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Title:
PROCESS FOR MANUFACTURING AN OSB OR WAFER BOARD, SYSTEM FOR MANUFACTURING OSB OR WAFER BOARDS, AND OSB OR WAFER BOARD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/053312
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a process for manufacturing an OSB or wafer board from chips having a length of 1 to 60 mm, said process involving the following steps: a) crushing wood to obtain fine material (12), useful material (11) and coarse material (13), the useful material containing at least the bulk of the chips; b) separating the fine material, useful material and coarse material into fractions according to size; c) drying at least the useful material; d) applying glue to at least some of the useful material; e) spreading at least the useful material to form a mat (9) of spread material; and f) pressing the mat to obtain an OSB or wafer board. In order to save resources and bring down the cost of the manufacturing process for OSB or wafer boards having the same or even higher quality, according to the invention, the wood used also includes small-sized wood having diameters of less than 0.08 m, and at least one bladed roller chipper is used for the crushing step.

Inventors:
ZIMMER SVEN (DE)
BECK PETER JOSEF (DE)
KAISER ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/073455
Publication Date:
March 17, 2022
Filing Date:
August 25, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SIEMPELKAMP MASCHINEN & ANLAGENBAU GMBH (DE)
International Classes:
B07B1/52; B27G13/02; B27L11/00; B27N1/00; B27N1/02; B27N3/02; B27N3/14; B27N3/18
Foreign References:
DE102016110070A12017-11-30
EP2447332A12012-05-02
US20080178569A12008-07-31
DE3836608A11989-07-27
DE4415815A11995-11-09
Attorney, Agent or Firm:
ANDREJEWSKI • HONKE PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer OSB- oder Waferplatte aus Spänen der Länge 1 bis 60 mm umfassend die folgenden Schritte, a) Zerkleinerung von Holz zu Feingut (12), Nutzgut (11 ) und Grobgut (13), wobei das Nutzgut zumindest den größten Teil der Späne aufweist, b) Fraktionierung von Feingut, Nutzgut und Grobgut nach Größe c) Trocknung wenigstens des Nutzgutes, d) Beleimung wenigstens eines Teils des Nutzgutes, e) Streuung wenigstens des Nutzgutes zu einer Streugutmatte (9) und f) Verpressen der Streugutmatte zu einer OSB- oder Waferplatte (10), dadurch gekennzeichnet, dass zu dem verwendeten Holz auch Schwachholz (8) mit Durchmessern unter 0,08 m gehört und zur Zerkleinerung mindestens ein Messerwellenzerspaner (1 ) Verwendung findet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von aus Schwachholz (8) hergestellten Spänen in der OSB- oder Waferplatte (10) wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 50% beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Holz auch nicht entrindetes Holz verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerwellenzerspaner (1) Späne mit einer Dicke von 0,1 bis 0,8 mm erzeugt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dünnen Späne in der OSB- oder Waferplatte (10) durch den Herstellungsprozess für eine Biegefestigkeit sorgen, die den Werten der EN 300 entspricht. Die Norm EN 300 definiert die mechanischen Eigenschaften und die relative Feuchtebeständigkeit.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionierung zumindest teilweise mit einem Trommelsieb (2) oder einem Sternsieb erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionierung vor der Trocknung (4) durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionierung mit einem Trommelsieb (2) oder einem Sternsieb die Entsorgung von Grobgut (13) umfasst.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Grobgut (13) vor der Beleimung ausgesondert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Feinguts (12) als eine Deckschichtbeigabe genutzt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne für eine Deckschicht und eine Mittelschicht der OSB- oder Waferplatte (10) separaten Bunkern zugeführt und anschließend separat mit Leim versehen werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Späne vor der Trocknung einen Heißluftsichter (3) durchlaufen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein verbliebener Rindenanteil unter den Spänen während der Streuung derart separiert wird, dass er über die Dicke der OSB- oder Waferplatte (10) gesehen im mittleren Bereich gestreut wird.

14. Anlage zur Herstellung von OSB- oder Waferplatten gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend wenigstens einen Messerwellenzerspaner (1 ), ein Trommelsieb (2), einen Trockner (4) für Späne, eine Beleimungseinrichtung (5) für Späne, eine Streustation (6) und eine kontinuierliche Presse (7).

15 Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch einen Heißluftsichter (3) umfasst.

16. OSB- oder Waferplatte, hergestellt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.

Description:
Verfahren zur Herstellung einer OSB- oder Waferplatte, Anlage zur Herstellung von OSB- oder Waferplatten und OSB- oder Waferplatten

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer OSB- oder Waferplatte aus Spänen , die zumindest zu mehr als 50% der Gesamtmasse eine Länge von 35 bis 180 mm aufweisen, umfassend die folgenden Schritte, a) Zerkleinerung von Holz zu Feingut, Nutzgut und Grobgut, wobei das Nutzgut zumindest den größten Teil der Späne aufweist, b) Fraktionierung von Feingut, Nutzgut und Grobgut nach Größe c) Trocknung wenigstens des Nutzgutes, d) Beleimung wenigstens eines Teils des Nutzgutes, e) Streuung wenigstens des Nutzgutes zu einer Matte und f) Verpressen der Matte zu einer OSB- oder Waferplatte.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine OSB- oder Waferplatte, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Über die Herstellung einer OSB- oder Waferplatte gibt es zahlreiche Veröffentlichungen und Patentanmeldungen. Die Merkmale a) bis f) zur Herstellung einer OSB- oder Waferplatte sind nahezu in allen Herstellverfahren vorgesehen und können teilweise auf unterschiedliche Art Verwendung finden. Die angegebene Reihenfolge a) bis f) kann auch differieren. Insbesondere kann die Fraktionierung auch nach der Trocknung stattfinden oder davor und danach.

So erfolgt in der Regel die Zerkleinerung des zur Verwendung vorgesehenen Holzes zu Spänen zunächst durch Entrindung von Stämmen und anschließend werden die Späne der oben genannten Plattentypen aus entrindetem Holz mit Messerring-Direktzerspanern oder auch Scheibenzerspanern hergestellt. In beiden Fällen muss das Holz entrindet werden, um wirtschaftliche Werkzeugstandzeiten zu erreichen. Auf Grund des Spanungsverfahrens der oben genannten Zerspanungsmaschinen kann Holz mit geringem (<100 mm) Durchmesser nur in geringen Mengen oder gar nicht eingesetzt werden, da sich ansonsten eine geringe Holzausbeute einstellt mit hoher Feingutanteil. Es gibt ein alternatives Zerspanungs-Verfahren, bei dem die Späne zweistufig hergestellt werden, d.h. zunächst werden Hackschnitzel erzeugt die in einem darauffolgenden Arbeitsschritt mit Hilfe von Messerringzerspanern zu Spänen aufgeschlossen werden. Nachteilig ist bei beiden Verfahren der hohe maschinelle Aufwand, welcher zu hohen Investitions- und Energiekosten (Raumbedarf, Fundamente, Gebäude, Stromverbrauch) führt. Im Übrigen beträgt die Standzeit der Messer in einem Messerringzerspaner oft nur wenige Stunden, was zu häufigen Wartungsausfällen führt.

Die Fraktionierung der gewonnenen Späne erfolgt in der Regel nach der Trocknung, beispielsweise in einem Trommeltrockner. Hierzu verwendet man beispielsweise Scheibensiebe. Das Material wird in unterschiedliche Spanfraktionen aufgeteilt. Die unterschiedlichen Spangrößen werden den späteren Plattenschichten zugeordnet und entsprechend gestreut. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, im Inneren, der sogenannten Mittelschicht, kleinere Späne vorzusehen und außen, also den Deckschichten, größere Spangrößen. Dadurch erhält die OSB- oder Waferplatte eine relativ hohe Biegefestigkeit.

Es besteht demnach die Aufgabe der Erfindung, das Herstellungsverfahren für gleich- oder sogar höherwertige OSB- oder Waferplatten ressourcenschonender und preiswerter zu gestalten. Der Wertigkeit liegen dabei in erster Linie die mechanischen Eigenschaften, insbesondere Biegefestigkeit, Schraubenauszugsfestigkeit und E-Modul, zugrunde.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Herstellverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass zu dem verwendeten Holz auch Schwachholz mit Durchmessern unter 0,08 m gehört und zur Zerkleinerung mindestens ein Messerwellenzerspaner Verwendung findet.

Die Erfinder haben erkannt, dass man für hochwertige OSB- oder Waferplatten durchaus auch Schwachholz einsetzen kann, wenn man zur Zerkleinerung einen Messerwellenzerspaner anstelle von Hackern und Messerringzerspanern einsetzt. Der Raum- und Energiebedarf ist bei Messerwellenzerspanern deutlich geringer. Die neue Ausführungsform erbringt den enormen Unterschied, nur etwa die Hälfte des Energieverbrauchs, den man mit Hackern und Messerringzerspanern benötigte, zu beanspruchen und tatsächlich nur ein Zehntel des Raumbedarfs.

Messerwellenzerspaner erlauben auch geringere Stammdurchmesser zu zerspanen. Das ist mit Messerringzerspaner in nur unbefriedigendem Maß bei Stammdurchmessern von oft weit über 0,08 m bei entrindeten Hölzern möglich. Als Durchmesser sei dabei der Umfang geteilt durch die Zahl Pi (TT= 3,14) definiert. Bei der Verwendung von Messerwellenzerspanern entstehen häufige sogenannte Spreißel. Das sind Holzschnittreststücke, deren Aussortierung mit bekannter Siebtechnik sehr schwierig ist. Die Spreißel können so teilweise in die Presse gelangen und insbesondere bei kontinuierlichen Pressen zu

Beschädigungen führen. Spreißel reduzieren außerdem die Qualität und das Erscheinungsbild der hergestellten OSB- oder Waferplatten.

Die verbesserte Verwendungsmöglichkeit von sogenanntem Schwachholz oder Industrierestholz unter 0,08 m Durchmesser ist aber auch deutlich kostengünstiger, da diese Holztypen preiswerter zu beschaffen sind. Es wurden sogar Hölzer mit einem Durchmesser ab 0,04 m mit positiven Ergebnissen getestet.

Es ist bevorzugt, dass der Anteil von aus Schwachholz hergestellten Spänen in der OSB- oder Waferplatte wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 50% beträgt.

Ab dieser Größenordnung wird das Herstellverfahren besonders wirtschaftlich. Dabei sollte der Gesamtanteil der aus dem Messerwellenzerspaner verwendeten Späne für die OSB- oder Waferplatte 30 bis 100 % betragen. Es können selbstverständlich auch mehrere Messerwellenzerspaner eingesetzt werden. Beispielsweise ist es in vielen Fällen auch sinnvoll, zwei unterschiedlich eingestellte Messerwellenzerspaner zu nutzen, wobei mit dem einen Späne für die Mittelschicht und dem anderen Späne für die Deckschichten erzeugt werden.

Mit besonderem Vorteil ist vorgesehen, dass als Holz auch nicht entrindetes Holz verwendet wird.

Auch hier zeigt sich die gewinnbringende Nutzung des Messerwellenzerspaners, der in der Lage ist, deutlich besser auch nicht entrindetes Holz zu hochwertigen Spänen zu zerspanen, und zwar in einer Weise, dass die Rindenanteile entweder in der OSB- oder Waferplatte

eingebracht werden oder in später erläutertem Weg leicht aussortiert werden können.

Vorzugsweise erzeugt der Messerwellenzerspaner Späne mit einer Dicke von 0,1 bis 0,8 mm.

Die Form der Späne ist ganz entscheidend für die spätere Qualität der OSB- oder Waferplatte. Sie beeinflusst den Leimverbrauch, das spezifische Gewicht und die mechanischen Eigenschaften. So ist es mit einem Messerwellenzerspaner möglich, aus Schwachholz oder Industrierestholz hochwertige Späne herzustellen, da der Messerwellenzerspaner eher sehr flache, dünne Plättchen erzeugt. Diese haben einen höheren Schlankheitsgrad (Spanlänge zu Spandicke), sind einfacher mit Leim zu benetzen und erzeugen einen festen Verbund.

Das wird auch als der Grund angesehen mit dem Verfahren bevorzugt so gearbeitet werden kann, dass eine Biegefestigkeit erreicht wird, die den Werten der EN 300 entspricht.

Es ist jedoch so, dass mit der herkömmlich am häufigsten genutzten Siebtechnik, Spreißel, Rinde und anderes Grobgut nur bedingt aussortiert werden können. Deshalb wird von den Erfindern optional, aber in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, dass die Fraktionierung zumindest teilweise mit einem Trommelsieb oder einem Sternsieb erfolgt. Es hat sich überraschend ergeben, dass ein Trommelsieb Spreißel, Rinde und anderes Grobgut aussortieren kann.

Ein Trommelsieb findet man beispielsweise in der DE3836608A1 und ein Sternsieb in der DE4415815A1. Die der Zerkleinerungsvorrichtung nachgeordnete Siebvorrichtung ist aber vorzugsweise als ein von innen

beschicktes Trommelsieb ausgebildet, welches in Versuchen erprobt, insbesondere mit einer rotierenden Bürste gereinigt werden sollte. Diese kann beispielsweise 30 bis 70% der Trommellänge betragen. Die Trommel, durch die das zerspante Material geschickt wird, ist vorzugsweise in Durchlaufrichtung leicht geneigt. Sie besitzt eine Trommelinnenwand, die als Sieb ausgebildet ist.

Mit besonderem Vorteil wird nun die Maschenweite des Siebes in Laufrichtung immer größer, so wird zunächst das Feingut aus der Trommel abgeführt, an einer in Laufrichtung folgenden Stelle das Nutzgut und am hinteren Ende in Durchlaufrichtung tritt das Grobgut aus und kann vorzugsweise vor der Beleimung entfernt werden.

In einer optional alternativen oder zusätzlichen bevorzugten erfinderischen Ausgestaltung wird die Fraktionierung (also vorzugsweise mit einem Trommelsieb oder einem Sternsieb) bereits vor der Trocknung durchgeführt.

Der Fachmann unterscheidet den „Nassbereich“, in dem das als Holzfeuchte oder Holzfeuchtigkeit bezeichnete Verhältnis der im Holz enthaltenen Wassermasse zur Trockenmasse des Holzes in Prozent bei etwa 60 bis 180 % liegt, und dem „Trockenbereich“ nach der Trocknung, in dem der Wert bei üblicherweise 1 ,5 bis 10 % liegt. In den bekannten Anlagen des Standes der Technik erfolgt die Fraktionierung stets im Trockenbereich. Die Erfinder haben jedoch die Vorteile erkannt, die sich bei einer Fraktionierung bereits im Nassbereich ergibt, weil sich der Energieaufwand erheblich reduziert.

Bevorzugt werden das Nutzgut und eventuell auch das Feingut noch einmal für unterschiedliche OSB- oder Waferplattenschichten separiert und verschiedenen Bunkern zugeführt. Aus diesen Bunkern werden die Späne an die einzelnen für

die Deck- und Mittelschichten zugeordneten Streuköpfe weitergeleitet. Selbstverständlich müssen die Späne vor der Streuung beleimt werden.

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Späne vor der Trocknung einen Heißluftsichter durchlaufen.

Ein solcher Heißluftsichter ist beispielsweise Omega-ähnlich geformt. Das Nutzgut wird dann mit heißer Luft durch das omegaförmige Rohr geführt und zum Einen vorgetrocknet, bevor das Material in den eigentlichen Trockenprozess geleitet wird (der beispielsweise in einer Trockentrommel stattfindet). Zweitens werden schwergewichtige Grobteile, die nicht von dem Luftstrom getragen werden aufgrund der Schwerkraft durch einen Auslass abgeführt, bevor sich den Zenit des omegaförmigen Rohres erreicht haben. Die heiße Luft kann beispielsweise durch die Verbrennung von im Prozess entstanden Holzstaubpartikeln erzeugt werden. Mit dieser Maßnahme ist ebenfalls ein hohes Kosten- und Energieeinsparvolumen vorhanden.

Bevorzugt wird ein verbliebener Rindenanteil unter den Spänen während der Streuung derart separiert, dass er über die Dicke der OSB- oder Waferplatte gesehen im mittleren Bereich gestreut wird.

Durch diese Maßnahme wird der Prozess der Rindenseparierung zusätzlich positiv genutzt. Das Rindenmaterial, das an der Oberfläche einer OSB- oder Waferplatte negativ auffallen würde, wird dabei nicht vorher ausgeleitet, sondern erst im Streuvorgang durch einen Sichtungsvorgang separiert und dann von der Streuanlage in einer mittleren Schicht der zu verpressenden Streugutmatte für OSB- oder Waferplatte gestreut. Dadurch sind die Rindenanteile unsichtbar in der OSB- oder Waferplatte verborgen.

Zudem soll eine Anlage zur Herstellung von OSB- oder Waferplatten geschützt werden, die nach dem beschriebenen Verfahren arbeitet.

Ferner soll die OSB- oder Waferplatte unter Schutz gestellt werden, die nach dem beschriebenen Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 erzeugt werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens,

In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung durch ein beispielhaftes Ablaufschema des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für Spanplatten dargestellt. Dabei sind die für den Prozess wesentlichen Anlagenbestandteile in sieben Kästchen dargestellt. Für die meisten Fälle ist auch die dargestellte Reihenfolge diejenige, die Verfahren bei der Verwendung der Aggregate eingehalten wird. Leichte Änderungen in der Reihenfolge bzw. Hinzunahme weiterer Aggregate sind aber möglich und sollen den Erfindungsgedanken nicht einschränken.

Der Messerwellenzerspaner 1 ist ein wichtiger Bestandteil der Anlage, der im Gegensatz zu den ansonsten verwendeten Hackern und mehreren Messerringzerspanern für ein deutlich preiswerteres Herstellverfahren sorgt. Ein solcher Messerwellenzerspaner kann durchaus einen Anteil von 30 bis 100 % des zerkleinerten Holzes für die Spanplatte bereitstellen. Zusätzlich wird das Herstellverfahren preiswerter, da im Messerwellenzerspaner entrindetes oder nichtentrindetes Schwachholz mit Durchmessern unter 0,08 m Verwendung

finden kann. Der Anteil von Schwachholz an der neuen Spanplatte kann wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 50% betragen.

Als weiteres wichtiges Aggregat im Herstellprozess der Spanplatte ist ein Trommelsieb 2 vorgesehen. Dieses ist wesentlich energieeffizienter einzusetzen als beispielsweise Scheibensiebe. Das Trommelsieb ist in der Lage, die erzeugten Späne direkt zu fraktionieren in Feingut 12, Nutzgut 11 und ggf. auszusortierendes Grobgut 13. Das Nutzgut umfasst die Späne, die für die Spanplattenherstellung genutzt werden. Diese können noch einmal in die Späne für die Mittelschicht einer Spanplatte und in die Späne für die Deckschichten separiert werden. Unter Umständen kann beispielsweise der Deckschicht auch noch Feingut zugemischt werden, um die Oberfläche besonders glatt zu machen.

Zumindest ein Teil des Nutzgutes 11 wird in einem Heißluftsichter 3 vorgewärmt und gleichzeitig von Grobgut befreit, bevor das Gut in den Trommeltrockner geleitet wird. Ganz generell gilt für das Ablaufschema, dass zwischen den einzelnen für die Erfindung wichtigen Stationen noch weitere Anlagenteile angeordnet sein können. Beispielsweise sind Bunker oder Speicher, Luftaufbereitungen oder ähnliche Aggregate nicht dargestellt.

Die Späne werden dann in einem oder mehreren handelsüblichen Trocknern 4, beispielsweise auch jeweils einem für eine bestimmte Größe oder Streuschicht, getrocknet. Anschließend kann das Streugut aus Bunkern oder Speichern einer ebenfalls bekannten Beleimungseinrichtung 5 zugeführt werden. Wie üblich werden die Späne dort in einem Fallschacht oder einer großen Mischertrommel mit Bindemitteln besprüht, um im späteren Pressvorgang fest verbunden werden zu können.

Die Späne werden, für die einzeln Schichten in unterschiedliche Größen separiert, einer Streustation 6 einzelnen Streuköpfen zugeführt, die das Nutzgut gleichmäßig verteilt auf ein Streuband streuen und so einer Streugutmatte 9 bilden. Diese Streugutmatte wird anschließend in die kontinuierliche Presse 7 verbracht und dort unter Druck und höherer Temperatur verpresst. Eine solche kontinuierliche Presse wird bei der Anmelderin unter dem Namen ContiRoll vertrieben.

Dadurch, dass der Messerwellenzerspaner sehr dünne (Dicke von 0,1 bis 0,8 mm) und nicht so schmale Späne wie ein Messerringzerspaner herstellt, kann man mit dem Verfahren durch eine geeignete Beleimung und Verpressung ebenfalls die Biegefestigkeit erreicht wird, die den Werten der EN 300 entspricht. Bezugszeichenliste