DE102005006796B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Dämmstoffplatten - Google Patents

Abstract

Bei der Herstellung von Dämmstoffplatten muss darauf geachtet werden, dass die Geschwindigkeit des Behandlungsgases gering ist, weil es sonst zu Entmischungen innerhalb des noch nicht verfestigten Vlieses oder zu Dickenunterschieden kommen kann. Die Vorrichtungen müssen entsprechend groß dimensioniert sein. Die Erfindung überwindet diesen Nachteil, indem das Formen des Vlieses in zwei Stufen (7, 8) erfolgt, wobei jede der Stufen (7, 8) Kalibrieren und Fixieren umfasst, und indem die obere Fläche des teilweise fixierten Vlieses zwischen den Stufen (7, 8) geglättet wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Dämmstoffplatten aus Fasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Aus der DE 196 35 410 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Dämmplatten bekannt, bei dem Holz- und/oder Pflanzenpartikel zu einem Rohmaterial zerspant und dann beleimt und getrocknet werden. Aus dem so gewonnenen Zwischenmaterial wird durch Streuen ein Vlies gebildet, das auf eine gewünschte Plattenstärke verdichtet und für 10 bis 20 Sekunden mit einem Dampf-Luft-Gemisch behandelt wird. Hierbei wird darauf geachtet, dass ein Voraushärten des Bindemittels vermieden wird. Schließlich wird durch das verdichtete Vlies ein Heißluftstrom geleitet, um es zu trocknen und die Bindemittel auszuhärten.
• Die WO 02/22331 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von plattenförmigen Formelementen auf Naturfaserbasis, bei dem Naturfasern mit Bindemitteln vermischt und dann auf einer Formstation ausgebracht werden. Hier wird das Gemisch ausgeformt und gedämpft, wobei es verfestigt wird. Anschließend wird das Gemisch gepresst, und es erfolgt eine Heißluftaktivierug der Bindemittel.
• Diese bekannten Verfahren sind einstufig, das heißt, das Faser- Bindemittel- Gemisch wird einmal kalibriert, und anschließend werden die Bindemittel aktiviert und/oder gehärtet. Dies hat den Nachteil, dass die Geschwindigkeit des Gases für die Aktivierung und/oder Härtung niedrig sein muss, damit das lockere Gefüge des Gemisches erhalten bleibt und keine Unebenheiten der Oberfläche entstehen. Andererseits ist die maximale Temperatur des Gases durch das Material der Fasern und der Bindemittel begrenzt, so dass eine Verbesserung der Produktivität durch Temperaturerhöhung nicht möglich ist. Daher muss eine Vorrichtung zum Herstellen von Dämmstoffplatten relativ groß ausgelegt werden, damit die Wirksamkeit der Bindemittel voll erreicht wird und gegebenenfalls unerwünschte Feuchtigkeit verdampft werden kann.
• Die DE 35 39 364 C2 offenbart ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Span- oder Faserplatten, bei dem ein mit wärmehärtbarem Bindemittel versetztes Span- oder Faservlies zu einer Platte verpresst wird, indem e abwechselnd verdichtet und entlastet und anschließend unter Wärmezufuhr kalibriert wird. Hierbei wird das Vlies in einem ersten Pressvorgang bis zu einer Sollstärke der fertigen Platte verdichtet, dann so zurückfedern gelassen, bis die Dicke über dem Kalibrierwert liegt und sein Gegendruck maximal 20% des vorher angewandten Pressdrucks beträgt. Schließlich wird das Vlies nach dem letzten Pressvorgang bei im Wesentlichen konstantem Gegendruck in einer Ebene kalibriert und ausgehärtet. Dieses bekannte Verfahren soll die Einstellbarkeit von Festigkeiten der Platten erreichen und bringt für die Herstellung von Dämmstoffplatten keine Vorteile.
• Fasern im Sinn dieser Erfindung sind alle für das Herstellen von Dämmstoffplatten geeigneten faserartigen Materialien wie z.B. Glaswolle, Steinwolle, Kunststofffasern, Holzfasern, Papierfasern, Flachs, Wolle und Baumwolle, einzeln oder gemischt.
• Der Begriff Bindemittel umfasst einen einzelnen geeigneten Stoff oder eine Mischung mehrerer Stoffe. Geeignete Stoffe sind flüssig, pulver- oder faserförmig und bestehen z.B. aus Harz oder Kunststoff.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Dämmstoffplatten aus Fasern zur Verfügung zu stellen, bei dem mit größeren Luftmengen gefahren werden kann und bei dem eine Vorrichtung entsprechend kleiner ausgelegt sein kann. Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Die erste Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das Formen der Dämmstoffplatten ist in zwei Stufen aufgeteilt. Jede der Stufen umfasst ein Kalibrieren und ein Fixieren eines Faser- Bindemittel- Gemisches, wobei die Höhe des Gemisches in der ersten der Stufen größer ist als in der zweiten. In jeder der Stufen wird ein geeignetes Gas, z.B. erhitzte Luft, zum Fixieren der Bindemittel von oben nach unten durch das Gemisch geleitet. Hierbei ist die erste Stufe so ausgelegt, dass die Bindemittel nur zum Teil wirksam werden. Diese Maßnahmen bewirken, dass das Fixieren in jeder der Stufen mit einer größeren Luftmenge erfolgen kann, wodurch sie wesentlich kleiner dimensioniert werden können als die bekannten Vorrichtungen oder eine entsprechend höhere Kapazität aufweisen.
• Die größere Luftmenge in der ersten Stufe verursacht infolge der höheren Durchströmungs-Geschwindigkeit in Verbindung mit einer nur unvollständigen Fixierung, dass z.B. kurze Fasern mitgerissen und/oder sehr lockere Stellen des Gemisches (mit relativ wenig Masse pro Volumen) verdichtet werden. Hierdurch kann die obere Fläche des Vlieses in der ersten Stufe uneben werden, das heißt, es können Einbuchtungen auf der Oberfläche entstehen. Diese Unebenheiten werden durch das Glätten, das zwischen den Stufen durchgeführt wird, und durch das zweite Kalibrieren ausgeglichen, so dass am Ende des Verfahrens eine Dämmstoffmatte mit den geforderten Eigenschaften zur Verfügung steht.
• Entsprechendes gilt für die zweite Aufgabe, die durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst ist.
• Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
• Fräsen nach Anspruch 2 bewirkt, dass überstehendes Material von der Oberfläche abgetragen und in die Einbuchtungen eingetragen wird. Hierdurch wird die fertige Dämmstoffplatte insgesamt homogener und ihre Oberfläche glatter.
• Die Dickenverhältnisse nach Anspruch 3 ergeben eine Struktur des Gemisches, die gut luftdurchlässig ist und daher eine hohe Geschwindigkeit des Wärmebehandlungsmittels im Gemisch erlaubt, ohne dass die Struktur der fertigen Dämmstoffplatten nachteilig verändert wird. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit dem Geschwindigkeitsbereich nach Anspruch 4 für das Wärmebehandlungsmittel zu sehen.
• Die Temperatur nach Anspruch 5 und die Aufenthaltszeit nach Anspruch 6 gewährleisten die volle Funktion des Bindemittels und gegebenenfalls die Trocknung des Gemisches unter Ausnutzung der bestmöglichen Leistung, ohne dass die Fasern und/oder das Bindemittel geschädigt werden.
• Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Es zeigen
• 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
• 2 eine alternative Glättvorrichtung.
• Wie aus 1 ersichtlich umfasst eine Vorrichtung zum Herstellen von Dämmstoffplatten ein horizontales, endloses Transportband 1, das am eingangsseitigen, in der Figur linken Ende und am ausgangsseitigen Ende um jeweils eine Umlenkwalze 2 geführt ist. Eine der Umlenkwalzen 2 ist mit einem Antrieb verbunden.
• Über dem eingangsseitigen Ende des Transportbands 1 ist eine Streuvorrichtung 3 für ein Faser- Bindemittel- Gemisch angeordnet, die mit einer nicht dargestellten Mischstation verbunden ist. Unter der Streuvorrichtung 3 sind unmittelbar über dem Band verstellbare Leisten 4 zum Begrenzen der Breite der Dämmstoffplatten befestigt.
• In Transportrichtung gemäß Pfeil 5, auf die sich im Folgenden Richtungsangaben beziehen, hinter der Streuvorrichtung 3 ist ein Gehäuse 6 so angeordnet, dass es das Transportband 1 in einem Bereich zwischen den Umlenkwalzen 2 umschließt. Innerhalb des Gehäuses 6 sind zwei Stufen 7, 8 zum Formen der Dämmstoffplatten angeordnet. Jede der Stufen 7, 8 umfasst ein endloses Kalibrierband 9, 11, das parallel zum Transportband 1 oder alternativ keilförmig ausgerichtet und um Walzen 10, 12 geführt ist. Weiterhin sind für jede Stufe 7, 8 nicht dargestellte Mittel zum Umwälzen von einem Wärmebehandlungsmittel, z.B. erhitzter Luft angeordnet.
• Die erste Stufe 7 beginnt unmittelbar hinter dem Eingang des Gehäuses 6 und endet kurz vor der Mitte des Gehäuses 6. Die Länge der ersten Stufe 7 beträgt 5 bis 50% der Länge des Gehäuses 6. Der Abstand eines ersten Untertrums 9a des ersten Kalibrierbands 9 zum Obertrum 1a des Transportbands 1 ist über die ersten Walzen 10 einstellbar. Eine der ersten Walzen 10 ist mit einem Antrieb verbunden.
• Die zweite Stufe 9 beginnt kurz hinter der Mitte des Gehäuses 6 und endet am Ausgang des Gehäuses 6. Die Länge der zweiten Stufe 9 beträgt 40 bis 95% der Länge des Gehäuses 6. Der Abstand eines zweiten Untertrums 11a des ersten Kalibrierbands 11 zum Obertrum 1a des Transportbands 1 ist über die zweiten Walzen 12 einstellbar. Eine der zweiten Walzen 12 ist mit einem Antrieb verbunden.
• Zwischen den Kalibrierbändern 9, 11 ist über die Breite des Transportbands 1 eine Glättvorrichtung in Form einer Glättwalze 13 höhenverstellbar angeordnet. Die Glättwalze 13 ist mit einem Antrieb verbunden. Sie weist einen gerauhten Mantel auf; alternativ sind z.B. über den Mantel verteilt Zahnscheiben oder radial abstehende Stifte angeordnet. Die Glättvorrichtung erstreckt sich über 0 bis 10% der Länge des Gehäuses 6.
• Hinter der hinteren Umlenkwalze 2 ist bei Bedarf eine Kühlvorrichtung und weiterhin eine Schneidvorrichtung angeordnet (nicht dargestellt).
• Das Transportband 1 und die Kalibrierbänder 9, 11 sind luftdurchlässig und z.B. als Siebbänder ausgebildet. Sie weisen eine zumindest annähernd gleiche Breite auf.
• Im Betrieb werden in der Mischstation Fasern und als Bindemittel Kunststofffasern in einem geeigneten Verhältnis zu dem Faser- Bindemittel- Gemisch vermischt und kontinuierlich zu der Streuvorrichtung 3 gefördert. Diese verstreut das Gemisch weitgehend gleichmäßig auf das durchlaufende Transportband 1, so dass ein Vlies mit vorwählbarem Flächengewicht entsteht. Die Streubreite entspricht in etwa der Soll- Breite der Dämmstoffplatten; deren Breite wird weiter durch die Leisten 4 festgelegt.
• Das Vlies wird in Richtung des Pfeils 5 in das Gehäuse 6 und somit in die erste Stufe 7 transportiert und mit Hilfe des ersten Kalibrierbands 9 auf eine erste Dicke vorverdichtet. Die erste Dicke entspricht dem 0,8 bis 2,0- fachem, insbesondere dem 1,1 bis 1,6- fachem der Solldicke der Dämmstoffplatten. Das erste Kalibrierband 9 wird mit einer annähernd gleichen Geschwindigkeit wie das Transportband 1 so angetrieben, dass der erste Untertrum 9a in die selbe Richtung läuft wie das Vlies. In der ersten Stufe 7 wird das vorverdichtete Vlies von erhitzter Luft von oben nach unten durchströmt und auf diese Weise teilweise verfestigt, indem das Bindemittel teilweise aktiviert wird. Die Luft hat im Vergleich zu den bekannten Verfahren eine relativ hohe Geschwindigkeit, so dass auf der oberen Fläche des Vlieses Unregelmäßigkeiten in Form von Einbuchtungen entstehen können.
• Diese Unregelmäßigkeiten werden von der Glättwalze 13 ausgeglichen, indem diese Fasern von den höheren Stellen der oberen Fläche abträgt und in den Einbuchtungen einlagert. Hierfür ist die Glättwalze 13 gleichsinnig mit der Transportrichtung des Vlieses angetrieben. Alternativ ist die Glättwalze 13 gegensinnig angetrieben. Die Höhe der Glättwalze 13 so eingestellt, dass deren unterste Begrenzung zwischen der Höhenlage des ersten Untertrums 9a und des zweiten Untertrums 11a angeordnet ist. Der Abstand der untersten Begrenzung zum Obertrum 1a des Transportbands 1 beträgt das 0,9 bis 1,9- fache, insbesondere das 1,2 bis 1,6-fache der Solldicke der Dämmstoffplatten.
• Nach der Glättwalze 13 tritt das vorverdichtete Vlies in die zweite Stufe 8 ein, wo es mit Hilfe des zweiten Kalibrierbandes 11 auf die Soll- Dicke der Dämmstoffplatten verdichtet und von erhitzter Luft von oben nach unten durchströmt wird. Hierbei wird das Bindemittel vollständig aktiviert. Auch in der zweiten Stufe 8 sind relativ hohe Geschwindigkeiten der Luft einstellbar, ohne dass Nachteile entstehen, weil das Vlies in der ersten Stufe 7 bereits vorverfestigt wurde.
• In beiden Stufen 7, 8 wird die Luft auf bekannte Weise im Kreislauf gefahren. Hierfür wird getrennt für jede Stufe 7, 8 die Luft aus einem Raum unterhalb des Obertrums 1a durch ein Gebläse abgesaugt, nach dem Gebläse in einem Wärmetauscher erhitzt und weiter über Düsenkästen auf die Oberfläche des Vlieses geleitet.
• Nach dem Verfestigen kann das Vlies gekühlt werden, bevor es in einer Schneidvorrichtung zu Platten geschnitten wird.
• Die Betriebsbedingungen für die Herstellung sind abhängig von dem eingesetzten Gemisch und der Soll- Dicke der Dämmstoffplatten. In beiden Stufen 7, 8 beträgt die Luftgeschwindigkeit durch das Vlies 0,1 bis 1,5 m/s. Die Aufenthaltszeit in jeder Stufe 7, 8 beträgt 1 bis 10 min, auf die Dicke der Dämmstoffplatten bezogen insbesondere 0,25 bis 0,75 min/10mm. Die Temperatur der erhitzten Luft ist größer 100°C, insbesondere 130° bis 160°C. Der Druckunterschied der Luft zwischen dem Raum oberhalb und dem Raum unterhalb des Vlieses beträgt bis 180 mmWS, vorzugsweise 30 bis 100 mmWS.
• Die fertigen Dämmstoffplatten haben eine Dicke von 5 bis 200 mm.
• Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel nach 2 ist als Glättvorrichtung ein Blech 14 angeordnet. Es ist in Transportrichtung fallend geneigt. Die dem Transportband 1 zugewandte Fläche des Blechs 14 ist rauh und/oder mit kurzen Stiften versehen. Das Blech kann mit einem Antrieb verbunden sein, der es im Betrieb schwingend in Bewegung setzt.

Claims (9)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Dämmstoffplatten aus Fasern, wobei die Fasern mit einem Bindemittel vermischt werden, wobei das Gemisch aus Fasern und Bindemittel in einer vorbestimmten Dicke auf ein Tragband (1) zu einem Vlies aufgetragen, anschließend zu einer Solldicke kalibriert und dann durch eine Wärmebehandlung fixiert und gegebenenfalls getrocknet wird, und wobei das Formen in zwei Stufen (7, 8) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Stufen (7, 8) Kalibrieren und Fixieren umfasst, und dass die obere Fläche des teilweise fixierten Vlieses zwischen den Stufen (7, 8) geglättet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Glätten gefräst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke des Vlieses nach dem ersten Kalibrieren das 0,8- bis 2,0-fache einer Solldicke und nach dem Glätten das 0,9- bis 1,9-fache der Solldicke der Dämmstoffplatten beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit des Wärmebehandlungsmittels durch das aufgetragene Gemisch 0,1 bis 1,5 m/s beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur eines Wärmebehandlungsmittels 100° bis 180°C beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufenthaltszeit in jeder Stufe (7, 8) 0,25 bis 0,75 Minuten pro cm Solldicke beträgt.
7. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Dämmstoffplatten aus Fasern mit einem antreibbaren Transportband (1), mit einer Aufstreuvorrichtung (3), die ein Gemisch aus den Fasern und einem Bindemittel auf dem Transportband (1) zu einem Vlies verteilt, mit mindestens einem Kalibrierband (9, 11), das oberhalb des Transportbandes (1) angeordnet ist, und mit Mitteln zum Blasen von erwärmtem Gas durch das kalibrierte Vlies, wobei das Gas zumindest teilweise im Kreislauf geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kalibrierbänder (9, 11) in Transportrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen einem ersten der Kalibrierbänder (9) und dem Transportband (1) größer ist als der Abstand zwischen einem zweiten der Kalibrierbänder (11) und dem Transportband (1), und dass zwischen den Kalibrierbändern (9, 11) eine Glättvorrichtung angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättvorrichtung eine Walze (13) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättvorrichtung ein Blech (14) ist.