DE102024001720B3 - Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte sowie Werkstoffplatte und Verwendung einer Werkstoffplatte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte aus einer Matte (1) aus Streumaterial (17), bevorzugt aus Spänen, Fasern und/ oder Schnitzeln aus Biomasse ggf. mit Beimischung von Bindemittel und/oder Kunststoffen, umfassend:
- Streuen des Materials (17) zu der Matte (1) auf ein Formband (13),
- Leiten des Formbands (13) mit Matte (1) durch eine Vorpresse (5),
- Verdichten der Matte (1) in der Vorpresse (5),
- Erzeugen eines Umgebungsatmosphärenbereichs (11) mit heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch,
- Nachführen von heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch zur Aufrechterhaltung des Umgebungsatmosphärenbereichs,
- Verdichten der Matte in einer Doppelbandpresse (14) zu einer gepressten Werkstoffplatte. Um die Matte (1) die Matte auf ihrem Weg von der Vorpresse (5) hin zur kontinuierlichen Doppelbandpresse weniger auskühlen zu lassen, ist vorgesehen, dass
- die Matte (1) unmittelbar nach dem Austritt aus der Vorpresse (5) in dem erzeugten Umgebungsatmosphärenbereich (11) mit Einsaugen der heißen Luft, des Dampfes oder des Dampf-Luft-Gemisches relaxiert und
- die Matte (1) während des Relaxierens über wenigstens einem Meter Wegstrecke (12) außer zum Umgebungsatmosphärenbereich (11) nur Kontakt zu dem sie tragenden Formband (13) hat.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte aus einer Matte aus Streumaterial, bevorzugt aus Spänen, Fasern und/ oder Schnitzeln aus Biomasse ggf. mit Beimischung von Bindemittel und/oder Kunststoffen, umfassend:
• - Streuen des Materials mittels einer Streueinrichtung zu der Matte auf ein Formband,
• - Leiten des oder eines sich anschließenden Formbands mit Matte durch eine Vorpresse,
• - Verdichten der Matte auf zumindest 150% ihrer ursprünglichen Dichte mittels eines auf die Matte drückenden Umlaufbandes in der Vorpresse,
• - Erzeugen eines Umgebungsatmosphärenbereichs zumindest oberhalb des Formbandes mit heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch, mit einer Temperatur zwischen 45°C und 120°C hinter der Vorpresse,
• - Nachführen von heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch mit einer Temperatur zwischen 45°C und 120°C zur Aufrechterhaltung des Umgebungsatmosphärenbereichs und
• - Verdichten der Matte in einer Doppelbandpresse mit umlaufenden beheizbaren Metallbändern zu einer gepressten Platte mit einer Höhe unter 80% der Höhe der in die kontinuierliche Doppelbandpresse einlaufenden Matte.
• Eine solche Anlage mit einer Vorpresse ist aus der EP 1 688 230 A1 bekannt, in der Erwärmungs- und Bedampfungseinrichtungen vorgesehen sind.
• Die Herstellung von Werkstoffplatten findet entweder taktgebunden oder kontinuierlich statt. Da in den letzten Verdichtungseinheiten des Herstellungsprozesses der Werkstoffplattenerzeugung auch mit nennenswerten Drücken gearbeitet wird, werden diese Einheiten vom Fachmann meist mit Bezug auf eine Gesamtanlage als Presse bezeichnet. Bei der Erzeugung von Werkstoffplatten im Sinne der vorliegenden Schrift liegen die Arbeitsdrücke hier, abhängig von Material und Größe der zu erzeugenden Werkstoffplatte, meist in Bereichen zwischen etwa 50 N/cm² und ca. 500 N/cm² und dort vorteilhafterweise zwischen 100 N/cm² und 400 N/cm². Dabei gibt die Arbeitsweise der abschließenden Verdichtungseinheit vor, ob der Gesamtprozess als taktgebundenes oder kontinuierliches Verfahren beschrieben wird. Bei einer taktgebundenen Herstellung werden die Werkstoffplatten als flächenförmige Gegenstände mit in allen drei Raumrichtungen endlichen Abmessungen gepresst, während die Werkstoffplatten, die in einem kontinuierlichen Prozess erzeugt werden, Ablängungen einer kontinuierlich gepressten Bahnware darstellen. Von letztgenanntem Prozess geht die Erfindung aus. Hier werden die abschließenden Pressen „kontinuierliche Presse“ genannt. Die Anmelderuin vertreibt sie unter dem Namen ContiRoll. Bei dieser Erfindung wird davon ausgegangen, dass die kontinuierliche Heißpresse zur Endverdichtung die Matte auf eine Höhe von mindestens 80% der einlaufenden Dicke oder eben weniger verdichtet und als Doppelbandpresse ausgebildet ist.
• Sowohl in wirtschaftlicher Hinsicht als auch im Hinblick auf ihre technische Einsatzfähigkeit nehmen Holzwerkstoffplatten unter den Werkstoffplatten einen besonderen Stellenwert ein. Holzwerkstoffplatten werden in den unterschiedlichsten Ausführungsformen für unterschiedliche Anwendungszwecke hergestellt. Besonders weit verbreitet sind Spanplatten, OSB-Platten und MDF-Platten, sowie aus einzelnen Schichten derartiger Verbunde aufgebaute Hybridplatten.
• Diese Platten werden üblicherweise aus Holzpartikeln unterschiedlicher Form und Größe hergestellt, wobei die Holzpartikel durch Stimulierung eigener Adhäsionsmechanismen und Zugabe von Bindemitteln (i.d.R. eines Leimes) verbunden werden.
• In jüngerer Zeit ist man bestrebt neben den zum Nachwachsen viele Jahre benötigenden Holzwerkstoffen auch Einjahrespflanzen, insbesondere grasartige Pflanzen, zur Produktion von Werkstoffplatten zu benutzen. So sind aus dem Stand der Technik auch mehrschichtig aufgebaute Werkstoffplatten bekannt, deren einzelne Schichten aus Einjahrespflanzen bestehen.
• Im Bereich der Holzwerkstoffplatten aus mehrjährigen Hölzern gibt es zahlreichen Stand der Technik hinsichtlich des Schichtaufbaus. Beispielhaft seien hier aufgeführt:
• MDF-Platten aus gehackten und gewaschenen Hackschnitzeln, die zum Teil thermodynamisch in Refinern zerfasert werden und zu einem Vlies gestreut werden, das gepresst wird. MDF-Platten haben den Vorteil hoher Festigkeiten, glatter und gleichförmiger Oberflächen und einer guten Fräsbarkeit.
• Weiter sind natürlich OSB-Platten mit OSB-typischer Strand-Separierung (grob außen, fein im Kern) bekannt. Sie stehen für eine hohe Biegefestigkeit und geringe Produktdichten.
• Reine Spanplatten (beispielweise mit Feindeckschicht und gröberer Mittelschicht) haben den Vorteil hoher Materialausbeute und bieten innen die Nutzungsmöglichkeit geringwertigerer Holzsortimente, außen haben sie dagegen glatte und gleichförmige Produktoberflächen.
• Unter den Hybridplatten kommt für diese Erfindung einer OSB-Platte mit MDF-Deckschicht eine große Bedeutung zu. Der Vorteil gegenüber einer OSB-Platte allein ist die glattere und geschlossenere Oberfläche. Dies ist auch bei einer OSB-Platte mit einer feinen Span-Deckschicht der Fall.
• Im Herstellungsprozess findet sich bei Werkstoffplatten neben der Presse bzw. kontinuierlichen Presse, die die Endverdichtung bewirken, auch sogenannte Vorpressen, bei denen die gestreute Matte vorverdichtet und eventuell auch vorgewärmt wird, bevor sie der Presse zugeführt wird.
• Der Erfindung liegen Pressgutmatten zugrunde, die für die Herstellung von Werkstoffplatten vorgewärmt und vorverdichtet werden. Grundsätzlich wird aber auch die Behandlung Pressgutmatten oder Materialbahnen bestehend aus Partikeln anderer Materialien als Holz erfasst. Eine Pressgutmatte für die hier näher dargestellte Herstellung von Holzwerkstoffplatten besteht in der Regel aus Spänen oder Fasern, insbesondere Holzspänen oder Holzfasern, bevorzugt beleimten Holzspänen oder Holzfasern, die z. B. auf einem Streubandförderer oder dergleichen zu einer Pressgutmatte gestreut werden. Dadurch wird eine kontinuierliche Pressgutmatte und folglich ein Pressgutmattenstrang erzeugt, der zur Erwärmung eine Doppelband-Vorwärmeinrichtung bzw. Doppelband-Vorverdichtungseinrichtung durchläuft und anschließend in einer Presse, z. B. in einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse, unter Anwendung von Druck und Wärme zu einer Platte bzw. einem Plattenstrang verpresst wird.
• Zur Optimierung des Pressprozesses erfolgt die Vorwärmung der Pressgutmatte bzw. des Pressgutes in der Vorwärmeinrichtung. Die Mattenvorwärmung im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten wird in der Praxis seit langem in unterschiedlichsten Ausführungsformen realisiert. So kennt man z. B. Doppelband-Vorwärmeinrichtungen, in denen die Pressgutmatte mittels einer Dampfzuführungseinrichtung mit Dampf, z. B. mit Sattdampf mit Temperaturen zwischen 100°C und 130°C erwärmt wird, der vor dem Presseneinlauf in die Mattenoberfläche injiziert wird, so dass die Deckschichten unmittelbar aufgeheizt werden. Dabei kann der Sattdampf oberhalb und unterhalb in die Matte injiziert werden. Die umlaufenden Transportbänder, die als Siebbänder ausgebildet sind, fixieren die Mattenoberflächen oben und unten während der Dampfinjektion. Alternativ wird die Vorwärmung in einer Doppelband-Vorwärmeinrichtung realisiert, indem die Mattenoberflächen abwechselnd mit einem Dampf-Luft-Gemisch beaufschlagt werden, wobei die Durchdringung der Matte durch das Gemisch durch eine der beaufschlagten Seite gegenüberliegende Absaugung bzw. einen Unterdruck unterstützt wird. Dabei ist es in der Praxis ergänzend möglich, zusätzlich eine Entlüftung der Matte nach der Vorwärmung und vor dem Einlauf in die kontinuierlich arbeitende Presse durchzuführen, und zwar entweder durch eine separate Vorpresse oder durch einen in die Vorwärmeinrichtung integrierten Nachverdichter (Kompaktor). Der Kompaktor verdrängt durch mehrere Walzen Luft aus der Matte, so dass der Einlauf der kontinuierlichen Presse mit höherer Dichte angefahren wird und die Gefahr von Ausbläsern reduziert wird. Ein Verfahren und eine Anlage zum Vorwärmen von Pressgutmatten aus beleimten Pressgut ist z. B. aus der DE 197 01 596 C2 bekannt. Dabei wird die Pressgutmatte in einer Vorwärmanlage einer Strömungsbehandlung unterzogen, bei der sie von einer klimatisierten Fluid aus Luft und Wasserdampf bei einer Temperatur von unter 100°C mit einem eingestellten Taupunkt und einer eingestellten Taupunktdifferenz durchströmt wird. Die Behandlung einer Streugutmatte mit einem Dampf-Luft-Gemisch ist auch im Zusammenhang mit der Herstellung biologisch abbaubarer Dämmplatten bekannt (vgl. DE 196 35 410 A1 ). Dabei wird die Matte bzw. das Vlies zunächst auf die gewünschte Plattenstärke verdichtet und anschließend wird in das verdichtete Vlies in einer Aufheizzone über einen Zeitraum von 10 bis 20 Sekunden ein Dampf-Luft-Gemisch eingeführt, und zwar unter Vermeidung von Voraushärtungen der Bindemittel. Zur Aushärtung und Trocknung wird in einem weiteren Behandlungsschritt durch das verdichtete Vlies ein Heißluftstrom hindurch geleitet. Die insoweit bekannte Anlage dient folglich nicht der Vorwärmung einer Matte für eine anschließende Verpressung in einer separaten Presse, sondern in der Doppelband-Presse erfolgt sowohl die Vorwärmung über ein Dampf-Luft-Gemisch als auch die Aushärtung und Trocknung der Matte mittels Heißluft. Verfahren und Vorrichtungen zur Vorwärmung von Pressgutmatten im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten sind im Übrigen aus der EP 2 213 432 A1 und der EP 2 588 286 B1 bekannt. Die Mattenvorwärmung vor einer kontinuierlich arbeitenden Holzwerkstoffplattenpresse hat sich in der Praxis bewährt.
• Von besonderer Bedeutung bei der Vorwärmung im Stand der Technik sind dabei die endlos umlaufenden Transportbänder, die als Siebbänder ausgebildet sind, Kontakt mit der Matte haben und durch die der Dampf oder das Dampf-Luft-Gemisch in die Matte injiziert wird. Da das Siebband im Rücklauf eine gewisse Abkühlung erfährt und im Dampf-Injektionsbereich wieder auf die Prozesstemperatur und folglich auf den Taupunkt aufgeheizt wird, kondensiert bei jedem Umlauf Dampf an den Siebbändern. Dabei nimmt die Feuchte im Siebband so lange zu, bis die dem Band bei jedem Umlauf entzogene Feuchte so groß ist wie die dem Band zugeführte Feuchte. Dadurch kann sich im Band unter ungünstigen Randbedingungen (z. B. witterungsbedingt bzw. jahreszeitlich bedingt) so viel Kondensat sammeln, dass sich Kondensattropfen bilden, die so groß sind, dass sie auf die Produktoberfläche (d. h. auf die Pressgutmatte) gelangen und dort zu Flecken auf den Oberflächen des finalen Produktes (d. h. der Holzwerkstoffplatte) führen. Es besteht folglich das Bedürfnis, die durch Kondensat auf der Produktoberfläche verursachten Flecken zu vermeiden. Da diese Probleme unmittelbar mit dem Prinzip der Vorwärmung mit Dampf oder einem Dampf-Luft-Gemisch verbunden sind, wurden auch alternative Verfahren zur Vorwärmung von Pressgutmatten vorgeschlagen, z. B. die Vorwärmung mittels Mikrowellen (vgl. z. B. DE 10 2016 110 808 A1 ). Unabhängig davon besteht jedoch nach wie vor ein erhebliches Interesse an der grundsätzlich vorteilhaften und wirtschaftlichen Mattenvorwärmung durch Beaufschlagung mittels Dampf oder Dampf-Luft-Gemischen. Auch hinsichtlich der hier beschriebenen Erfindung kann eine derart über Dampf oder Dampf-LuftGemische genutzte Vorwärmung durch perforierte Umlaufbänder hindurch eingesetzt sein.
• Voraussetzung für die Erfindung ist in allen Fällen der Einsatz einer einen beispielsweise über umlaufende Bänder auf die gestreute Matte ausübenden Vorrichtung, die einen Pressdruck und ggf. auch die Einleitung eines heißen Mediums in die Matte vornimmt und in der weiteren Beschreibung als Vorpresse bezeichnet wird. Von dort aus wird die Matte weitergeleitet und schließlich in die Heißpresse, also die Doppelbandpresse geführt.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine zusätzliche oder alternative Zuführung von Dampf, heißer Luft oder einem Dampf-Luft-Gemisch zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, die Matte auf ihrem Weg von der Vorerwärmungseinheit oder der Vorpresse hin zur kontinuierlichen Presse weniger auskühlen zu lassen.
• Die Aufgaben der Erfindung werden durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 gelöst und insbesondere dadurch, dass
• - die Matte unmittelbar nach dem Austritt aus der Vorpresse n dem erzeugten Umgebungsatmosphärenbereich mit Einsaugen der heißen Luft, des Dampfes oder des Dampf-Luft-Gemisches relaxiert und
• - die Matte während des Relaxierens über wenigstens einem Meter Wegstrecke außer zum Umgebungsatmosphärenbereich nur Kontakt zu dem sie tragenden Formband hat.
• Die Erfinder haben erkannt, dass im Stand der Technik eine nach der Vorpresse relaxierende Matte auf dem weg zur kontinuierlichen Presse unerfreulich viel kalte Umgebungsluft einziehen kann. Dabei muss man berücksichtigen, dass beispielsweise eine Fasermatte meist auf 200-270 kg/m³ vorverdichtet wird und dann wieder auf eine Dichte von 90-120 kg/m³ aufatmet. Das bedeutet, dass sich das Volumen um den Faktor 1,5 bis 2,5 (ggfs. auch 3,0) vergrößert.
  Bei Faktor 3,0 hieße das, dass bei rund 1000 kg Fasern ggfs. 8 m³ kalte Umgebungsluft in die Matte einströmen. Das ist verständlicherweise für den anschließenden Endverdichtungsprozess in der kontinuierlichen Heißpresse sehr abträglich. Damit geht auf dem Weg von der Vorpresse bis zur kontinuierlichen Heißpresse nicht nur ein Teil der Verdichtung sondern auch ein Teil der Temperaturerhöhung, die zum Aushärten des Materials, insbesondere des Bindemittels, benötigt wird, wieder verloren.
• Der Grundgedanke der Erfindung ist es nun, die Matte auf dem Wegstück zwischen (vorwärmender) Vorpresse und der kontinuierlichen Endverdichtung in einer Heißpresse, auf dem die Matte unvermeidlich relaxiert, also aufatmet, mit einem heißen Umgebungsmedium zu versorgen. Dieses heiße Medium in einem Umgebungsatmosphärenbereich, also beispielsweise heiße Luft, Dampf oder - besonders bevorzugt - ein Dampf-Luft-Gemisch, wird dann in die Matte „inhaliert“ und verhindert weitgehend die Auskühlung. Bei diesem Erwärmungsvorgang sollte die Matte nicht wie sonst üblich zwischen umlaufenden porösen Bändern eingeklemmt sein. Um den Transport zu gewährleisten, sollte sie lediglich auf einem Formband aufliegen.
• Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Wegstrecke mindestens drei Meter beträgt.
• Es hat sich in Versuchen herausgestellt, dass die Matte auf dieser Strecke von dem konditionierten Umgebungsatmosphärenbereich nahezu vollständig, also bis zum Matteninneren erfasst und erwärmt und ggf. auch befeuchtet wird.
• Um die Anlage möglichst einfach zu gestalten und den Aufwand zur Erzeugung des Umgebungsatmosphärenbereichs gering zu halten, ist es bereits wirkungsvoll, wenn der Umgebungsatmosphärenbereich ausschließlich aus heißer Luft gebildet ist. Die Lufttemperatur sollte dann möglichst hoch sein, also bei etwa 80° - 100°C liegen. Gemessen an der geringeren Wärmekapazität von Luft verglichen mit Holz, ist die Luft potenziell nur bedingt geeignet die Späne/Fasern maßgeblich zu erwärmen. Jedoch kann eine Abkühlung der Späne/Fasern verlangsamt werden, wenn warme statt kalte Luft ins Innere der Matte bei deren Aufatmen eindringt.
• Alternativ ist es aber hinsichtlich der Erfindung noch einmal deutlich wirkungsvoller, wenn der Umgebungsatmosphärenbereich aus einem Dampf-Luft-Gemisch mit vorzugsweise gesättigtem Dampf gebildet ist.
• Die Kondensationsenthalpie, die nach dem Eindringen in die Matte freigesetzt wird, erhöht die Temperatur der Matte maßgeblich. Anders kann man auch formulieren, dass sie maßgeblich verhindert, dass die Matte durch das Eindringen von kalter Umgebungsluft zu stark abkühlt und der Endverdichtungsprozess in der kontinuierlichen Heißpresse damit an Grenzen stößt, insbesondere hinsichtlich der dann notwendigen Länge der Presse bzw. hinsichtlich der möglichen Durchlaufgeschwindigkeit.
• Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Umgebungsatmosphärenbereich eingehaust wird und die Einhausung wenigstens eine Zuführöffnung zur Aufrechterhaltung der Umgebungsatmosphäre besitzt, indem heiße Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch zugeführt wird.
• Wenn der eine Meter Wegstrecke oder vorzugsweise die sogar mindestens drei Meter Wegstrecke energetisch eine nahezu geschlossene, wärmeisolierte Kammer durchläuft, kann in diesem Bereich die Umgebungsatmosphäre einfacher aufrechterhalten werden. Über eine Zuführöffnung kann ständig der Status des heißen Umgebungsatmosphärenbereichs aufrechterhalten werden.
• Bevorzugt wird dabei die Zufuhr von heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch auf einen konstanten Volumenwert pro Zeiteinheit eingestellt, der abhängig ist von Mattentemperatur, Mattenfeuchtigkeit, Mattenbreite und -dicke und/oder Mattengeschwindigkeit.
• Die fünf Parameter sind entscheidend für den nachgeführten Volumenstrom an heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch. Man ist also bestrebt, für einen kontinuierlichen Prozess einen konstanten Volumenstrom festzustellen.
• Um eine Größenordnung anzudeuten wäre der Volumenstrom bei einer Matte mit 2500 mm Breite, die eine Vorschubgeschwindigkeit von 350 mm/s hat und volumenmäßig nach der Vorpresse um 50 mm aufatmet (dicker wird) etwa 2,6 m³/min.
• Vorzugsweise kann dazu die Mattentemperatur, Mattenfeuchtigkeit, Mattenbreite (Y-Richtung), Mattendicke (Z-Richtung) und/oder Mattengeschwindigkeit (in X-Richtung) vor der Vorpresse gemessen werden und mit dem Messwert der Volumenwert pro Zeiteinheit gesteuert oder geregelt werden.
• In diesem Verfahren ist der ganze Produktionsprozess durch den Wegfall der hohen Verlustwärme zwischen Vorpresse und kontinuierlicher Presse effektiver und zudem automatisiert. Über ein vorgelagertes Messsystem kann die Erfindung einen Regelkreis schließen, bei dem die eingehende Pressgutmatte mit gemessener Luftfeuchte und Temperatur durch das Verfahren optimal eingestellt wird. Somit wird ein weiteres Stellglied geschaffen, um den Prozess zu steuern. Selbstverständlich sind auch mehrere Messsysteme, beispielsweise nach dem Streuen jeder einzelnen Schicht der Matte denkbar.
• Das genutzte Medium (heiße Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch) kann übrigens häufig in einfacher Weise aus anderen Aggregaten, die dieses Medium ebenfalls nutzen oder produzieren, abgezweigt werden. Die Anmelderin setzt beispielsweise oft Kalibrierpressen oder Vorwärmeinheiten (Name ContiTherm oder ContiBooster) ein, in deren Bereich man das Medium entnehmen kann. Außerdem gibt es zahlreiche Aufbereitungsprozesse für das Span- bzw. Fasermaterial, bei denen große Mengen an heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemischen notwendig sind.
• Um bei breiten Matten, die auf beiden Seiten des Formbandes in der Produktionshalle ungleichen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, korrigierend eingreifen zu können, ist es auch möglich, dass über die Breite der Matte (Y-Richtung) unterschiedlich temperierte und/oder feuchte Umgebungsatmosphärenbereiche vorgesehen werden. Damit kann eine ungleiches Temperatur- oder Feuchteprofil über die Mattenbreite ausgeglichen werden.
• Es ist bevorzugt, dass pro Meter Mattenbreite abhängig von der Dicke der Matte und deren Geschwindigkeit 1 bis 5 m³ Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch zugeführt wird.
• Damit wird die Auslegung der Anlage zur Beschickung des Umgebungsatmosphärenbereichs vereinfacht.
• Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorteilhaft sein, wenn anhand des Messergebnisses des Messeinrichtung der zu streuende Materialstrom mittels der Streueinrichtung in Förderrichtung (X) oder quer dazu (Y) gesteuert oder geregelt wird.
• Die Erfindung betrifft zudem eine Werkstoffplatte, die nach dem angegebenen Verfahren hergestellt wurde und den Einsatz einer solchen Werkstoffplatte im Wohnungsinnenausbau.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer, lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
• 1: eine schematisch dargestellte Anlage zur Herstellung einer Werkstoffplatte zur Ausübung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
• Die dargestellte Anlage 10, mit der das Herstellverfahren einer Werkstoffplatte aus einer gestreuten Matte 1 durchgeführt werden kann, besitzt zumindest eine Streueinrichtung 2 zum Streuen des Materials 17, aus dem die Matte 1 sich zusammensetzt, auf ein vorzugsweise in X-Richtung umlaufendes Formband 13.
• Beispielhaft weist die Streueinrichtung 2 drei Streuköpfe 3a, 3b, 3c auf. Die Anzahl der Streuköpfe ist für die Erfindung aber nicht relevant. Im dargestellten Ausführungsbeispiel streut Streukopf 3c die untere Decklage 4c, Streukopf 3b dann danach die mittlere Kernschicht 4b und Streukopf 3a schließlich die obere Decklage 4a. Die einzelnen Schichten oder Lagen 4a, 4b, 4c können aus unterschiedlichem Material 17 bestehen, beispielsweise Span- oder Fasermaterial unterschiedlicher Partikelgrößen. Die Schichten 4a, 4b, 4c können auch unterschiedliche Höhen (in Z-Richtung) aufweisen.
• Auf die Streuung aus der Streueinrichten 2 erfolgt die Behandlung der gestreuten Matte 1 in einer Vorpresse 5, in der die Matte leicht auf etwa 150% oder mehr ihrer ursprünglichen Dichte vorverdichtet und ggf. auch über eine Dampfzufuhr erwärmt wird. Aus diesem Grund ist das umlaufende Druckband 6 der Formpresse, das auf der Matte 1 aufliegt, vielfach perforiert.
• Im weiteren Verlauf wird die Matte 1 in einer Doppelbandpresse 14 unter hohem Druck endverdichtet. Dabei wird die Matte 1 zwischen zwei beheizbaren Metallbändern 15 eingeklemmt und über Zylinder mit Druck beaufschlagt.
• Dem bisher auftretenden Problem, dass die Matte 1 zwischen der Vorpresse 5 und der Doppelbandpresse 14 elastisch entspannt und wieder dicker wird, wobei unerwünscht kalte Umgebungsluft eingesaugt wird, die kontraproduktiv für die Endbehandlung in der beheizten Doppelbandpresse 14 ist, wird nun dadurch begegnet, dass auf der Wegstrecke 12 des Relaxierens ein Umgebungsatmosphärenbereich 11 geschaffen wird, der ständig mit heißer Luft, Dampf oder einem Dampf-Luft-Gemisch versorgt wird. Dabei ist die Matte 1 zumindest von oben nicht abgedeckt und kann frei „aufatmen“. Die Wegstrecke sollte mindestens einen Meter, vorzugsweise mindestens drei Meter betragen. Die Temperatur des zugeführten Mediums im Umgebungsatmosphärenbereich 11 sollte abhängig von dem Material 17 der Matte 1 und deren Vorlaufgeschwindigkeit (in X-Richtung) zwischen 45°C und 120°C betragen. Entscheidend für die effektive Umsetzung des Verfahrens ist, dass die Matte unmittelbar nach dem Austritt aus der Vorpresse 5 in dem erzeugten Umgebungsatmosphärenbereich 11 mit Einsaugen der heißen Luft, des Dampfes oder des Dampf-Luft-Gemisches relaxiert und die Matte 1 während des Relaxierens über wenigstens einem Meter Wegstrecke 12 außer zum Umgebungsatmosphärenbereich 11 nur Kontakt zu dem sie tragenden Formband 13 hat.
• Vorteilhafterweise ist die Wegstrecke 12 mit einer Einhausung 7 versehen, in die über eine Zuführung 8 die notwendigen Menge an Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch eingebracht wird. Das kann zu einem relativ konstanten Volumenstrom gebracht werden, insbesondere wenn vor der Vorpresse 5 eine Messeinrichtung 9 vorgesehen ist, mit der der Feuchtigkeitsgehalt oder die Temperatur der Matte 1, beispielsweise auch in Breitenrichtung (Y-Richtung), bestimmt wird. Ein solcher Volumenwert pro Zeiteinheit von Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch kann in der Regel in Abhängigkeit von Mattentemperatur, Mattenfeuchtigkeit, Mattenbreite, Mattendicke und/oder Mattengeschwindigkeit eingestellt werden. Üblicherweise bewegt sich der Volumenstrom in einer Größenordnung von 1 bis 5 m³ pro Meter Mattenbreite.
• Es ist zusätzlich hilfreich, wenn der zu streuende Materialstrom mittels der Streueinrichtung 2 in Abhängigkeit von den Messergebnissen der Messeinrichtung 9 variierbar ist. Dazu kann eine computerunterstützte Steuereinrichtung 16 vorgesehen sein, von der aus die Signale und Stellgrößen (strichpunktierte Linien) zu der Zuführung 8 und den Streuungen ausgesendet werden.
• Von einer zentralen Steuer- bzw. Regeleinrichtung 16, in die die Messergebnisse der Messeinrichtung 9 übertragen werden, wird in erster Linie der Volumenstrom von Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch über die Zufuhr 8 in den Umgebungsatmosphärenbereichs 11 bestimmt, aber ggf. auch die Streumenge in der Streueinrichtung 2 hinsichtlich der Breitenverteilung und/oder der Schichtdicken variiert. Ferner ist es vorstellbar, dass die Messergebnisse der Messeinrichtung 9 auch noch zur Beeinflussung der Formbandgeschwindigkeit, des Drucks in der Vorpresse 5 oder zu Ähnlichem verwendet werden.
• In 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit und weil es für jeden Fachmann bekannt ist, der Auslauf der Doppelbandpresse 14 nicht mehr dargestellt. An dieser Stelle tritt die gemäß den Verfahrensmerkmalen fertig gepresste und erwärmte Werkstoffplatte aus, die anschließend nur noch in gewünschte Größen geschnitten wird und dann erfindungsgemäß besonders für den Wohnungsinnenausbau einsetzbar ist.
• Bezugszeichenliste

1

Pressgutmatte

2

Streueinrichtung

3a, 3c

Streukopf Deckschicht

3b

Streukopf Mittelschicht

4a

Gestreute obere Lage; obere Deckschicht

4b

Gestreute mittlere Lage, Kernschicht

4c

Gestreute untere Lage, untere Deckschicht

5

Vorpresse

6

Umlaufendes perforiertes Band

7

Einhausung Umgebungsatmosphärenbereich

8

Zuführung Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch

9

Messeinrichtung

10

Anlage

11

Umgebungsatmosphärenbereich

12

Wegstrecke

13

Formband

14

Doppelbandpresse

15

Beheizbare Metallbänder

16

Steuereinrichtung

17

Streumaterial

X

Raumrichtung, Längsrichtung

Y

Raumrichtung, Querrichtung

Z

Raumrichtung, Höhenrichtung

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung einer Werkstoffplatte aus einer Matte (1) aus Streumaterial (17) aus Spänen, Fasern und/oder Schnitzeln aus Biomasse ggf. mit Beimischung von Bindemittel und/oder Kunststoffen, umfassend: - Streuen des Materials (17) mittels einer Streueinrichtung (2) zu der Matte (1) auf ein Formband (13), - Leiten des oder eines sich anschließenden Formbands (13) mit Matte (1) durch eine Vorpresse (5), - Verdichten der Matte (1) auf zumindest 150% ihrer ursprünglichen Dichte mittels eines auf die Matte (1) drückenden Umlaufbandes (6) in der Vorpresse (5), - Erzeugen eines Umgebungsatmosphärenbereichs (11) zumindest oberhalb des Formbandes (13) mit heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch, mit einer Temperatur zwischen 45°C und 120°C hinter der Vorpresse (5), - Nachführen von heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch mit einer Temperatur zwischen 45°C und 120°C zur Aufrechterhaltung des Umgebungsatmosphärenbereichs, - Verdichten der Matte in einer Doppelbandpresse (14) mit umlaufenden beheizbaren Metallbändern (15) zu einer gepressten Werkstoffplatte mit einer Höhe unter 80% der Höhe der in die kontinuierliche Doppelbandpresse (14) einlaufenden Matte (1) dadurch gekennzeichnet, dass - die Matte (1) unmittelbar nach dem Austritt aus der Vorpresse (5) in dem erzeugten Umgebungsatmosphärenbereich (11) mit Einsaugen der heißen Luft, des Dampfes oder des Dampf-Luft-Gemisches relaxiert und - die Matte (1) während des Relaxierens über wenigstens einem Meter Wegstrecke (12) außer zum Umgebungsatmosphärenbereich (11) nur Kontakt zu dem sie tragenden Formband (13) hat.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegstrecke (12) mindestens drei Meter beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsatmosphärenbereich (11) ausschließlich aus heißer Luft gebildet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsatmosphärenbereich (11) aus einem Dampf-Luft-Gemisch mit vorzugsweise gesättigtem Dampf gebildet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsatmosphärenbereich (11) eingehaust wird und die Einhausung (7) wenigstens eine Zuführöffnung (8) zur Aufrechterhaltung der Umgebungsatmosphäre im Umgebungsatmosphärenbereich (11) besitzt, indem heiße Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch zugeführt wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von heißer Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch auf einen konstanten Volumenwert pro Zeiteinheit eingestellt wird, der abhängig ist von Mattentemperatur, Mattenfeuchtigkeit, Mattenbreite, Mattendicke und/oder Mattengeschwindigkeit ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mattentemperatur, Mattenfeuchtigkeit, Mattenbreite, Mattendicke und/oder Mattengeschwindigkeit vor der Vorpresse mit einer Messeinrichtung (9) gemessen wird und mit dem Messwert der Volumenwert pro Zeiteinheit gesteuert oder geregelt wird.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die Breite der Matte unterschiedlich temperierte und/oder feuchte Umgebungsatmosphärenbereiche (11) vorgesehen werden.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass pro Meter Mattenbreite abhängig von der Dicke der Matte (1) und deren Geschwindigkeit 1 bis 5 m³ Luft, Dampf oder Dampf-Luft-Gemisch zugeführt wird.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Messergebnisses des Messeinrichtung (9) der zu streuende Materialstrom mittels der Streueinrichtung (2) in Förderrichtung oder quer dazu gesteuert oder geregelt wird.
11. Werkstoffplatte, hergestellt nach mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Verwendung einer nach Anspruch 11 ausgebildeten Werkstoffplatte für den Wohnungsinnenausbau.