernen notwendig ist. Vorteilhaft für einen störungsfreien Betrieb hat sich auch erwiesen, dass kurz nach der Dosierung eine Weiche eingebaut wird, so dass die Möglichkeit besteht, ein Rohr zu reinigen und durch das andere den Faserstrom zu führen.
Die so hergestellten dunklen Platten müssen nach der Heißpressung thermisch nachbehandelt werden. Insbesondere werden die Platten durch einen Wärmekanal geführt oder in einer beheizten Halle warm eingestapelt. Durch die Wärmebehandlung der Faserplatten 11 bei Temperaturen zwischen 110 °C und 200 °C nach der kontinuierlichen Presse wird die Verklebung der einzelnen Fasern erhöht, wodurch die Biegeeigenschaften und die Quellwerte verbessert werden. Zur Durchführung der Wärmebehandlung werden die Faserplatten 11 warm eingestapelt oder als Paket durch einen Wärmekanal gezogen.
Die Vorrichtung zur Dampfeinbringung besteht jeweils aus einem Dampfkasten 5 und 10, an dem zur Mattenseite Öffnungen, zum Beispiel in Schlitzform, eingebracht sind. Die Dampfkästen 5 und 10 können zur Kondensatvermeidung zusätzlich beheizt werden oder es wird ein Kondensatabscheider angeschlossen. Die Dampfkästen 10 sind in das Siebband 9 direkt vor dem Einlauf der kontinuierlichen Presse 6 eingebaut. Der Dampfkasten 10 sollte so dicht wie möglich vor der kontinuierlich arbeitenden Presse 6 installiert werden, um eine Voraushärtung des Klebstoffes zu vermeiden. Wenn die Befeuchtung auch auf der Oberseite der Matte 8 erfolgen soll, muß ein oberer Dampfkasten 5 mit einem weiteren umlaufenden Siebband verwendet werden. Wenn zusätzlich noch die Anlage ohne Vorpresse ausgeführt wird, dann muß vor dem Dampfkasten 5 auf einer kurzen Strecke mit einer Vorverdichtungs- und Vorwärmeinrichtung 4 vorverdichtet werden. Dazu kann das Sieb über Rollen geführt werden.
Bezugszeichenliste: DP 1327EP