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Title:
METHOD FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF FIBER PLATES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/094522
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the continuos production of fiber plates consisting of plate materials comprising fibers stuck together by a binding agent and hardened under pressure and heat in a double-band press (100), wherein the fibers provided with the binding agent are dispersed in an inlet (60) of the double-band press on a horizontal trunk of a conveyor belt to form a bulk material (4') and are hardened under pressure and heat in a pressing path (3) located between the upper trunk (2') and the lower trunk (1') synchronously running in the same direction of advancement (16) of the double-band press (100) so as to form a web (4) from the plate material. Method parameters such as fiber mat humidity, fiber mat temperature, type of adhesive used and/or gluing factors are set, controlled or regulated in the inlet (60) depending on the method parameters of the pressing process such as press speed, heating temperature, cooling temperature, etc. with the purpose of achieving a target production speed and residual humidity in the plate material after it has left the pressing path (3).

Inventors:
BECK PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/005220
Publication Date:
November 28, 2002
Filing Date:
May 13, 2002
Export Citation:
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Assignee:
METSO PAPER INC (DE)
BECK PETER (DE)
International Classes:
B27N3/18; B27N3/24; (IPC1-7): B27N3/24; B27N3/18
Domestic Patent References:
WO1999024233A11999-05-20
Foreign References:
DE4415276A11995-11-02
US5916990A1999-06-29
US6054081A2000-04-25
DE19810304C11999-09-16
Attorney, Agent or Firm:
König, Palgen Schumacher Kluin (Lohengrinstrasse 11 Düsseldorf, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Faserplatten aus durch ein unter Druck und Wärme ausgehärtetes Bindemittel zusammengehaltenen Fasern bestehenden Plattenwerkstoffen in einer Doppelbandpresse (100), bei dem die mit dem Bindemittel versehenen Fasern an einem Einlauf (60) der Doppelbandpresse (100) auf ein horizontales Trum eines Förderbandes zu einer Schüttung (4') aufgestreut und in einer Preßstrecke (3) zwischen dem oberen Trum (2') eines metallisch endlos umlaufenden unteren Form bandes (2) und dem in Vorlaufrichtung (16) der Doppelbandpresse (100) gleichlaufenden unteren Trum (1') eines metallischen oberen Formbandes (1) unter Druck und Wärme zu einer den Plattenwerkstoff ergebenden Bahn (4) ausgehärtet werden, wobei der Arbeitsdruck und die zur Herbeiführung der Bindung notwendige Wärme in der Preßstrecke (3) von der Stützkon struktion (26,27) auf die Formbänder (1,2) und von diesen in die Schüttung (4') übertragen werden, wobei in einem hinteren Abschnitt (3") der Preß strecke (3) der Bahn (100) Wärme entzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttung (4') vorgeheizt wird, so daß die Fasermattentempe ratur am Einlauf (60) erhöht ist.
2. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Faserplatten aus durch ein unter Druck und Wärme ausgehärtetes Bindemittel zusammengehaltenen Fasern bestehenden Plattenwerkstoffen in einer Doppelbandpresse (100), bei dem die mit dem Bindemittel versehenen Fasern an einem Einlauf (60) der Doppelbandpresse (100) auf ein horizontales Trum eines Förderbandes zu einer Schüttung (4') aufgestreut und in einer Preßstrecke (3) zwischen dem oberen Trum (2') eines metallisch endlos umlaufenden unteren Form bandes (2) und dem in Vorlaufrichtung (16) der Doppelbandpresse (100) gleichlaufenden unteren Trum (1') eines metallischen oberen Formbandes (1) unter Druck und Wärme zu einer den Plattenwerkstoff ergebenden Bahn (4) ausgehärtet werden, wobei der Arbeitsdruck und die zur Herbeiführung der Bindung notwendige Wärme in der Preßstrecke (3) von der Stützkon struktion (26,27) auf die Formbänder (1,2) und von diesen in die Schüttung (4') übertragen werden, wobei in einem hinteren Abschnitt (3") der Preß strecke (3) der Bahn (100) Wärme entzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensparameter Fasermattenfeuchte und/oder Faser mattentemperatur und/oder Leimarten und/oder Beleimungsfaktoren am Einlauf (60) in Abhängigkeit der Verfahrensparameter Heiztemperatur und/oder Kühltemperatur und/oder Pressengeschwindigkeit und/oder spezifi sche Preßdrucke und/oder Preßfaktoren im Hinblick auf eine zu erzielende Produktionsgeschwindigkeit und Restfeuchte in dem Plattenwerkstoff nach Verlassen der Preßstrecke (3) eingestellt, gesteuert oder geregelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermattenfeuchte am Einlauf (60) 6 bis 18% beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermattentemperatur am Einlauf (60) 15 bis 45° C beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Fasermattentemperatur am Einlauf (60) maximal 100° C beträgt.
6. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß am Einlauf (60) eine vorzugsweise beidseitige Wasserbe düsung der Fasermatte und/oder Dampfbedüsung mit Trennmitteln von 5 bis 50g/m2 pro Fasermattenbreite erfolgt.
7. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß als Leimarten HarnstoffFormaldehyd und/oder Melamin HarnstoffFormaldehyd und/oder Isocyanat und/oder Phenol verwendet wer den.
8. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Beleimungsfaktor 6 bis 28 kg Leim/100 kg Fasern beträgt.
9. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Temperatur im ersten Bereich der Preßstrecke 100 bis 280° C beträgt.
10. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Temperatur in dem hinteren Abschnitt (3") der Preßstrecke 150 bis 20° C beträgt.
11. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorlaufgeschwindigkeit der Bahn (4) in der Preßstrecke 0,3 bis 120 m/min. beträgt.
12. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der spezifische Preßdruck 1 bis 7Nlmm2 beträgt.
13. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Preßfaktor 3 bis 18 sec/mm Plattendicke beträgt.
14. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Restfeuchte der Preßplatte hinter der Preßstrecke 3 bis 15% beträgt.
Description:
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Faserplatten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des An- spruchs 1.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 198 10 304 C1 bekannt.

Bei der Herstellung von Faserpiattenwerkstoffen, die in Abhängigkeit ihrer Dichte unter den Kürzeln HDF (Hochdichte Faserplatten), MDF (Mitteldichte Faserplatten), LDF (Leichte Faserplatten) und SLDF (Superleichte Faser- platten) bekannt sind, muß in der ersten Zone der Preßstrecke eine erhebli- che Wärme in das Material der Schüttung eingebracht werden, um die Aus- härtereaktion des Bindemittels durchzuführen. Die in der Schüttung enthalt- ne Feuchtigkeit dient dabei zum Transport der Wärme in die Schüttung und Plastifizierung der Schüttung. In einem hinteren, d. h. nachfolgenden, gegen das Ende der Preßstrecke hin gelegenen Abschnitt muß die Wärmezufuhr nicht mehr so groß sein, sondern es kommt vorwiegend auf die Aufrechter- haltung des Drucks an, damit eingeleitete Bindungen innerhalb des glatten Materials nicht durch vorzeitige Entlastung von der völligen Aushärtung wie- der aufgerissen werden und so die Plattenwerkstoffe zerstören.

Bei dem aus der DE 198 10 304 C1 bekannten Verfahren bzw. bei der aus dieser bekannten Doppelbandpresse ist daher in einem hinteren Abschnitt der Preßstrecke eine Rückkühlzone vorgesehen, innerhalb weicher der sich bildenden Bahn zwar Wärme entzogen, jedoch der Druck zumindest im we- sentlichen aufrechterhalten wird.

Um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, ist eine möglichst weitge- hende Kühlung in dem hinteren Abschnitt der Preßstrecke wünschenswert, da hierdurch auf der Preßstrecke nachgeschaltete Kühleinrichtungen ver- zichtet werden kann und Schwankungen in der Schüttung (z. B. Feuchte, Temperatur) weit weniger die Produktqualität beeinflussen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Ver- fahren derart weiterzubilden, daß die mit der Doppelbandpresse erzielbare Produktionsrate an Faserplatten bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der ge- wünschten Platteneigenschaften erhöht wird.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch das in Anspruch 1 in einem zweiten Aspekt durch das in Anspruch 2 wiedergegebene Verfahren gelöst.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Produktionsrate bei gleich- zeitiger Beibehaltung oder Verbesserung der Platteneigenschaften erzielt werden kann, wenn die Schüttung des zu verpressenden Materials vor dem Einlauf vorgeheizt wird. Besonders bevorzugt ist eine Wärmezufuhr, die die Schüttung (oder auch Fasermatte) bis maximal 100°C aufheizt. Die Aufhei- zung kann auf jede beliebige Weise erfolgen, beispielsweise durch Wasser- oder Dampfbedüsung oder auch durch eine Mikrowellenheizung.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird erfindungsgemäß auch gelöst, wenn einzelne oder mehrere der am Presseneinlauf variierbaren Verfahrensparameter-wie Fasermattenfeuchte, Fasermattentemperatur, Menge der beidseitigen Wasserbedüsung der Fasermatte, Wahl der Leimart, Beleimungsfaktoren-sowie der Verfahrensparameter in der Preßstrecke- wie Heiztemperatur, Kühftemperatur, Pressengeschwindigkeit, spezifische Preßdrücke, Preßfaktoren (d. h. Preßzeit/Plattendicke)-in Abhängigkeit der gewünschten Preßplatteneigenschaften beim Austritt aus der Preßstrecke- wie Rohdichte und Restfeuchte der Preßplatte-eingestellt, gesteuert oder geregelt. Es fällt auch in den Rahmen der Erfindung, die Verfahren gemäß der Ansprüche 1 und 2 miteinander zu kombinieren.

Die bevorzugten Variationsbreiten der zu verändernden Parameter sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des er- findungsgemäßen Verfahrens geeigneten Doppelbandpresse im Längs- schnitt dargestellt.

Die als Ganzes mit 100 bezeichnete Doppelbandpresse dient zur Herstellung von Faserplatten, die aus mittels eines unter Druck und Wärme aushärten- den Bindemittels gebundenen Fasern bestehen. Sie umfaßt ein oberes Formband 1 aus Stahlblech von etwa 2 bis 3 mm Stärke und ein ebenso- ches unteres Formband 2. Zwischen den Formbändern 1,2 wird in der Preß- strecke 3 eine Bahn 4 aus einer Schüttung, die der Preßstrecke am Einlauf 60 zugeführt wird, zusammengepreßt, die aus dem mit dem Bindemittel ver- sehenen Fasermaterial besteht, das nach dem Pressen einen der vorge- nannten Werkstoffe ergibt.

Das obere Formband 1 läuft um quer zur Bahn angeordnete Rollen oder Trommeln 5,6 um und kann zwischen diesen Trommeln 5,6 hydraulisch ge- spannt werden. Entsprechend läuft das Formband 2 über quer zur Bahn 4 an- geordnete Trommeln 11,12 um, die ebenfalls eine hydraulische Spannung des Formbandes 2 erzielen. Die Formbänder 1,2 werden über die Trommeln ange- trieben.

Die Formbänder 1, 2 laufen in dem durch die Pfeile 16 angedeuteten Sinn durch die Vorrichtung. In der Preßstrecke 3 bewegen sich das untere Trum 1'des oberen Formbandes 1 und das obere Trum 2'des unteres Formbandes 2 gleichlaufend dicht übereinander. Die auf der in der Zeichnung linken Seite auf ein nicht dargestelltes Förderband aufgebrachte Schüttung 4'wird in die Preß- strecke 3 hineingezogen und zwischen den Trums 1', 2' zusammengepreßt.

Von dem Förderband geht die Schüttung 4'auf ein rollendes Tablett 7 über, welches die Schüttung auf das untere Formband 2 kurz vor dem oberen

Scheitel der Trommel 11 übergibt. Die auslaufende fertiggepreßte und ausge- härtete Bahn 4 des Plattenwerkstoffs wird auf der gemäß der Zeichnung rech- ten Seite durch geeignete nicht dargestellte Vorrichtungen geteilt und hin- weggefördert.

In der Preßstrecke 3 ist im Innenbereich des Formbandes 1 oberhalb dessen unteren Trums 1'eine obere Stützkonstruktion 17 vorgesehen, die mit einer im Innenbereich des unteren Formbandes 2 unterhalb deren oberen Trums 2'vor- gesehenen unteren Stützkonstruktion 18 zusammenwirkt. Die Stützkonstruktio- nen 17,18 stützen die der Bahn 4 zugewandten Bereiche der Formbänder 1,2 gegen die Bahn 4 ab und pressen sie mit großer Kraft gegeneinander.

Die Stützkonstruktionen 17,18 bestehen jeweils aus einzelnen Trägern 19,20, die jeweils paarweise übereinanderliegend oberhalb und unterhalb der Form- bänder 1,2 und der Bahn 4 angeordnet sind. Jedes Trägerpaar 19,20 ist durch nicht dargestellte seitlich außerhalb der Preßstrecke 3 gelegene starke Spin- deln miteinander verklammert, so daß einzelne kräftemäßig in sich abge- schlossen Druckglieder gebildet sind.

Zwischen den Trägern 19,20 und den Formbändern 1,2 befinden sich starke Stützplatten 26,27, die die von den einzelnen Trägern 19,20 ausgeübte Kraft ebenflächig auf die Formbänder 1,2 und damit die Bahn 4 übertragen. Die Stützplatten 26,27 weisen quer zur Bahn 4 verlaufende über die Breite durch- gehende Kanäle auf, durch die ein Wärmeträgermedium hindurchleitbar ist. Die Kanäle folgen in Laufrichtung 16 dicht aufeinander und sind an den Enden durch Rohrkrümmer miteinander verbunden, so daß Gruppen von Kanälen von einem gemeinsamen Wärmeträgermedium mäanderförmig durchflossen wer- den.

Zwischen den einander zugewandten Seiten der Stützplatten 26,27 und den Formbändern 1,2 sind Rollenketten 30 angeordnet, auf denen die Formbän- der 1,2 an den Stützplatten 26,27 abrollen und die endlos in einer vertikalen Längsebene um die Stützplatten 26,27 innerhalb der Formbänder 1,2 umlau-

fen. Die Rollen der Rollenketten 30 übertragen sowohl den Druck als auch die Wärme der Stützplatten 26,27 auf die Formbänder 1,2 und damit die sich bil- dende Bahn 4. Die Formbänder 1,2 erfahren also in der Preßstrecke 3 eine rein rollende Abstützung.

Die Preßstrecke 3 ist in zwei in Laufrichtung 16 der Bahn 4 aufeinanderfolgen- de Abschnitte 3'und 3"unterteilt. In dem ersten Abschnitt 3'wird durch die Be- heizung des Wärmeträgermediums die Wärme zugeführt, die eine gewisse Dampfbildung in der zusammengepreßten Schüttung 4'und die Aushärtung des darin befindlichen Bindemittels bewirkt. Das Wärmeträgermedium, z. B. ein Thermoöl, wird in einem Wärmetauscher 40 aufgeheizt und umgewälzt, so daß das gerade aufgeheizte Wärmeträgermedium im Sinnes des Pfeiles 41 am Be- ginn des ersten Abschnittes 3'zugeführt und im Sinne des Pfeiles 42 am Ende des ersten Abschnittes wieder aus den Kanälen der Stützplatten 26,27 ent- nommen und in einem geschlossenen Kreislauf in den Wärmetauscher 40 zu- rückgeführt wird. Der Wärmetauscher kann, wie dargestellt seinerseits durch ein in einem Heizaggregat 43 mit Heizregistern 44 aufgeheiztes weiteres Wär- meträgermedium beaufschlagt werden, oder aber selbst die Heizung enthalten.

In dem hinteren, d. h. in Laufrichtung 16 der Bahn 4 nachfolgenden Abschnitt 3" der Preßstrecke 3 muß der Druck aufrechterhalten werden, bis das Bindemittel ausgehärtet und der Dampfdruck ausreichend reduziert ist, da sonst die gerade gebildeten Bindung in dem Bindemittel wieder aufreissen. Durch die Stützplat- ten 26", 27" dieses Abschnittes wird ebenfalls ein Wärmeträgermedium derart umgewälzt, daß es zu Beginn des Abschnittes 3"im Sinne des Pfeiles 51 zu- geführt und am Ende des Abschnittes 3"im Sinne des Pfeiles 52 wieder ent- nommen wird.

Auch hier durchströmt das Wärmeträgermedium einen Wärmetauscher 50, in welchem ihn aber keine Wärme zugeführt, sondern im Gegenteil ein Teil der in dem ersten Abschnitt 3'zugeführten Wärme, die durch die Bewegung der Formbänder 1,2, der Rollenketten 30 und der Bahn 4 in den hinteren Abschnitt

3"gelangt ist, wieder entzogen wird. Die entzogene Wärme entspannt den Dampf und verringert so den Dampfdruck.

Die in dem Wärmetauscher 50 entzogene Wärme wird in einem in der Zeich- nung nur symbolisch angedeuteten Aggregat 53 genutzt, sei es zu Heizzwek- ken, sei es um an einer auf der linken Seite der Zeichnung vorgeschalteten Stelle des Verfahrensablaufs zum Anwärmen der Partikel, zum Trocknen der Partikel, zum Erwärmen von Wasser und/oder Thermoöl oder für ähnliche Zwecke eingesetzt zu werden. Auf diese Weise wird die Wärmebilanz der Ge- samtanlage verbessert und auch ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet, in- sofern das Austreten von Stoffen wie Formaldehyd und dergleichen vermindert wird.

Die quer zur Bahn 4 in den Stützplatten ausgebildeten Kanäle können unter- schiedlich zu in Laufrichtung 16 aufeinanderfolgenden Gruppen verbunden sein. Die Hindurchleitung eines weiteren Wärmeträgermediums, welches nicht beheizt wird, durch den zweiten Abschnitt 3"kann also auch dann erfolgen, wenn die Stützplatten 26,27 und die Rollenketten 30 über die gesamte Länge der Preßstrecke 3 durchgehend ausgebildet sind.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch sind die Abschnitte 3', 3" nicht nur hinsichtlich ihrer Beschickung mit Wärmeträgermedium, sondern auch me- chanisch voneinander getrennt. In dem ersten Abschnitt 3'liegen nämlich eige- ne Stützplatten 26', 27'einander oberhalb und unterhalb der Bahn 4 gegenüber, die vom Einlauf bis zu einer Stelle 28 am Ende des ersten Abschnittes 3'rei- chen und von zugehörigen endlosen Rollenketten 30'umlaufen sind. An der Stelle 28 beginnen davon getrennte Stützplatten 26", 27", die bis zum Ende der Preßstrecke 3 bzw. des hinteren Abschnittes 3"reichen und von eigenen Rol- lenketten 30"umlaufen sind. Die Trennstelle 28, an der die Formbänder 1,2 aus dem ersten Abschnitt 3'in den hinteren Abschnitt 3"übergehen, wird so kurz gemacht, wie es konstruktiv nur möglich ist. Wegen der erforderlichen Umlenkung der Rollenketten 30', 30" über einen Radius beträgt der unterstüt-

zungsfreie Abschnitt an der Stelle 28 etwa 150 mm, was für den Ausfall des Plattenwerkstoffs keine Rolle spielt.

Durch die Unterteilung an der Stelle 28 verbleiben die vorderen Rollenketten 30'ganz in dem ersten Abschnitt 3'und können keine Wärme in den hinteren Abschnitt 3"übertragen.

Die Wärme, die durch die Formbänder 1,2 und die Bahn 4 dem stationären Betrieb dennoch in den hinteren Abschnitt gelangt, wird zum Teil in dem Wär- metauscher 50 dem die Stützplatten 26", 27" durchströmenden Wärmeträger- medium entzogen und einer Nutzung zugeführt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden-wie ein- gangs beschrieben-die variierbaren Verfahrensparameter sowohl des zu verpressenden Materials am Einlauf 60, als auch der Verfahrensparameter in der Preßstrecke im Hinblick auf die zu erzielenden Produktionsgeschwindig- keiten und Eigenschaften des Plattenwerkstoffs nach Verlassen der Preß- strecke eingestellt, gesteuert oder geregelt, wobei in den beiden letzten Fäl- len die Doppelbandpresse noch mit in der Zeichnung nicht dargestellten Ein- richtungen zur Erfassung und Beeinflussung der zu variierenden Verfahren- sparameter ausgestattet ist.