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Title:
METHOD FOR THE PRODUCTION OF WOOD-PLASTIC PLATES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/082586
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the production of wood-plastic plates from a pressed material mat, whereupon a mixture made of wood particles and plastic particles is heated and a web of material and/or a pressed material mat is produced from said web of material after which the pressed material mat is pressed in the press using pressure and cooled in order to form a wood-plastic plate.

Inventors:
SCHOELER MICHAEL (DE)
DOMBO BERTHOLD (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/002098
Publication Date:
September 09, 2005
Filing Date:
February 28, 2005
Export Citation:
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Assignee:
SIEMPELKAMP MASCH & ANLAGENBAU (DE)
SCHOELER MICHAEL (DE)
DOMBO BERTHOLD (DE)
International Classes:
B27N3/00; (IPC1-7): B27N3/00
Domestic Patent References:
WO1998025744A11998-06-18
Foreign References:
US20020113340A12002-08-22
GB2317623A1998-04-01
GB2004809A1979-04-11
US4293515A1981-10-06
DE1453374A11969-01-23
Attorney, Agent or Firm:
Von Dem, Borne Andreas (Honke & Sozien Theaterplatz 3, Essen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung von HolzKunststoffPlatten, wonach eine Mischung aus Holzpartikeln und Kunststoffpartikeln erwärmt und aus der Mischung eine Materialbahn bzw. Pressgutmatte erzeugt wird, und wonach die Materialbahn bzw. Pressgutmatte in einer Presse unter Anwendung von Druck unter Abkühlung zu der bzw. den HolzKunststoffPlatten verpresst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wonach als Holzpartikel Holzspäne verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wonach Holzspäne mit einem Siebdurchgang von 0,5 mm bis 5 mm, vorzugsweise von 0,5 mm bis 2 mm, verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wonach Kunststoffpartikel aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. aus PE, PP, PVC o. dgl., verwendet wer den.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wonach als Kunststoffpartikel Pulver, Granulat, Schnitzel, stückiges Material, geschreddertes Material oder Flakes verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wonach die Mischung aus Holzpartikeln und Kunststoffpartikeln außerdem Zusatzstoffe, z. B. Haftver mittler, aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wonach der Anteil der Holz partikel in der Mischung 5 Gew. % bis 95 Gew. % beträgt, vorzugsweise 50 Gew. % bis 90 Gew. %, z. B. 70 Gew. % bis 90 Gew. %.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wonach der Anteil der Kunst stoffpartikel in der Mischung 5 Gew. % bis 95 Gew. %, vorzugsweise 10 Gew. % bis 50 Gew. %, z. B. 10. Gew. % bis 30 Gew. %, beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wonach die Holzpartikel und Kunststoffpartikel in einer Mischvorrichtung gemischt und die Mischung auf eine Temperatur von zumindest 10°C oberhalb des Schmelzpunktes des Kunst stoffes, vorzugsweise zumindest 20 °C oberhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffes erwärmt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wonach die Pressgutmatten in einer kontinuierlichen Presse oder in einer Taktpresse verpresst werden.
11. Anlage zur Herstellung von HolzKunststoffPlatten, insbesondere nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 10, mit zumindest einer Mischvorrichtung (1), zumindest einer Vorformeinrichtung (4,5) und einer Presse (6) zum Verpressen der Pressgutmatten zu HolzKunststoff Platten.
12. Anlage nach Anspruch 11, wonach die Vorformeinrichtung (4,5) eine Extrusionsvorrichtung (4) und/oder ein Kalanderwerk (5) umfasst.
13. Anlage nach Anspruch 11 oder 12, wonach die Presse (6) als kontinuierliche Presse oder als Taktpresse ausgebildet ist.
14. HolzKunststoffPlatte, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Description:
Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoff-Platten Beschreibung : Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoff- Platten.-Holz-Kunststoff-Platte meint ein plattenförmiges Produkt, welches aus einer Mischung aus Holz-Partikeln und Kunststoffpartikeln gefertigt wird.

Die Herstellung von Holzwerkstoffplatten, z. B. Spanplatten oder Faserplatten in Taktpressen oder kontinuierlichen Pressen ist bekannt. Die Pressen sind dabei in der Regel als Heizpressen oder auch als kombinierte Heiz-/Kühipressen ausgebildet.

Außerdem kennt man ein Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern, wonach das Grundmaterial in Form von Fasern, Spänen, Partikeln o. dgl. mit Schnitzeln aus thermoplastischen Folien vermischt und unter Einwirkung von Hitze und Druck zum gewünschten Formkörper verpresst wird (vgl.

DE 1 453 374). Das insoweit bekannte Verfahren ist weiterentwicklungsfähig.

Gleiches gilt für ein aus der WO 98/25 744 bekanntes Verfahren zur konti- nuierlichen Herstellung von Composite-Produkten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoff-Platten anzugeben, mit dem sich auf einfache und kosten- günstige Weise hochwertige Platten herstellen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoff-Platten aus einer Materialbahn bzw. Pressgutmatte bzw. aus Pressgutmatten, wonach eine Mischung aus Holzpartikeln und Kunst- stoffpartikeln erwärmt und aus der Mischung eine Pressgutmatte bzw. Bahn erzeugt wird, wonach die Pressgutmatte bzw. Bahn in einer Presse unter

Anwendung von Druck unter Abkühlung zu den Holzkunststoffplatten verpresst wird.

Als Holzpartikel werden vorzugsweise Holzspäne verwendet, es können jedoch auch Holzfasern o. dgl. verwendet werden. Besonders bevorzugt werden Holz- späne mit einem Siebdurchgang von 0,5 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 2 mm, verwendet.

Die Kunststoffpartikel bestehen aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), PVC (Polyvinylchlorid) o. dgl. Dabei werden z. B. Kunststoffpartikel in Form von Pulver, Granulat, Flakes, Schnitzeln o. dgl. verwendet. Es kann sich bei den Kunststoffpartikeln auch um ein Recyclat handeln. Im Übrigen kann es sich auch um Kunststoffpartikel handeln, die im Wege des Schredderns aus Kunststoffkörpern,-folien o. dgl. hergestellt wurden.

Die Mischung aus den Holzpartikeln und den Kunststoffpartikeln weist vorzugsweise außerdem Zusatzstoffe auf. Bei diesen Zusatzstoffen kann es sich insbesondere um Haftvermittler bzw. Bindemittel handeln. Dabei werden z. B. an sich bekannte, übliche Haftvermittler für Holz-Kunststoff-Mischungen verwendet.

Der Anteil der Holzspäne in der Mischung kann 5 Gew. % bis 95 Gew. %, vorzugsweise 50 Gew. % bis 90 Gew. %, z. B. 70. Gew. % bis 90 Gew. % betragen. Dementsprechend kann der Anteil der Kunststoffpartikel in der Mischung 5 Gew. % bis 95 Gew. %, vorzugsweise 10 Gew. % bis 50 Gew. %, z. B. 10 Gew. % bis 30 Gew. % betragen.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden die Holzpartikel und die Kunststoffpartikel in einer Mischvorrichtung gemischt und auf eine Temperatur von zumindest 10 °C oberhalb des Schmelzpunktes der Kunststoffpartikei

erwärmt. Vorzugsweise erfolgt im Zuge der Mischung eine Erwärmung der Kunststoffpartikel auf zumindest 20°C oberhalb des Schmelzpunktes der Kunststoffpartikel. Jedenfalls wird im Rahmen der Erfindung in der Mischvor- richtung eine gleichsam pasteuse oder auch flüssige Holz-Kunststoff-Mischung erzeugt, da die thermoplastischen Kunststoffpartikel über ihren Schmelzpunkt erwärmt und folglich geschmolzen werden. Aus dieser im Wesentlichen homogen pasteusen Holz-Kunststoff-Masse wird dann, ggf. unter Zwischen- schaltung weiterer Verfahrensschritte, die Materialbahn gebildet, die dann in einer kontinuierlichen Presse oder Taktpresse zu den Holz-Kunststoff-Platten verpresst wird.

Die Erfindung geht zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass zur Er- zeugung von Holz-Kunststoff-Platten eine Mischung aus Holzpartikeln und Kunststoffpartikeln erwärmt und verpresst werden muss. Erwärmen der Mi- schung meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass zunächst die Mi- schung der Partikel erfolgt und diese Mischung dann erwärmt wird bzw. dass die Erwärmung im Zuge des Mischens erfolgt. Erwärmen der Mischung meint im Rahmen der Erfindung aber auch, dass die Kunststoffpartikel und/oder die Holzpartikel zunächst gleichsam separat erwärmt und die erwärmten und ggf. geschmolzenen Partikel dann miteinander vermischt werden. So können bei- spielsweise die Kunststoffpartikel gleichsam alleine geschmolzen werden und anschließend werden dieser Masse dann die Holzpartikel beigegeben, so dass die Mischung erfolgt. Im Rahmen der Erfindung erfolgt jedenfalls die Erwär- mung (der Mischung) und folglich das Aufschmelzen der Kunststoffpartikel nicht innerhalb der Presse und folglich im Zuge des Pressvorganges. Vielmehr wird die Mischung aus den Holzpartikeln und Kunststoffpartikeln in einem vorge- schalteten Verfahrensschritt erwärmt und auf diese Weise eine gleichsam pasteuse oder auch flüssige Mischung bzw. Masse erzeugt, die dann in Form einer Bahn bzw. Pressgutmatte der Presse zugeführt wird. In der Presse muss dann keine Erwärmung und folglich kein Schmelzen der Kunststoffpartikel mehr erfolgen. Vielmehr erfolgt im Rahmen der Erfindung im Zuge des Pressens in

der Presse lediglich eine Abkühlung der Pressgutmatte, so dass es zur Verfestigung und folglich zur Bildung der Holz-Kunststoff-Platte bzw. eines Holz-Kunststoff-Plattenstranges kommt. Insofern funktioniert die Presse im Rahmen der Erfindung als gleichsam Kühlpresse, indem beispielsweise gekühlte Pressplatten verwendet werden, die z. B. mit einem Kühlmedium beaufschlagt sind. Gegenüber Bauformen, bei denen in einer z. B. kontinuierlichen Presse zunächst eine Erwärmung der Pressgutmatte (und damit der Kunststoffpartikel) und anschließend eine Kühlung und folglich Verfestigung der Pressgutmatte erfolgt, kann im Rahmen der Erfindung mit erheblich kürzeren Bauformen von z. B. kontinuierlichen Pressen gearbeitet werden. Dabei lassen sich mit verhältnismäßig bescheidenem Rohmaterial- einsatz plattenförmige Produkte mit niedrigem Quellwert und hohen mechanischen Festigkeitswerten erzeugen. Derartige Holz-Kunststoff-Platten können beispielsweise in der Automobilindustrie oder Bauindustrie eingesetzt werden. Sie können als Trägerplatten für z. B. Fußböden Verwendung finden.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Herstellung von Holz- Kunststoff-Platten, insbesondere nach einem Verfahren der beschriebenen Art, mit einer Mischvorrichtung, einer Vorformeinrichtung und einer Presse zum Verpressen der Bahn bzw. Pressgutmatte zu Holz-Kunststoff-Platten.

Schließlich ist auch Gegenstand der Erfindung die mit dem beschriebenen Verfahren hergestellte Holz-Kunststoff-Platte.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Weise eine Anlage zur Herstellung von Holz-Kunststoff-Platten.

Die Anlage besteht im Wesentlichen aus einer oder mehreren Dosier- vorrichtungen 1, einer oder mehreren beheizten Mischvorrichtungen 2, ggf. einem beheizten Puffer 3, einer Vorformeinrichtung 4,5 und schließlich einer Presse 6. Die Vorformeinrichtung besteht hier im Wesentlichen aus einer Extrusionsvorrichtung 4 und einem Kalanderwerk bzw. einem Walzenstuhl 5.

Bei der Presse 6 kann es sich um eine kontinuierlich arbeitende Presse oder auch um eine Taktpresse, z. B. eine Etagenpresse handeln. In der Figur ist eine kontinuierliche Presse 6 angedeutet.

Im Zuge der Herstellung der Holz-Kunststoff-Platten werden zunächst die Holzpartikel und die Kunststoffpartikel über die Dosiervorrichtung 1 der Mischvorrichtung 2 zugegeben. Bei der Mischvorrichtung 2 kann es sich um einen Heiz-Kühlmischer bzw. einen Heizmischer handeln. Dort erfolgt die Mischung der Partikel und zugleich das Schmelzen der Kunststoffpartikel. Dazu wird die Mischung beispielsweise auf eine Temperatur von 20 °C oberhalb des Schmelzpunktes erwärmt. In der Figur ist angedeutet, dass auch mit mehreren, im Wesentlichen identischen Mischvorrichtungen gearbeitet werden kann, die jeweils chargenweise bzw. taktweise befüllt und betrieben werden. Um dennoch einen kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen, ist den Mischvorrichtungen 2 ein Puffer 3 nachgeschaltet, welcher von den Mischvorrichtungen mit der erzeugten pasteusen Mischung beaufschlagt wird. Die pasteuse Mischung wird dann unte2oder aus dem Puffer 3 dem Extruder 4 zugeführt. Der beheizte Extruder 4 erzeugt in gleichsam einem ersten Vorformschritt einen Materialstrang, der dann zur Bildung der eigentlichen Materialbahn dem Kalander 5 zugeführt wird.

Das Kalanderwerk 5 besteht zumindest aus zwei (beheizten) Kalanderwalzen, mit welchen dann im Rahmen eines Vorformvorganges die aus der pasteusen Mischung bestehende Pressgutmatte erzeugt wird. Insofern sorgt der Kalander 5 für eine geeignete Breitenverteilung der pasteusen Mischung. Diese Pressgutmatte bzw. Bahn wird dann der Presse 6 zugeführt. In der als Kühipresse ausgebildeten Presse wird die Mischung abgekühlt und verfestigt und unter Druck zu den Holzkunststoffplatten verpresst. Im Ausführungsbeispiel

handelt es sich um eine kontinuierlich arbeitende Doppelbandpresse 6 mit kontinuierlich umlaufenden Stahlbändern 8 und Pressplatten 9. Die Press- platten sind dabei als Kühlplatten 9 ausgebildet, so dass sie zum Kühlen der Bahn mit einem Kühlmedium beaufschlagt werden. Kühlen meint im Rahmen der Erfindung, dass die Pressgutbahn im Zuge des Pressens zumindest auf eine Temperatur von 10°C unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffes, vorzugsweise auf zumindest 20°C unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffes abgekühlt wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die endlos umlaufenden Bänder 8 im Einlaufbereich der kontinuierlichen Presse auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffes vorgewärmt werden, wenngleich die kontinuierliche Presse insgesamt als Kühlpresse ausgebildet ist und gleichsam kalt bleibt. Das Aufheizen der Bänder 8 kann vorzugsweise im Rücklauftrum erfolgen. Wird beispielsweise eine Pressgutbahn mit einer Temperatur von 170 °C zugeführt, so können die endlos umlaufenden Pressbänder auf eine Temperatur von z. B. 180 °C (lediglich im Einlaufbereich) vorgewärmt werden. Anschließend erfolgt dann eine Abkühlung der Press- gutbahn auf z. B. 90 °C bis 120 °C. Es versteht sich, dass auch die endlos um- laufenden Stahlbänder im gekühlten Pressbereich abkühlen, obwohl sie im Einlaufbereich zunächst vorgewärmt wurden.

Sofern die Presse 6 als Taktpresse, z. B. Mehretagenpresse ausgebildet ist, ist zwischen dem Kalander 5 und der Presse 6 vorzugsweise ein beheiztes Zwischenband bzw. eine beheizte Beladeeinrichtung vorgesehen. Bei einer Ausführungsform mit Taktpresse empfiehlt es sich, wenn die Pressbleche, zwischen denen die Pressgutbahn in der Presse verpresst wird, vorgewärmt werden, obwohl die Presse selbst als Kühlpresse ausgebildet ist. Im Einzelnen wird ein Pressgutmattenabschnitt aus dem pasteusen Material auf ein erstes vorgewärmtes Pressblech aufgelegt, anschließend wird ein zweites, ebenfalls vorgewärmtes Pressblech auf die Pressgutmatte aufgelegt und diese Anordnung wird dann insgesamt in die als Kühlpresse ausgebildete Taktpresse eingefahren.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Extruder 4 in einem sogenannten"Master Batch Betrieb"betrieben wird, bzw. für einen solchen Betrieb ausgelegt ist. Denn für einen einwandfreien und reibungslosen Betrieb des Extruders ist es zweckmäßig, wenn der im Einzelfall verwendete Extruder für ein ganz konkretes Mischungsverhältnis zwischen Holzpartikeln und Kunststoffpartikeln ausgebildet ist, da das Mischungs- verhältnis in ganz erheblichem Maße die Festigkeit der zugegebenen pasteusen Mischung bestimmt. Das bedeutet, dass in der Mischvorrichtung zunächst ein stets auf den verwendeten Extruder abgestimmtes Mischungsverhältnis erzeugt wird. Um dennoch mit ein und derselben Anlage Pressgutmatten mit einem unterschiedlichen Holzanteil bzw. Kunststoffanteil verpressen zu können, schlägt die Erfindung vor, im Bereich des Extruders 4 gleichsam eine Feineinstellung vorzunehmen, indem nämlich im Bereich des Extruders 4 eine Zugabe von Holzpartikeln und/oder Kunststoffpartikeln erfolgt, um dann am Extruderaustritt die gewünschte Mischung zu erhalten. Diese Zugabe von Holzpartikeln oder Kunststoffpartikeln ist in der Figur mit dem Pfeil 7 lediglich angedeutet.