Es werden im Rahmen der Erfindung vor allem Späne und/oder Faserbündel nachwachsender faserhaltiger Rohstoffe wie Holz (insbesondere Einjahres- pflanzen) und Stroh als Formteil-Basismaterial eingesetzt. Dieses Basisma- terial wird nachfolgend auch als Häckselgut bezeichnet.

Die Ausgangssituation vor der Erfindung lä t sich wie folgt beschreiben: Spanplatten und dergleichen werden heute vornehmlich unter Verwendung von Flüssigharzen hergestellt. Die Beleimung der eingesetzten Späne (oder Faserbündel) erfolgt dabei mit Duroplast-Flüssigharzen auf der Basis von Harnstoff-, Melamin- und Phenol-Formaldehyd-Harzen oder deren Gemischen.

Neben eingeschränkter Qualitätsausbildung besteht hierbei zusätzlich das Problem der nachträglichen Formaldehyd-Abspaltung. Da es sich gleichzeitig um wässrige Systeme handelt, wird die Spanfeuchte angehoben, so da beispielsweise vor einem Platten-Pre vorgang mit hohem Energieaufwand vorgetrocknet werden mu .

Teilweise weicht man deshalb auf PMDI-Bindemittel aus, um schwierige Rohstoffe binden zu können und kein zusätzliches Wasser einzutragen.

Bei Einsatz von Stroh (Strohspänen) war die Anwendung von PMDI aus prakti- scher Sicht bisher jedoch unerlä lich, da die Wachsschicht des Strohs jede andere Bindung unmöglich machte. PMDI ist aber nicht nur teuer, sondern es stellt bei der Verarbeitung auch eine Gesundheitsgefährdung dar, aufgrund derer besondere Sicherheits-Ma nahmen zu treffen sind.

Zur Erzielung wetterbeständiger Platten oder Formteile kommen aus der Grup- pe der Flüssigharze aus praktischer Sicht nur Melamin-, alkalische Phenol- harze und PMDI in Frage.

Da für kurze Pre zeiten eine schnelle Durchhärtung beim Pressen erforder- lich ist, sind diese Systeme schwierig zu handhaben. Das mit den Binde- mitteln eingebrachte Wasser mu zusätzlich verdampft werden (Abbau des Dampfdruckes), was den Pre proze kritisch macht.

Sollen schwer- oder gar nicht brennbare Platten erzeugt werden, sind die bisher in der Praxis eingesetzten Bindemittel zusätzlich an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit, da die Integration eines Brandschutzmittels durch sie erschwert wird.

Es war deshalb ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Integra- tion einer Brandschutzimprägnierung in ein Formteil auf der Basis von Spänen oder Fasern zu erleichtern. In diesem Zusammenhang sei auf die deutsche Patentanmeldung 196 21 606.0 verwiesen, die nichtbrennbare Platten betrifft; die in dieser Patentanmeldung enthaltenen Gedanken, Verfahrens- schritte und technischen Merkmale einer nichtbrennbaren Platte stehen dem Fachmann bei der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zur Verfügung.

Sie sind im Wege der Verweisung Teil dieser Anmeldung.

Mit dem erfindungsgemä en Verfahren sollte ferner die Erzielung hochwasser- und wetterfester Werkstoffe (mind. V 100 gem. DIN 68763) möglich sein.

Die angegebenen Aufgaben werden erfindungsgemä gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Span- und Faserplatten, in dem - einem zerfaserbaren Basismaterial mit einem Feuchtegehalt von mindestens 9, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-% ein fester Duroplast zugesetzt wird, - Duroplast und Basismaterial zum Zwecke der Beleimung einer Behandlung unterworfen werden, bei der das Basismaterial simultan zerfasert und mit dem Duroplasten vermischt wird, und - das so erhaltene beleimte Faser-Formmaterial zum Formteil geformt wird.

Vor der Formung zum Formteil kann das Faser-Formmaterial dabei noch einer Nachbehandlung unterzogen werden, wie sie nachstehend beschrieben wird und/oder dem Fachmann auf dem Gebiet der Formteil-Herstellung bekannt ist.

Bei dem erfindungsgemä en Verfahren wird das eingesetzte Basismaterial überraschenderweise direkt in ein beleimtes Faser-Formmaterial überführt, das ohne weitere Beleimung zu einem Formteil verarbeitet werden kann.

Augenscheinlich sind zwei Faktoren für den erfindungsgemä en Erfolg verantwortlich: (a) der hohe Feuchtegehalt des Basismaterials, d.h. beispielsweise der eingesetzten Strohspäne, Holzschnitzel oder dergleichen und (b) die Zerfaserung des Basismaterials in Anwesenheit des festen Duropla- sten.

Eine einfache Durchmischung von Basismaterial und festem Duroplasten (ohne Zerfaserung) führt ebensowenig zu zufriedenstellenden Ergebnissen wie eine zweistufige Verfahrensführung, bei der zunächst das Basismaterial in Abwesenheit des Duroplasten zerfasert und anschlie end das Fasermaterial und der Duroplast vermischt werden. Beide Male kommt es nämlich bei der Verarbeitung der Basis- bzw. Fasermaterial-Bindemittel-Mischung, also während und nach der Mischung der Komponenten, zu einer unakzeptablen, nahezu quantitativen Separierung von Basis- bzw. Fasermaterial und festem Bindemittel.

Dies lä t darauf schlie en, da es erforderlich ist, dem festen Duroplasten ausreichende Mengen frisch erzeugter Oberfläche zur Verfügung zu stellen - und dies gelingt durch die erfindungsgemä e simultane Verfahrensführung in überzeugender Weise. Ein Separierungsproblem besteht daher bei dem erfin- dungsgemä en Verfahren nicht mehr.

Die erfindungsgemä als Bindemittel verwendeten, bei Raumtemperatur festen und beispielsweise pulverförmige oder granulöse Duroplaste werden aus folgenden Gruppen gewählt: - Phenolnovolake (ggf. mit Härter); besonders bevorzugt - Epoxidnovolake (ggf. mit Härter); besonders bevorzugt - Melaminharze - Harnstoffharze - Polyesterharze - sonstige duroplastische Festharze Diese Harze, die bei Raumtemperatur fest und nahezu wasserfrei sind, werden in geeigneter Darreichungsform (z.B. in Pulverform) mit dem eingesetzten Basismaterial - beispielsweise Strohspänen oder Holzfasern - vermischt, evtl. gemeinsam mit einem geeigneten Härter.

Die erfindungsgemä eingesetzten festen Bindemittel können dabei problemlos gemeinsam mit den bekannten Härtungsbeschleunigern, Hydrophobierungs- und Trennmitteln und ähnlichen Verarbeitungshilfsmitteln verwendet werden. Es kann auch Graphit zugesetzt werden, um den Wärmetransport beim Pressen zu beschleunigen und bei einer Mahlung der Basismaterial-Bindemittel-Mischung die Homogenisierung zu erleichtern.

Die oben aufgelisteten, erfindungsgemä eingesetzten Harze bringen - wenn man sie nicht in Form einer Dispersion einsetzt - kein Wasser mit und zeichnen sich durch eine irreversible, unter üblichen Betriebsbedingungen nicht mehr spaltbare Durchhärtung aus; sie widerstehen damit auch den härtesten Wechselbedingungen. Unter den erfindungsgemä en Bedingungen ermöglichen ihr hohes Flie vermögen und die sehr gute Verankerungsfähigkeit in bzw. an den organischen Rohstoffen die Verleimung auch schwieriger Bestandteile, wie z.B. Stroh.

Wichtig ist zusätzlich, da auch bei Verwendung von imprägnierten Spänen oder Faserbündeln als Basismaterial - insbesondere bei mit einer Brand- schutz-Imprägnierung versehenen Spänen - keine Störung der Verleimung auftritt. Dies gewährleisten insbesondere auf diese Belange eingestellte Novolak-Harze.

Das Problem einer Formaldehyd-Emission besteht beim erfindungsgemä en Verfahren nicht.

In dem erfindungsgemä en Verfahren wird das Gemisch aus Basismaterial und Duroplast während oder nach der Zerfaserungsbehandlung vorteilhafterweise einer Trocknungsbehandlung unterworfen, bei der der Feuchtegehalt reduziert wird. Da feste, zumindest weitgehend wasserfreie Duroplaste als Bindemittel eingesetzt werden, ist eine solche Trocknungsbehandlung vergleichsweise preiswert durchführbar.

Das eingesetzte Basismaterial wird - falls noch erforderlich - vor der Zumischung des Duroplasten soweit wie nötig vorzerkleinert.

Das Basismaterial (z.B. Späne oder Fasern) wird vor oder bei der Zumischung des Duroplasten auf einen Feuchtegehalt von über 15 Gew.-%, vorzugsweise über 30 Gew.-% und in manchen Fällen über 45 Gew.-S eingestellt. Die Einstellung des Feuchtegehalts wird dabei regelmä ig erreicht, indem das Basismaterial vor oder bei der Zumischung des Duroplasten mit Wasser versetzt oder mit Wasserdampf behandelt wird.

Manchmal ist es vorteilhaft, die erfindungsgemä eingesetzten Duroplaste in Form einer überwiegend wässrigen Dispersion in das Basismaterial einzubrin- gen.

Das Wasser kann eine Brandschutzsubstanz, beispielsweise ein Schutzsalz enthalten, mit dem das Formmaterial imprägniert werden soll.

Zur Erzielung besonders guter Ergebnisse wird die Mischung aus Duroplast und Basismaterial vorzugsweise simultan mit der Zerfaserungs- und Belei- mungsbehandlung einer Temperaturbehandlung unterzogen, bei der die Schmelz- temperatur des Duroplasten kurzzeitig erreicht oder überschritten wird.

Hierdurch wird eine besonders stabile Fixierung des Duroplasten am Formma- terial erreicht; es ist dabei allerdings darauf zu achten, da der Duro- plast nicht vorzeitig aushärtet. Die Temperaturbehandlung und die bereits erwähnte Trocknungsbehandlung können vorteilhafterweise simultan in einem einzigen Verfahrensschritt durchgeführt werden, beispielsweise als Hei - luftrocknung.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Formteil, umfassend (a) ein Fasermaterial (wie Strohfasern) sowie (b) ein Bindemittel auf der Basis eines bei Raumtemperatur festen Duroplasten.

Gegenstand der Erfindung ist schlie lich auch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemä en Verfahrens und/oder zur Herstellung des erfindungs- gemä en Formteils, in der Mittel zum simultanen Zerfasern und Beleimen eines zerfaserbaren Basismaterials vorgesehen sind.

Nachfolgend werden zunächst einzelne Aspekte der Erfindung anhand von Verfahrensbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1: Vergleich unterschiedlicher Verfahrensführungen: a) Anlagerung von Phenol-Novolak-Pulver an gehäckseltes Weizenstroh in Abhängigkeit von der Faserlänge und vom Feuchtegehalt (Beleimung ohne simultane Zerfaserung): Weizenstroh wurde in einer Häckseleinrichtung geschnitten. Unter Verwendung üblicher Siebeinrichtungen wurde das geschnittene Weizenstroh (Strohspäne umfassendes Häckselgut) in 5 Faserfraktionen (Hauptfraktionen) aufgeteilt, die in der nachfolgenden Tabelle 1 anhand von Angaben über die Faserlängen- verteilung definiert sind.

Die Rohdichte jeder der 5 Hauptfraktionen wurde gemä DIN 1306 bestimmt, vgl. die entsprechende Spalte der nachfolgenden Tabelle 1.

Anschlie end wurde jede der 5 Hauptfraktionen in 3 Subfraktionen unter- teilt, und je eine Subfraktion der 15 Hauptfraktionen wurde durch Lagerung in einem Klimaraum auf einen Feuchtegehalt von 15, 30 bzw. 50 Gew.-% Wasser eingestellt.

Jede der insgesamt 15 Subfraktionen wurde in einem Pflugscharmischer für 8 Mimuten mit 15 Gew.-% eines Phenol-Novolak-Pulvers (Kornverteilung: 4 % > 63 pm) vermischt, wobei keine nennenswerte Verkürzung oder Zerfaserung des eingesetzten Stroh-Häcksel gutes stattfand.

Danach wurde jedes Gemisch aus der jeweiligen Subfraktion und dem einge- setzten Phenol-Novolak-Pulver über ein Sieb mit einer Maschenweite von 100 pm gesiebt, und das nicht angelagerte Phenol-Novolak-Pulver wurde rückgewo- gen. Die Differenz aus eingesetztem und rückgewogenem Phenol-Novolak-Pulver entspricht der Menge angelagerten Pulvers. Hieraus wurde die Menge angela- gerten Phenol-Novolak-Pulvers in Prozent errechnet, vgl. die entsprechende Spalte der Tabelle 1.

Tabelle 1 zeigt, da Stroh-Häckselgut mit einer geringen Faserlänge deutlich mehr Pulverharz anlagert als Häckselgut mit einer gro en Faserlän- ge. Die Hauptfraktion, bei der 85 % der Fasern weniger als 20 mm lang waren, zeigte bei jedem Feuchtegehalt das beste Anlagerungsverhalten. Diese Hauptfraktion wäre für technische Anwendungen noch praktikabel. Hier nicht untersuchte Häckselgutfraktionen, die im wesentlichen aus noch kürzeren Strohpartikeln bestehen (wie z.B. 95 % < 20 mm), tragen bei einer Weiter- verarbeitung zu einem Formteil hingegen nicht mehr nennenswert zu dessen Festigkeit bei.

Tabelle 1 zeigt ferner, da innerhalb einer jeden Hauptfraktion die Anlagerungsfähigkeit für Phenol-Novolak-Pulver mit dem Feuchtegehalt stiegt. Die bereits erwähnte Hauptfraktion (85 % < 20 mm Faserlänge) zeigte bei einem Feuchtegehalt von 50 % die grö te Anlagerungsbereitschaft aller untersuchten (Sub-)Fraktionen. Auch hier lagerten sich jedoch nur 46 % des eingesetzten Phenol-Novolak-Pulvers auf dem Häckselgut an; 54 % des Duroplasten wurden nach Siebung über das 100 pm-Sieb zurückgewogen.

Sämtliche untersuchten Subfraktionen waren im übrigen stark inhomogen beleimt, d. h. das einsetzte Phenol-Novolak-Pulver war auf den eingesetzten Häckselgut-Fasern nicht homogen verteilt. Diese Inhomogenität lie das beleimte Häckselgut jeder einzelnen Subfraktion als nicht besonders tauglich für die Weiterverarbeitung zu einem Formteil erscheinen.

b) Anlagerung von Phenol-Novolak-Pulver an gehäckseltes Weizenstroh bei simultaner Zerfaserung und Beleimung; Abhängigkeit der Anlagerung vom Feuchtegehalt des Basismaterials: Wie oben unter a) beschrieben, wurde Weizenstroh in einer Häckselvor- richtung geschnitten und fraktioniert.

Untersucht wurde eine einzelne Fraktion mit einer Faserlängenverteilung von 85% < 60 mm und 26 % < 20 mm. Dies entspricht der dritten Hauptfraktion gemä Tabelle 1.

Die Faserfraktion wurde in 4 Subfraktionen aufgeteilt, und je eine dieser Subfraktionen wurde wie oben unter a) beschrieben auf einen Feuchtegehalt von 8, 15, 30 bzw. 50 Gew.-% Wasser eingestellt, siehe Tabelle 2.

Jeder der 4 Subfraktionen wurde in einer Zerfaserungsmühle für 8 Minuten mit 15 Gew.-% eines Phenol-Novolak-Pulvers behandelt.

Jede beleimte Subfraktion wurde nach dem Durchlaufen der Mühle auf einen Feuchtegehalt von < 6 Gew.-% rückgetrocknet und die Faserlängenverteilung sowie die Rohdichte bestimmt.

Die (erste) Subfraktion mit einem Feuchtegehalt von 8 Gew.-% wurde in der Zerfaserungsmühle einerseits zerfasert, andererseits fand aber auch eine beträchtliche Faserkürzung statt, so da nach Durchlaufen der Mühle 95 % der Strohfasern eine Länge von weniger als 20 mm besa en (nach anfänglich 26 %). Die Rohdichte des beleimten Fasergutes der ersten Subfraktion betrug 0,1 g pro Liter (siehe Tab. 2) im Vergleich zu 0,35 g pro Liter für das unbeleimte Häckselgut (siehe Tab. 1).

Durch Rückwiegung des Phenol-Novolak-Pulvers (wie unter a) beschrieben) wurde ermittelt, da sich 86 % des eingesetzten Pulvers an das Fasergut angelagert hatten.

Auf analoge Weise wurden die Subfraktionen mit einem Feuchtegehalt von 15, 30 und 50Gew.-% untersucht. Es wurde festgestellt, da zu höheren Feuchte- gehalten hin die Faserkürzung stark abnahm, während die Spaltung der einge- setzten Strohpartikel in Längsrichtung, d. h. ihre Zerfaserung, in den Vordergrund trat. Parallel dazu nahm die Rohdichte des beleimten Fasermate- rials (nach Durchlaufen der Mühle) zu den Subfraktionen mit einem hohen Feuchtegehalt hin ab.

Die Anlagerungsfähigkeit der Subfraktionen mit 15, 30 bzw. 50 Gew.-% Feuchte war jeweils sehr gut, die besten Werte wurden jedoch mit den Sub- fraktionen mit einem Feuchtegehalt von 30 Gew.-% und 50 Gew.-% erreicht, bei denen 98 % bzw. 99 % des eingesetzten Harzes angelagert wurden.

Zusammenfassung und Bewertung: In Vergleich zu der Versuchsführung gemä a) wurde unter b) jede einzelne Subfraktion nicht nur mit dem Duroplasten vermischt, sondern gleichzeitig auch zerfasert. Dies führte zu einer überraschend starken Erhöhung der Anlagerungsbereitschaft für den eingesetzten Duroplasten, was vermutlich auf die Bereitstellung frischer Oberfläche durch Zerfaserung und eine damit verbundene Reduzierung des Anteils von mit Wachs beschichteter Oberfläche an der zur Verfügung stehenden Gesamtoberfläche zurückzuführen ist.

Vergleicht man zum Beispiel das beleimte Fasergut gemä Tabelle 1, vierte Hauptfraktion (40 % < 20 mm), Subfraktion mit Feuchtegehalt 30 % mit dem Produkt gemä Tabelle 2, dritte Subfraktion (Faserlänge nach der Mühle 42 % < 20 mm, Feuchtegehalt 30 %), so erkennt man, da bei der erfindungsgemä en Verfahrensführung gemä b) eine nahezu vollständige (98 %-ige ) Anlagerung des eingesetzten Duroplasten stattgefunden hat, während bei der nicht- erfindungsgemä en Verfahrensführung gemä a) nur 25 % des Duroplasten angelagert wurden.

Bei erfindungsgemä er Verfahrensführung war das jeweilige Produkt ein gleichmä ig beleimtes Faser-Formmaterial, während bei nicht-erfindungsgemä- er Verfahrensführung jeweils ein inhomogen beleimtes Produkt erhalten wurde.

Tabellen zu Beispiel 1: Anlagerung von 15 X Gew.-x Phenol-Novolak-Pulver an Weizenstroh Tabelle 1 I Faserlänge Rohdichte (DIN 1308) Feuchtegehalt angelagertes Harz mm g/l % 85 % < 100 0.6 15 4 15 % < 20 30 8 50 17 85 % < 80 0.46 15 7 20 % < 20 30 15 50 25 85 % < 60 0.35 15 10 26 X < 20 30 19 50 32 85 X < 40 0.25 15 15 40 % < 20 30 25 50 38 85 X < 20 0.18 15 20 30 31 50 46 Tabelle 2 I Faserlänge Feuchtegehalt Faserl änge Rohdichte angel agertes nach d. Mühle nach d. Mühle Harz mm % mm g/l 85 X < 60 8 95 % < 20 0.1 86 26 X < 20 15 70 % < 20 0.08 92 30 42 % < 20 0.05 98 50 30 % < 20 0.02 99 Beispiel 2: Verfahrensbeispiel: Harzdosierung ohne Imprägnierung mit Schutzsalz a) Nachgeschaltete Zerkleinerungs- und/oder Homogenisierungsbehandlung: Vorzerkleinerte Holzspäne (Häckselgut/Basismaterial) mit einer Feuchte von ca. 80 Gew.-% werden in einer Menge von 10 t/h atro durch eine Dosierschnecke zu einer Zerfaserungsmühle gefördert. Auf diesem Wege werden über eine Dosierwaage 10 % oder 1 t/h Novolak-Pulverharz zugegeben und vorgemischt.

Die nachgeschaltete Mühle zerfasert das Häckselgut und fördert die Vermischung der Komponenten. Es bildet sich ein beleimtes Faser- Formmaterial.

Dieses beleimte Faser-Formmaterial ("Span/Faser-Harzmischung") wird in üblicher Weise einem Trommeltrockner zugeführt, der auf eine Aus- trittstemperatur von ca. 90 °C eingestellt ist. Die Austrittsfeuchte beträgt dann noch ca. 2 % und das Harz wurde zum Schmelzen gebracht.

Die eintretende weitere Abkühlung führt zu einer besonders festen Verbindung zwischen Faser und Harzkorn.

Eine anschlie ende Streustation bildet ein Vlies für eine Platten- dicke von 20 mm mit einer Dichte von 680 kg/m3. Damit wird eine Heizpresse beschickt, wo bei Temperaturen von 220 °C mit einem Heizzeitfaktor von 10 sec/mm eine Verpressung erfolgt und der Duro- plast aushärtet. Die erzeugten Platten werden in bekannter Weise weiterverarbeitet.

b) Simultane Verfahrensführung: Verfahrensführung wie unter a), jedoch erfolgt die Zudosierung des Novolak-Pulverharzes diesmal direkt in die Einlaufzone einer ent- sprechend ausgelegten Zerfaserungsmühle.

Verfahrensbeispiel: Harzdosierung mit Schutzsalzimprägnierung a) Nachgeschaltete Zerkleinerungs- und/oder Homogenisierungsbehandlung: Strohballen werden aufgelöst und auf eine Länge von ca. 60 mm gehäk- selt. Das Häkselgut (Basismaterial) mit einer Feuchte von ca. 12 % wird in einer Durchsatzmenge von 6 t/h atro durch eine Imprägnier- schnecke transportiert. In der Einlaufzone dieser Schnecke wird ein wässriges Brandschutzmittel in einer Menge von 30 % Schutzsalz als 40 %-ige Lösung zugegeben und mit den Strohspänen vermischt. Eine weitere Dosiereinrichtung übernimmt über eine Austragschnecke die Förderung des imprägnierten Häckselguts zu einer Zerfaserungsmühle.

Auf dieser Strecke werden 15 % oder 900 kg/h Novolakpulver (Harz) zudosiert und homogen verteilt. Das Gemisch hat eine Feuchte von ca.

50 %.

Die Mühle ist mit Reibbacken bestückt und übernimmt die Zerfaserung der Strohspäne, die Homogenisierung und die Beleimung.

Das beleimte Faser-Formmaterial durchläuft dann einen Stromtrockner mit einer Austrittstemperatur von ca. 75 C. Die Trocknung erfolgt auf eine Feuchte von ca. 6 %. Gleichzeitig wird das Novolak-Harzpul- ver - eingestellt auf diese Bedingungen - besonders fest auf der Strohfaser fixiert.

In einer nachgeschalteten Streustation wird ein Vlies für eine Plattendicke von 8 mm mit einer Dichte von 750 kg/m3 erzeugt. Eine Heizpresse verdichtet das Vlies zu Platten und härtet das Harz bei Temperaturen von 190 °C bei einem Heizzeitfaktor von 15 sec/mm aus.

Die Weiterverarbeitung der Platten erfolgt auf übliche Weise gemä dem Stand der Technik.

b) Simultane Verfahrensführung: Reisstroh wird auf eine Länge von beispielsweise 40 mm geschnitten.

Das so erhaltene Häckselgut umfa t ca. 8 Gew.-% Feuchtigkeit und wird in einer Menge von 4 t/h in eine Vakuumimprägniermaschine dosiert und dort bei ca. 25 mbar über mindestens 5 Minuten mit einem wässrigen 40%-igen Brandschutzmittel imprägniert. Die Schutzsalzaufnahme beträgt dabei etwa 25-35 %.

Ein mit einer Austragsvorrichtung versehenes Dosiersilo übernimmt die Zuführung des imprägnierten Häckselguts mit einer Feuchtigkeit von nunmehr ca. 40 % in eine nachgeschaltete Zerfaserungsmühle.

Diese Mühle besitzt im Einlaufbereich zusätzlich eine Dosiereinrich- tung für Pulverharze. Während des Aufschlu vorgangs werden hiermit kontinuierlich insgesamt 12 % Novolakharz, d. h. 480 kg/h auf das Strohmaterial (Häckselgut bzw. sich daraus bildende Fasern) verteilt.

In der Mühle findet also simultan eine Durchmischung, Zerfaserung und Beleimung des Strohmaterials statt.

Die Mühle wird vorteilhafterweise mit Luft betrieben. Diese übernimmt den Transport der Rohmaterialien (Reisstrohspäne/-fasern, Harz) durch die Mühle zu einem kombinierten Abscheide-Filtersystem. Es wird dabei vorzugsweise hei e Transportluft eingesetzt, so da die Feuchte ausgetrieben und gleichzeitig das Harz bei einer Austrittstemperatur von beispielsweise ca. 80 C besonders fest auf den Fasern fixiert wird.

Das beleimte und getrocknete Faser-Formmaterial hat anschlie end eine für die Verpressung eingestellte Feuchte von beispielsweise ca. 8 %.

Während der Vliesbildung in einer Streustation tritt keine Separie- rung von Harz und Fasern ein, so da ein homogener Querschnitt erzielt wird. Mit diesem Material wird eine Platte von 30 mm Dicke und 350 kg/m3 Dichte hergestellt. Hierzu wird eine Heizpresse mit 170 c Heizplatten-Temperatur eingesetzt und dabei ein Heizzeitfaktor von ca. 20 Sec./mm eingehalten.

Die erzeugten Platten werden wie üblich weiterverarbeitet.

Auf die beschriebene Weise können Platten für alle Anwendungsbereiche erzeugt werden. Eine besondere Eignung ist für den Bausektor mit seinen hohen Qualitätsanforderungen gegeben. Die mittels Novolak verleimten Platten erfüllen alle Anforderungen für den Einsatz in Feuchträumen.

In der Brandschutzversion sind sie bauaufsichtlich zugelassen und finden überall dort erweiterte Einsatzmöglichkeiten, wo hohe Feuerwiderstands- klassen gefordert werden.

Eine erfindungsgemä e Anlage wird so ausgestaltet, wie es die gewünschte Verfahrensführung erfordert; eine derartige Anpassung ist für den Fachmann leicht möglich. Er wird sich dabei unter anderem an den obigen Verfahrens- beispielen orientieren, die auch noch erweitert werden können.

Ein wichtiger Aspekt bei der Ausgestaltung einer erfindungsgemä en Anlage ist, da bei dem erfindungsgemä en simultanen Zerfaserungs- und Beleimungs- schritt kein Harz verloren gehen soll, weshalb eine gegebenenfalls vor- gesehene Absaug- und Lufttransport-Anlage vorteilhafterweise als Rin- gleitung oder als Trockner-Umluftanlage ausgebildet wird.

Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemä en Anlage zur Durchführung des erfindungsgemä en Verfahrens werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 Grundflie bild zur Erläuterung bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsgemä en Anlage.

Fig. 2 Anlage zur Herstellung von Spanplatten (Flu schema) Fig. 3 Anlage zur Herstellung von Einschichtplatten (Flu schema), mit einer Vorrichtung zur Befeuchtung trockener Späne/Fasern vor der Harzzugabe Fig. 4 Anlage zur integrierten Beleimung, Zerfaserung und Trocknung von Formmaterial (Flu schema) Im Grundflie bild gemä Fig. 1 sind mit Ausnahme einer erfindungsgemä vorhandenen Zerfaserungsvorrichtung sämtliche Anlagenteile undifferenziert als Quadrate gezeichnet. Alternative Ausgestaltungen der erfindungsgemä en Anlage und des erfindungsgemä en Verfahrens sind durch Gro buchstaben gekennzeichnet.

In der schematischen Darstellung gemä Fig. 1 wird Häckselmaterial (Basis- material) von links in eine Vorrichtung 1 zum Befeuchten und/oder Im- prägnieren des Häckselgutes befördert. Dort wird es mit Wasser (oder einer wässrigen Brandschutzmittel-Lösung) versetzt, das aus einer Wasser-Quelle (bzw. einem Brandschutzmittel-Tank) 2 stammt. In der Befeuchtungsvor- richtung 1 wird das Häckselmaterial auf einen Feuchtegehalt von über 30 Gew.% Wasser eingestellt. (Anmerkung: Das Häckselgut wird immer dann mit einer Brandschutzmittel-Lösung behandelt werden, wenn brandgeschützte Platten produziert werden sollen. Bei Einsatz eines Vakuum-Imprägnierver- fahrens ist die Imprägnierung besonders intensiv, und es wird im Vergleich zu Normaldruckverfahren Imprägniermittel eingespart.) Zur Einstellung geeigneter Feuchte-Verhältnisse kann es je nach den konkreten Erfordernissen des Einzelfalls insbesondere vorteilhaft sein, die Befeuchtungsvorrichtung so zu gestalten, da einer der folgenden Ver- fahrensschritte durchgeführt werden kann: - Befeuchtung des Häckselgutes (als Basismaterial) mit Wasser durch Eindüsung. Dies kann im Luftstrom ebenso geschehen wie in einer Transportschnecke oder einem Durchlaufmischer.

- Befeuchtung des Häckselgutes mit Dampf (Niederdruckdampf), was in ähnlicher Form wie mit Wasser vorgenommen werden kann. Dampf hat den Vorteil, da eine schnelle, gute Verteilung im Häckselgut erfolgt und durch die mitgeführte Wärme die Anlagerung noch unterstützt wird.

Nach der Befeuchtung wird das Häckselgut dann gemä einer wichtigen Alternative A in eine Zugabestation 3 befördert und dort mit einem festen Duroplasten versetzt, der aus einem Container 4 zugegeben wird. Aus der Station 3 wird die Mischung aus feuchtem Häckselgut und festem Duroplasten in eine Zerfaserungsanlage 5 befördert, in der die erfindungsgemä e simultane Zerfaserungs- und Beleimungsbehandlung durchgeführt wird.

Gemä einer Alternative B wird der feste Duroplast dem Häckselgut nicht in einer separaten Zugabestation 3 sondern bereits in der Befeuchtungsvor- richtung 1 zugesetzt. Das Materialgemisch aus Häckselgut und festem Duroplasten wird dann aus der Befeuchtungsanlage 1 in die Zerfaserungs- anlage 5 befördert.

Gemä einer weiteren Alternative C werden befeuchtetes Häckselgut und fester Duroplast simultan oder nacheinander in die Zerfaserungsanlage 5 befördert und erst dort vermischt. Auch hier entfällt eine separate Zugabestation 3. Gemeinsam ist den Ausgestaltungen gemä den Alternativen A, B und C, da erst in der Zerfaserungsanlage 5 eine dauerhafte Bindung zwischen dem Formmaterial, d. h. dem beispielsweise zu Fasern zerkleinerten Häckselgut, und dem festen Duroplasten erzeugt wird.

Aus der Zerfaserungsanlage 5 wird das beleimte Formmaterial gemä einer Alternative D in eine Trocknungsanlage 6 befördert, in der der Feuchtege- halt des nunmehr beleimten Fasermaterials reduziert wird. Aus der Trock- nungsanlage 6 wird das beleimte Fasermaterial in eine Anlage 7 zur Bildung eines Formmaterial-Vlieses gebracht. Das in der Vliesbildungs-Anlage herge- stellte Vlies wird schlie lich in einer Anlage 8 zur Herstellung von Form- teilen, beispielsweise einer Plattenpressanlage, zu einem Formteil weiter- verarbeitet.

Gemä einer alternativen Gestaltung E wird die Trocknungsbehandlung nicht in einer separaten Trocknungsanlage 6 sondern bereits in der Zerfaser- rungsanlage 5 durchgeführt. Es handelt sich dann also um eine kombinierte Zerfaserungs-, Beleimungs- und Trocknungsanlage.

Es ist klar, da in dem Grundflie bild gemä Fig. 1 nur die wesentlichen Anlagenelemente und Verfahrensschritte abgebildet sind. Nicht dargestellte Anlagenelemente sind beispielsweise Fördereinrichtungen, Staubentfernungs- anlagen, Transportanlagen, Zyklone und dergleichen.

Die anhand der Figur 1 beschriebenen Ausgestaltungen einer erfindungs- gemä en Anlage korrespondieren natürlich mit entsprechenden Ausgestaltungen des erfindungsgemä en Verfahrens. Bei einer typischen Ausgestaltung des erfindungsgemä en Verfahrens geschieht die Einbringung und Anlagerung des Pulverharz-Bindemittels zur Vermeidung der Separierung vom Formmaterial somit in folgenden Schritten, die der Alternative A entsprechen: Schritt 1 Die pflanzlichen Faser-Rohstoffe (als Basis- oder Vormaterial für das Formmaterial) werden gehäckselt und (in der Befeuchtungsvorrichtung 1) befeuchtet sowie gegebenenfalls imprägniert.

Schritt 2 Festes Pulverharz (aus dem Container 4) wird (in der Zugabestation 3) mit dem noch feuchten oder ggfs. imprägnierten Häckselgut im ge- wünschten Gewichtsverhältnis vermischt. (Bei Einsatz von naturtrocke- nen (lufttrockenen) Rohstoffen, die später nicht imprägniert werden sollen, liegt für den bspw. pulverförmigen Duroplasten kein anlage- rungsfördernder Zustand vor.) Schritt 3 Die so erhaltene Vormischung wird aus der Zugabestation 3 in die Zerfaserungsanlage 5 transportiert, bei der es sich beispielsweise um eine spezielle Zerfaserungsmühle handelt, die im Durchlaufverfahren betrieben wird; dort wird das Häckselgut auf erfindungsgemä e Weise zerfasert und dabei mit dem Duroplasten beleimt.

Schritt 4 Das gemä Schritt 3 erhaltene, noch immer feuchte (imprägnierte) und nunmehr beleimte Faser-Formmaterial wird getrocknet (in der Trock- nungsanlage 6 gemä Alternative D oder gemä Alternative E noch innerhalb der Zerfaserungsanlage 5), wobei die erforderliche Press- feuchte eingestellt und ggf. eine weitere Fixierung des Duroplasten auf dem Formmaterial stattfindet.

Durch diese Verfahrensgestaltung können die anschlie enden Arbeitsgänge wie Vliesbildung und Verpressung ohne die oben für die heute üblichen Verfahren beschriebenen Nachteile durchgeführt werden.

Die Schritte 2 und 3 können vorteilhafterweise simultan durchgeführt werden. Dies entspricht der Alternative C des Grundflie bildes gemä Fig.

1. Ebenso können die Schritte 3 und 4 simultan durchgeführt werden. Dies entspricht Alternative E.

In einer besonders kostengünstigen Variante werden die Schritte 2, 3 und 4 simultan durchgeführt. Die entspricht einer Kombination der Alternativen C und E.

Werden beispielsweise gemä Alternative C die Schritte 2 und 3 simultan durchgeführt, wird die Anlagerung des Pulverharzes an das Formmaterial besonders gefördert.

Werden gemä Alternative E die Schritte 3 und 4 simultan durchgeführt, wird eine besonders gute Harzfixierung auf dem Formmaterial erreicht. Schritt 4 kann dabei auch simultan mit einer Temperaturbehandlung erfolgen.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn zur Durchführung des Schrittes 3 (ggf. simultan mit den Schritten 2 und/oder 4) eine Zerfase- rungsvorrichtung eingesetzt wird, die das mit dem Duroplasten beleimte Faser-Formmaterial direkt intern sichtet oder klassiert und es bei über- schreiten einer bestimmten Partikelgrö e oder -länge erneut dem Zerkleine- rungsproze (Mahl proze ) zugeführt. Die Ausgestaltung der Zerfaserungs- anlage 5 als intern sichtende Zerkleinerungsvorrichtung führt zu einer besonders guten Homogenisierung des beleimten Formmaterials.

In der in Figur 2 dargestellten erfindungsgemä en Anlage werden Strohballen in den Strohballen-Schredder 51 gegeben. Dort werden sie geschreddert (zerkleinert) und dann mittels eines Tragkettenförderers 52 in ein Dosier- silo 53 befördert. Das geschredderte Stroh wird dann dosiert auf einer Austrags-Dosierschnecke 54 weiterbefördert, und aus einem Brandschutz- mittel-Big Bag 22, dem eine Auflösestation mit Dosierung zugeordnet ist, wird dem Stroh-Formmaterial in der Einlaufzone der Imprägnierschnecke 21 eine Brandschutz-Imprägnierlösung zugesetzt. Nach der Imprägnierung wird das imprägnierte Formmaterial in das Dosiersilo 55 (Volumen: 50 m3) mit Schneckenaustrag 23 transportiert.

Das imprägnierte und daher feuchte Stroh-Formmaterial auf dem Schneckenaus- trag 23 wird mit einem erfindungsgemä en pulverförmigen Duroplasten (Pulverharz) versetzt, der aus einem Pulverharz-Big Bag 24 mit Dosier- station gespeist wird. Auf einer Rollenbandwaage 56 wird das mit dem Pul- verharz versetzte Formmaterial gewogen und dann in die Zerfaserungsmühle 25 befördert. Dort findet die erfindungsgemä e Zerfaserung und Beleimung statt.

Im Anschlu an diesen Verfahrensschritt wird das Formmaterial im Strom- trockner 26 getrocknet. Die Trocknung erfolgt auf eine Feuchte von bei- spielsweise 6 S. Gleichzeitig wird das Harzpulver - eingestellt auf diese Bedingungen - auf den Formmaterialfasern oder -spänen fixiert.

Nach Austritt aus dem Stromtrockner 26 wird das Formmaterial in einen Streubunker 27 (mit Austragseinrichtung) befördert, der aus dem Stroh- Formmaterial ein Vlies erzeugt und auf einem Formband 57 mit Flächenge- wichtswaage 58 ablegt. Das Vlies gelangt auf dem Band 57 zu einer Vlies- Trenn- und Absauganlage 59 und erreicht schlie lich hierauf ein Pressen-Be- schickband 60 zur Beförderung des Stroh-Vlieses in eine Heizpresse 28 (z.B.

eine Einetagenpresse). Indieser Heizpresse wird das Vlies sodann zur Platte verdichtet und der Duroplast ausgehärtet. Schlie lich (nach Durch- laufen der Heizpresse) gelangen die fertigen Platten auf ein Abzugsband 61 und von dort auf einen Hubtisch 62.

In der in Fig. 3 dargestellten Anlage werden Formmaterial-Ballen (z.B.

Stroh- oder Hanfballen) mittels eines Ballenförderers in einen Ballenrei er 63 befördert, wo sie zerrissen werden. Aus dem Ballenrei er werden die Formmaterial-Fasern oder -Späne auf einen Bandförderer 64 aufgebracht, dem ein überbandmagnet 65 zugeordnet ist. Vom Bandförderer gelangt das Formma- terial in eine Prallhammermühle 66, wo eine Vor-Zerkleinerung der Fasern oder Späne des Formmaterials stattfindet.

In einer nachgeschalteten Befeuchtungsanlage 31 wird ein gewünschter Feuchtegehalt des Formmaterials eingestellt; die Befeuchtung kann dabei beispielsweise mittels einer Eindüsung von Wasser oder mittels Wasserdampf erfolgen.

Eine Lufttransportanlage befördert das befeuchtete, zerkleinerte Formmate- rial zu eine Silogehäuse 67, dem eine Austragsvorrichtung 68 mit Dosier- schnecke zugeordnet ist. über eine Dosierrinne gelangt das Formmaterial in eine Zerfaserungsmaschine 35b, z.B. einen Ultrafibrator oder Refiner. Hier findet eine (Vor-)Zerfaserung statt.

Eine Lufttransportanlage befördert das Formmaterial dann in einen Schwebe- trockner 36 mit Steuerung und Gas-Flächenbrenner, wo erforderlichenfalls eine Trocknung des Formmaterials auf einen gewünschten Feuchtegrad statt- findet.

Aus dem zusätzlich sichtenden Schwebetrockner 36 wird das Formmaterial auf eine Reversierschnecke 69 befördert, die in einem Brandfall gegen die übliche Förderrichtung betrieben wird, um brennendes Transportgut von den weiteren Anlagenelementen fernzuhalten. Das Formmaterial durchläuft dann eine Siebmaschine 70.

Mittels einer weiteren Lufttransportanlage erreicht das Formmaterial dann ein Silogehäuse 71, dem eine Austragsvorrichtung 72 mit Dosierschnecke und - im Anschlu daran - eine Bandwaage 73 zugeordnet sind. Von dort gelangt das Formmaterial in eine zweite Zerfaserungsmaschine 35a, wo es mit einem erfindungsgemä en Duroplasten vermischt und homogenisiert wird, der aus einer Leimaufbereitungs- und Dosieranlage 34 gespeist wird.

Gemä einer wichtigen alternativen Anlagenausgestaltung entfallen die Anlagenelemente Bandwaage 73, zweite Zerfaserungsmaschine 35a sowie Leimaufbereitungs- und Dosieranlage 34. Die Zumischung des Duroplasten erfolgt dann in Form einer Dispersion bei der Befeuchtungsanlage und die erfindungsgemä e Zerfaserung und Beleimung erfolgt in der Zerfaserungs- maschine 35b.

Das auf erfindungsgemä e Weise mit dem Duroplasten beleimte Formmaterial wird mittels eines Muldengurtförderers oder einer Lufttransportanlage (als Alternative zum Gurtförderer) in einen Streubunker 37 befördert, der einen Formkopf zur Bildung eines Vlieses besitzt.

Aus dem Formkopf tritt das bindemittelhaltige Formmaterial in Form eines Vlieses aus und wird zwischen Streuwänden auf einem Formband 74 mit Ketten- förder und Pressen-Zuteilkettenförderer weiterbewegt; dem Formband ist dabei eine Flächengewichts-Waage zur Steuerung des Streubunkers zugeordnet.

Eine Quertrennsäge (210 mm) 75 mit einer Auffangvorrichtung schneidet das Vlies auf das gewünschte Format und ein dahinterangeordneter Metalldetektor detektiert gegebenenfalls vorhandene Metallverseuchungen des Vlieses. Wird Metall detektiert, entfernt eine Fehlstreuungsanlage 76, die mit einer Absaugungsanlage zusammenwirkt, die fehlerhaften Vliese.

Die Vliese werden schlie lich einer Pre anlage 38 zugeführt, der jedoch noch eine Oberflächensprühanlage 77 vorgeschaltet ist, in der Wasser oder Trennmittel auf die Vliese aufgesprüht wird. In der Pre anlage werden erfindungsgemä e Platten hergestellt. An die Pre anlage schlie en sich übliche Weiterbehandlungsvorrichtungen an, vgl. auch Fig. 2.

In der in Figur 4 dargestellten Anlage zur integrierten Beleimung, Zerfase- rung und Trocknung von Formmaterial ist eine Transportschnecke 78 für vorzerkleinertes Formmaterial (beispielsweise vorzerkleinertes Stroh) dargestellt, die dieses auf ein Staubsieb 79 befördert. Hier findet eine weitgehende Entstaubung des Formmaterials statt.

Anschlie end wird das vorzerkleinerte Formmaterial dosiert auf einer Imprägnierschnecke 41 weiterbefördert, und aus einer Dosierstation 42, der eine Auflösestation mit Dosierung zugeordnet ist, wird dem Formmaterial in der Einlaufzone der Imprägnierschnecke 41 eine Brandschutz-Imprägnierlösung zugesetzt. Die Imprägnierung erfolgt auf der Imprägnierschnecke bei einem reduzierten Druck von beispielsweise 25 mbar. Nach der Imprägnierung wird das imprägnierte Formmaterial in das Dosiersilo 80 transportiert.

Auf einer nachgeschalteten Rollenbandwaage 81 wird das Formmaterial gewogen und dann in eine Ultrarotor-Zerfaserungsmühle 45 mit einem integrierten Sichter, einer Dosierschnecke 82 und einer Hei luftvorrichtung 83 (für Trocknung und Temperaturbehandlung) befördert. Zeitgleich mit dem Hinein- befördern des Formmaterials in die Zerfaserungsmühle 45 wird über die Dosierschnecke 82 aus einer Dosierstation 44 Pulverharz in die Zerfase- rungsmühle eingetragen. Es sind dabei Mittel 84 vorgesehen, die bewirken, da die pro Zeiteinheit in die Mühle hineinbeförderte Masse an Formmaterial und die eingetragene Masse an Pulverharz zumindest annähernd in einem vor- bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Beispielsweise kann das Wägesignal der Rollenbandwaage 81 als Bezugssignal eingesetzt werden, um die Pul- verharzmenge vorzugeben, die aus der Pulverharz-Dosierstation 44 über die Dosierschnecke 82 in die Zerfaserungsmühle 45 eingetragen werden soll.

In der Zerfaserungsmühle 45 wird das Formmaterial gleichzeitig zerfasert, mit Pulverharz beleimt und getrocknet. Die Trocknung erfolgt mittels durchströmender Hei luft, die beispielsweise in einem Heizregister 29 erzeugt und von unten in die Mühle eingeleitet wird.

Die Mühle 45 umfa t Mittel zum Sichten oder Klassieren des in ihr befindli- chen Formmaterials (in seinem beleimten oder unbeleimten Zustand). Grob- anteile werden im Kopf der Maschine ausgesichtet und in einem unteren Einlaufbereich wieder in den Mahl kreislauf zurückgeführt. Auf diese Weise können auch Halmknoten und dergleichen aufgelöst werden, weshalb auch auf die Nachschaltung eines separaten Sichters verzichtet werden kann.

Die fertig beleimten und getrockneten Formmaterial-Fasern werden in einen Abscheider 85 für trockene Fasern befördert. Von dort gelangen sie schlie - lich in ein Dosiersilo (Streubunker) 47, wo beispielsweise mittels einer zugeordneten Streueinrichtung aus dem beleimten Formmaterial ein Vlies erzeugt wird.