Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Streuung einer Pressgutmatte im Zuge der Herstellung von Leichtwerkstoffplatten nach Patentanspruch 1.
Derartige Verfahren zur Streuung einer Pressgutmatte sind beispielsweise aus der
Die Herstellung von Spanplatten mit Leichtfüllstoffen in der oder den mittleren Schichten ist grundsätzlich aus der Offenbarung der
Die Füllstoffe sind entweder mit Bindemitteln wie Kondensationsharze UF; MUF, MUPF, MF, LPF oder MDI beleimt oder werden auch unbeleimt verwendet. Als Füllstoffe können Kunststoffe wie aufgeschäumtes Polystyrol oder in der Heißpresse expandierendes Polystyrol, Kork, Getreidemodifkationen, sowie in den Eigenschaften ähnliche Materialien eingesetzt werden. Die Füllstoffe weisen, sofern sie in der Heißpresse nicht aufschäumen, eine niedrigere Schüttdichte als Holzspäne bzw. Holzschnitzel, also geringer 50 kg/m3, auf. Die Füllstoffmenge variiert zwischen 5 - 50 % Gewichtsanteil an der Mittelschicht, wobei bevorzugt der Anteil nur 10 - 20 % beträgt, da die Kosten der Füllstoffe derzeit noch höher liegen als für die Holzmaterialien.
Aus diesem Hauptgrund und auch aufgrund der schlechteren Recyclingfähigkeit haben sich somit Leichtwerkstoffplatten mit auf Erdöl basierenden Kunststoffen nicht durchsetzen können. Es wurde vordringlich versucht mit natürlichen Füllstoffen zu arbeiten. Seit der Einführung der kontinuierlichen Werkstoffplattenherstellung auf modernen Doppelbandpressen sind überall auf der Welt derartige Produktionsanlagen entstanden. Neben dem größten Verbraucher für Naturholz, den Papiermaschinen, benötigen auch diese Anlagen eine große Menge an natürlichem Holz. Die Beschaffung der Ressourcen gestaltet sich zunehmend schwierig und lässt den Holzpreis seit einigen Jahren kontinuierlich steigen. Bei einer fortschreitenden Entwicklung dieses Anstiegs bleibt es abzuwarten, ab wann ein ähnlicher Preis für die Füllstoffe erreicht wird. Zudem entwickelt sich auch die Recyclingindustrie kontinuierlich fort und bereits jetzt können verschiedene Compoundwerkstoffe bereits umweltverträglich aufgespalten und einer Wiederverwertung zugeführt werden.
Bei der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten, vorzugsweise von orientiert gestreuten Spanplatten (OSB), aus lignozellulosehaltigem Material, ist die Dichteverteilung innerhalb der aus dem beleimten Grundmaterial zu streuenden Pressgutmatte ein entscheidendes Kriterium für die Güte der Werkstoffplatten und deren Anwendbarkeit. Denn unterschiedliche Dichteverteilungen innerhalb einer gestreuten und zu verpressenden Matte bringen Störgrößen in den bereits von Grund auf sehr komplexen Produktionsprozess und verringern die Festigkeitswerte des Endproduktes. Es gibt in der Streutechnik verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Längs- und Querorientieren von Spänen oder Schnitzeln, den so genannten Strands mit Längen von 30 - 300 mm, Breiten von 5 - 40 mm und Dicken von 0,2 - 2 mm. Dabei hat sich im Wesentlichen durchgesetzt, dass die Schnitzel aus einem Streubunker ausgetragen werden, nach unten fallen und dann mittels eines Längsorientier-Streukopfes längs und eines Querorientier- Streukopfes quer zur Produktionsrichtung gestreut werden. Der Längsorientier-Streukopf wird im Wesentlichen nach der in der
Bei der gängigen Herstellung von orientiert gestreuten Platten (OSB) werden üblicherweise die Deckschichten quer zur Längserstreckung des Formbandes bzw. zur Produktionsrichtung gestreut und weisen relativ zur Höhe des Produktes eine geringe Dicke aus. In den Mittelschichten einer Pressgutmatte werden dabei die Schnitzel längsorientiert abgelegt und vorzugsweise, wegen hoher Durchsatzleistungen, aus zumindest zwei Streumaschinen hergestellt. Mit heute gängigen Streuvorrichtungen wird eine Flächengewichtsverteilung längs und quer von ± 5 % bei 18 mm dicken Werkstoffplatten gemessen an Proben des Endproduktes mit Abmessungen von 150 mm x 150 mm erreicht. Die Güte der Flächengewichtsverteilung hängt auch von der Zusammensetzung des Streugutes ab. Enthält das Streugut viel Material unterschiedlicher Größe, ergeben sich aufgrund der Maschinenvibrationen im Materialfluss bis zu den Streugutbunkern über einem Streukopf Materialansammlungen gleicher Größe oder Dichte. Gerade bei Produktionsunterbrechungen führt das dazu, dass Material in einem Streubunker bzw. Silo sowohl über der Breite als auch der Länge häufig in Form von Anhäufungen (Nestern) vor, also abgegrenzten Bereichen mit höherem Anteil an gleichartigem Material. Besonders hohe Schüttdichte- oder Dichteunterschieden und/oder unterschiedlichem Fließverhalten von Mischmaterial, beispielsweise von Späne/Schnitzeln gegenüber zugegebenen Füllstoffen, ergeben sich gehäufte Materialansammlungen gleichen Materials.
Grundsätzlich hat man versucht, diesen Missstand zu beheben, in dem man bei der Herstellung von Leichtwerkstoffplatten, die Mittelschicht besteht dabei zu einem gewissen Anteil aus Spänen/Schnitzeln und einem Füllstoff aus Kunststoff, ähnlich oder gleich große Füllstoffpartikel einer pneumatischen Transportlinie zuführt, die in einem Mischer mit einer Beleimvorrichtung führt. Dabei werden die unterschiedlichen Stoffe (Späne/Schnitzeln und Füllstoffe) vermischt, beleimt und einem Silo oder Bunker herkömmlicher Bauart zugeführt. Wenn diese Bereiche ausgetragen werden entstehen Teilbereiche in der Platte mit höherer Dichte und anderer Struktur, also einem separiertem oder zumindest teilsepariertem Plattenaufbau.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur großindustriellen Fertigung von mehrschichtigen Leichtwerkstoffplatten, vorzugsweise OSB, mit einer Mittelschicht aus Spänen und/oder Schnitzeln zusammen mit Füllstoffen, vorzugsweise aus Kunststoffen, derart herzustellen, dass in einer zu verpressende Pressgutmatte nur geringe Flächengewichtsabweichungen vorhanden sind und unerwünschte Eigenschaftsschwankungen vermieden werden.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Hauptanspruch 1 dadurch gelöst, dass während der Erstellung der
Pressgutmatte auf einem endlosen Formband die Mittelschicht zwischen zwei Deckschichtstreuungen auf einem endlosen Formband hergestellt wird, indem die Mittelschicht aus Spänen und/oder Schnitzel und einem Anteil an zudosierten Füllstoffen besteht, wobei die Füllstoffe oberhalb des Streukopfes für die Mittelschicht einem aus einem Streugutbunker fallenden Materialstrom aus Spänen und/oder Schnitzel zugeführt oder direkt in den Streukopf eingeführt werden und wobei die Späne und/oder die Schnitzel und die Füllstoffe im Streukopf gleichmäßig vermischt werden und diese Mischung unter Herstellung eines vorgegebenen gleichmäßigen Dichteprofils aus dem Streukopf ausgetragen wird.
Durch die Erfindung wird die Flächengewichtsverteilung der Kombination sowohl in Produktionsrichtung als auch quer zur Produktionsrichtung verbessert. So genannte Nester von Füllstoffen oder ungleichmäßige Schüttungen können sich im Streugutbunker nicht mehr bilden, da nur gleiche Materialien pro Schüttgutbunker ausgetragen werden und erst vor oder in dem Streukopf vermischt werden. Die Schwankung der Schüttdichte ist somit in den einzelnen Streubunkern sehr gering. Die Bunkerart, der Bunkeraufbau, die Austragswalzen und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Austragswalzen können an die jeweilige verwendete Materialart der Füllstoffe angepasst werden, wodurch der Austrag aus dem Bunker viel gleichmäßiger erfolgt und damit Flächengewichts-Schwankungen sowohl längs als auch quer zur Produktionsrichtung vermindert werden.
Die Mittelschicht soll grundsätzlich einen unseparierten Aufbau aufweisen, um eine Werkstoffplatte mit hoher Festigkeit an den zu bearbeiteten Plattenschmalflächen zu erzielen, wodurch der Einsatz als Nut- und Federplatte erleichtert wird. Wird zur Streuung das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, werden vor oder im Streukopf die Späne/Schnitzel und der Füllstoff vermischt, so dass eine Werkstoffplatte mit unseparierter orientierter Mittelschicht entsteht, die zum Beispiel auch für die Nut- und Federproduktion einsetzbar ist und dennoch eine hohe Biegefestigkeit quer zur Orientierung der Deckschicht aufweist.
Mit dem Verfahren können so genannte Leichtwerkstoffplatten mit vorgegebenem Füllstoffanteil in der Mittelschicht hergestellt werden, die aus Spänen bzw. Schnitzeln und Füllstoffen bestehen. Diese Leichtwerkstoffplatten kann also teilweise aus einem kostengünstigeren Rohmaterial produziert werden, wobei sie aber die Eigenschaften einer herkömmlichen OSB-Platte aufweist.
Es hat sich nämlich herausgestellt, dass durch die gezielte Zudosierung von Füllstoffen je nach Plattendichte und -dicke die Eigenschaft der so hergestellten Leichtwerkstoffplatten im Vergleich zur reinen OSB-Platte nicht vermindert wird. Mit dem gezielten Zudosieren von Füllstoffen können also eine leichtere Werkstoffplatte mit den geforderten Biegefestigkeiten und auch für die Nut- und Feder-Verwendung erzeugt werden.
Dieses Züchten der Platteneigenschaften wird zusätzlich noch unterstützt, indem die Füllstoffe und die Späne/Schnitzel separat beleimt werden, wobei unterschiedliche Klebstofftypen, Klebstoffmengen, Emulsionsmengen und Härtermengen eingesetzt werden können. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar einfach nur den Anteil an Bindemittel auf Seiten der Späne/Schnitzelfraktion zu erhöhen.
Die Dosierung des Verhältnisses von Füllstoff und Späne/Schnitzel für die jeweilige Schicht kann auf verschiedene Weise erfolgen. Der Füllstoff kann aus einem Bunker ausgetragen werden, der nach dem Austrag und vor dem Abwerfen mit einer Flächengewichtswaage ausgestattet ist
(Streudosierbunker). Da nach dem Streukopf häufig eine Flächengewichtswaage angeordnet ist, kann berechnet werden, wie hoch der Anteil an Füllstoff für die gestreute Schicht ist. Die Bodenbandgeschwindigkeit des Füllstoffbunkers kann aber auch in Abhängigkeit der Bodenbandgeschwindigkeit des Späne/Schnitzelbunkers eingestellt werden, so dass das Verhältnis bei konstanter Schüttdichte in beiden Bunkern mit sich änderndem Durchsatz ebenfalls konstant bleibt. Als weitere Möglichkeit der Dosierung kann sowohl der Füllstoffbunker als auch der Späne- bzw. Schnitzelbunker als Streudosierbunker ausgeführt werden. Schließlich kann der gesamte Streubunker gewogen werden und der Füllstand ermittelt werden, wodurch die Schüttdichte im jeweiligen Bunker ermittelt wird und damit gravimetrisch dosiert ausgetragen werden kann. Als weitere Möglichkeit können in einem Teil des Bunkers zum Beispiel auf einen Meter Länge unter dem Bodenband Waagen angeordnet werden, die ebenfalls zur Schüttdichteermittlung und der Dosierung dienen können.
Zur genauen Positionierung des Materialstromes auf die Auflösewalzen sollten quer zur Förderrichtung auf beiden Seiten Materialaufgabeklappen vorgesehen werden. Es ist aber auch denkbar, dass zwischen den Materialaufgabeklappen zusätzliche Vermischvorrichtungen angeordnet sind, um das aus den Streugutbunkern austretende Streugut nochmals aktiv zu durchmischen, bevor es auf die herkömmlichen Auflösewalzen im Streukopf trifft.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Füllstoffe eine Kugelform mit einem Durchmesser von 0,5 - 5 mm auf. Aufgrund der unterschiedlichen Größen ergeben sich auch unterschiedliche Schüttdichten und erfordern unterschiedliche Austragsformen für den Füllstoffbunker. Dementsprechend sind prinzipiell drei verschiedene Methoden der Dosierung der Füllstoffe je nach Kugelform und Schüttkegeleigenschaften (Schüttdichte) zu wählen.
Der Streukopf kann ein herkömmlicher Spanstreukopf (unorientierte Streuung) sein oder ein Streukopf für Schnitzel, der die Schnitzel quer orientiert zur Produktionsrichtung, also auf die erste Deckschicht ablegt. In dem Streukopf selber findet während des Herabfallens keine Entmischung von Füllstoff und Spänen und/oder Schnitzeln statt, da der Strom von Spänen und/oder Schnitzeln und Füllstoff kontinuierlich nach unten fällt und dabei nicht separiert wird.
In einer vorteilhaften Weise werden die gestreute Schichten bei einer Breitenverstellung der herzustellenden Pressgutmatte unmittelbar nach der Streuung von dem Formband seitlich abgekämmt und können bei unterschiedlicher Materialgröße mit einem Sieb wieder in Späne und/oder Schnitzel und Füllstoffe getrennt und den Streubunkern zugeführt werden. Auch ist bei ähnlicher Größe der verwendeten Materialien eine Trennung durch pneumatische Filtration möglich, da die Füllstoffe in der Regel eine geringere Dichte aufweisen als die Späne und/oder Schnitzel.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
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