DE19836823A1

DE19836823A1 - Verfahren, Anlage und kontinuierlich arbeitende Prägepresse zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten mit strukturierten Oberflächen

Info

Publication number: DE19836823A1
Application number: DE19836823A
Authority: DE
Inventors: Matthias Graf
Original assignee: Maschinenfabrik J Dieffenbacher GmbH and Co; Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH and Co KG
Priority date: 1998-08-13
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2000-02-17
Also published as: US6344101B1; SE9902757L; CA2279808A1; SE514983C2; SE9902757D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Anlage und eine kontinuierlich arbeitende Prägepresse zur Herstellung von Werkstoffplatten, die aus einer Ausgangsmischung einer Streustation in einer kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse unter Anwendung von Druck und Wärme hergestellt und abschließend einem Strukturierungsvorgang unterzogen werden. DOLLAR A Die Erfindung besteht dabei aus folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A a) die gerade fertiggestellte aus dem Preßvorgang freigegebene noch heiße Platte wird mit Sprühwasser zur Abkühlung der Deckschicht besprüht, DOLLAR A b) anschließend wird in einer Prägepresse mit einem umlaufenden Strukturband ein ansteigender Dampfdruck aufgebaut, DOLLAR A c) innerhalb der weiteren Preßstrecke L der Prägepresse wird die Platte einem Prägedruck und einer Plastifiziertemperatur ausgesetzt, DOLLAR A d) nachfolgend durchläuft die Platte bis zum Ende der Prägepreßstrecke L eine Trocknungs- und Strukturfixierstrecke bei abfallendem Prägedruck und abfallender Temperatur, DOLLAR A wobei die Zeitspanne für den Durchlauf der Platte durch die Strukturierungsanlage ausreicht, um die Prägung in der Plattendeckschicht auf Dauer umzuformen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten mit strukturierten Oberflächen, wie Spanplatten/Faserplatten und Schnitzelplatten sowie Kunststoffplatten aus kombiniertem Anteil von Holz und Kunststoff als auch aus Kunststoff mit und ohne Verstärkungslagen mit strukturierten Oberflächen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft eine Anlage nach Anspruch 10 sowie eine kontinuierlich arbeitende Prägepresse nach Anspruch 11 zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren und Anlage geht aus der noch nicht bekannten DE-P 197 18 771.4 hervor. Als Aufgabe hat sich diese Patentanmeldung gestellt, Holzwerkstoffplatten wahlweise ohne Unterbrechung der Produktion herzustellen, wobei die mechanischen Festigkeitseigenschaften der fertigen Platten und das Haftvermögen auf der strukturierten Seite nicht eingeschränkt sind.

Als Lösung für das Verfahren ist angegeben, daß die gerade fertiggestellte, aus dem Preßvorgang freigegebene Holzwerkstoffplatte an einer oder an beiden Oberflächen mit Wasser besprüht, anschließend eine beheizte Bedampfungsstrecke durchläuft und nachfolgend einem Strukturierungsvorgang unterzogen wird.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 der DE 197 18 771.6 für einen kontinuierlichen Ablauf besteht darin, daß unmittelbar nach dem Auslauf der Holzwerkstoffplatte aus der Presse für einen kontinuierlichen Ablauf quer über eine oder beide Oberflächen eine Wassersprüheinrichtung, anschließend eine beheizbare oder unbeheizte Dampfhaube und nachfolgend ein für eine oder für beide Oberflächen ausgebildeter Strukturierungswalzenstuhl angeordnet sind.

Das Verfahren und die Anlage dieser Voranmeldung zeigen jedoch nicht auf bzw. weisen keinen Weg mit welchen Prozeßparametern für Druck, Wärme und ggf. in welchem zeitlichen Ablauf der Prägedruck und der Wärmeeintrag einzusetzen sind und wie eine dafür geeignete Anlage und ggf. Prägepresse ausgeführt sein müssen. Denn bei einem kontinuierlichen Prozeß ist eine Struktureinbringung mittels einer Prägeeinrichtung ohne einer geeigneten und abgestimmten Oberflächenbefeuchtung sowie anschließendem zweckmäßigen Plastifizierungsvorgang nicht möglich. Das heißt, bei nicht geeignetem Prägedruck, ausreichender Eigenwärme und Feuchte der Platten ist eine ausreichende Mustertreue des mechanisch eingebrachten Prägestrukturdruckes auf die Deckschichten nicht nachhaltig einzubringen. Auch nach längerer Prägedauer, zum Beispiel von circa 15-20 Sekunden und bei einem Prägedruck von 7 N/mm², federn die eingeprägten Späne-/Faserstrukturen wieder in den Zustand einer glatten Oberfläche zurück, das heißt das Einprägungsmuster verschwindet sofort wieder nach dem Verlassen der strukturgebenden Prägezone. Aus der CH-PS 614 666 ( = US-PS 4,007,076) ist ein Verfahren zum Prägen einer künstlich hergestellten Platte, vornehmlich einer Hartfaserplatte bekannt. Dabei erfolgt das Aufbringen von Wasser auf die Oberfläche einer kalten Platte. Dies hat jedoch lange Prozeßzeiten zur Folge, weil das Wasser erst auf Verdampfungstemperatur gebracht werden muß. Die verwendete Oberflächenwassermenge mit 54 g/m² ist für die nach vorliegender Anmeldung zu prägenden Platten zu gering um eine ausreichende Plastifizierung in kurzer Zeit zu erreichen. Die zu geringe Oberflächenfeuchte erfordert für eine nachhaltige Mustertreue der eingeprägten Struktur zu hohe Drücke und eine zu lange Gesamtpreßzeit. Im ganzen gesehen gibt dieses Verfahren keine Anregung oder ein Anstoß dafür, wie eine bleibende Strukturierung einer noch heißen, gerade aus der Herstellungspresse kommenden, Platte vorzunehmen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben und eine Anlage mit kontinuierlich arbeitende Prägepresse zu schaffen, um den Oberflächen einer noch heißen Platte nach dem Verlassen einer Herstellungspresse nachhaltig eine bleibende Strukturierung zu geben.

Die Lösung dieser Aufgabe nach Anspruch 1 ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) die gerade fertiggestellte aus dem Preßvorgang freigegebene noch heiße Platte wird nach einer kurzen Auslaufstrecke A in eine überdachte Übergabestrecke B geführt, darin an der nach oben weisenden Oberfläche mit Sprühwasser im Bereich von 112,5 g/m² bis 225 g/m² besprüht, wodurch die obere Deckschicht abgekühlt wird,
b) anschließend wird die Platte von einer kontinuierlich arbeitenden Prägepresse mit einem um den Preßbär umlaufenden Strukturband an der Oberfläche aufliegend übernommen und ein Dampfdruck bis circa 0,5 N/mm² ansteigend in einer Dampfdruckaufbaustrecke C₁ aufgebaut,
c) innerhalb der Preßstrecke L der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse folgt dann eine Dampfdruckplastifizierstrecke C₂, in der die Platte mit einem ansteigenden Prägedruck bis auf 3,5 N/mm² bis 4 N/mm² und einer ansteigenden Temperatur bis 200° Celsius beaufschlagt wird und dieser Prägedruck und diese Plastifiziertemperatur in einer Hochdruck- und Prägestrecke D gehalten werden und
d) nachfolgend durchläuft die Platte die kontinuierlich arbeitende Prägepresse weiter bis zum Ende der Prägepreßstrecke L eine Trocknungs- und Strukturfixierstrecke E bei abfallendem Prägedruck bis auf circa 0,5 N/mm² und abfallender Temperatur bis auf circa 120° Celsius, wobei die Zeitspanne für den Durchlauf der Platte durch die Strukturierungsanlage der fünf Prozeßstrecken B, C₁, C₂, D und E ausreicht um die Prägung in der Plattendeckschicht auf Dauer umzuformen.

Als Lehre des Verfahrens gemäß der Erfindung ist anzuführen und Versuche haben diese bei der Herstellung von OSB-Platten bestätigt, eine bleibende Struktureinbringung auf die Oberflächen von Holzwerkstoffplatten ist nur unter Ausnutzung der in der Platte gespeicherten Wärme unmittelbar nach dem Verlassen der kontinuierlich arbeitenden Presse und nur nach Aufbringung von zusätzlichen Oberflächenwasser sowie anschließender Plastifizierung der Deckschichten mit den erfindungsgemäßen Prozeßparametern möglich. Das heißt die im Anspruch 1 angegebenen, nacheinander ablaufenden Prozeßschritte führen in eine für den Strukturierungsvorgang notwendigen Plastifizierung in den Deckschichten der Platte und nach dem Verlassen der strukturgebenden Prägezone zu einer nachhaltigen unveränderten Prägestruktur.

Von Vorteil ist weiter, daß die in der Übergabestrecke mit Sprühwasseraufbringung B auf die Oberfläche der Platte aufgebrachte Feuchte durch konvektiven Wärmeeintrag in die Platte in der Dampfdruckstrecke C₁ im beheizbaren Einlauf der kontinuierlich arbeitende Prägepresse, zur Dampferzeugung und zu einem Dampfdruckaufbau an der Oberfläche der Platte führt, wobei die notwendige Plastifizierung der Plattendeckschicht in der Dampfdruckplastifizierstrecke C₂ damit gefördert und intensiviert wird. Neue Marktanforderungen an Plattenherstellungsanlagen verlangen sowohl Platten mit als auch Platten ohne Strukturoberflächen. Eine Teilaufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, für das erfindungsgemäße Oberflächen- Strukturierungsverfahren mit Anlage einen fliegenden Produktionswechsel ohne Ausschuß an fertigen Platten im Übergang von glatter zu strukturierter Oberfläche vorzusehen bzw. eine Steuerung für die voneinander abhängigen Prozeßschritte zu schaffen damit zwischen den glatten und den strukturierten Plattenabschnitt keine Übergangszone mit undefinierter Oberflächenqualität entsteht.

Die Lösung für diese Teilaufgabe besteht nach Anspruch 7 darin, daß die Verfahrensabläufe beider Pressen in einem Synchronlauf so aufeinander abgestimmt sind, daß einmal die kontinuierlich arbeitende Herstellungspresse allein im Betrieb ist für eine Platte mit glatten Oberflächen und ein zweitesmal sowie abwechselnd für eine strukturierte Oberfläche beide Pressen, das heißt auch die kontinuierlich arbeitende Prägepresse dazugeschaltet in Betrieb ist, wobei die Außerbetriebnahme der fünf Prozeßabschnitte zur Herstellung einer strukturierten Platte zunächst durch Abschaltung des Sprühwasserauftrages in der Übergabestrecke B erfolgt, dabei die Übergangslinie von feuchter zur trockener Oberfläche der Platte im Durchlauf numerisch erfaßt im weiteren Durchlauf dieser Übergangslinie die oberen Preßplatten der Dampfdruckaufbauzone C₁, der Dampfdruckplastifizierstrecke C₂, der Hochdruck-Prägestrecke D und der Trocknungs- und Strukturfixierungsstrecke E numerisch drucklos geschaltet und zur Platte kontaktfrei angehoben werden, und daß die Wieder-Inbetriebnahme der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse von glatten Platten auf strukturierte Platten zunächst durch Zuschaltung des Sprühwasserauftrages in der Übergabestrecke B erfolgt, dabei die Übergangslinie von trockener zu feuchter Oberfläche numerisch erfaßt und die nachfolgenden vier Prozeßabschnitte Dampfdruckaufbauzone C₁, Dampfdruckplastifizierstrecke C₂, Hochdruck- Prägestrecke D und Trocknungs- und Strukturfixierungsstrecke E entsprechend eingesteuert werden.

Technologisch ist mit dieser vorteilhaften Steuerung eine übergangsfreie Einsteuerung der Oberflächen praktisch auf einer numerisch erfaßten Linie im Online-Produktionswechsel möglich und als sehr wirtschaftlich erweist sich der fliegende Produktionswechsel dahingehend, daß ohne Verschnitt, das heißt Ausschuß durch Herausschneiden von Teilabschnitten minderer Oberflächenqualität und für eine auftragsbezogene Produktionsmenge auch mit kleinen Losgrößen produziert werden kann.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens besteht erfindungsgemäß darin, daß unmittelbar nach dem Auslauf der Platte aus der kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse für die nach oben weisende Oberfläche eine kontinuierlich arbeitende Prägepresse angeordnet ist, zwischen den beiden Pressen eine Auslaufstrecke A mit Übergabestrecke B vorgesehen ist, die Übergabestrecke B als Sprühwassereinrichtung mit überdachter Dampfhaube ausgebildet ist und unmittelbar daran eine sich über einen schrägen Einlaufbereich anschließende kontinuierlich arbeitende Prägepresse mit der Prägepreßstrecke L folgt wobei die Prägepreßstrecke L in ihrer Temperatur- und Prägedruckeinwirkung vier unterschiedlich ausgeführte Bearbeitungszonen aufweist, nämlich:
eine Dampfdruckaufbaustrecke C₁,
eine Dampfdruckplastifizierstrecke C₂,
eine Hochdruck-Prägestrecke D und
eine Trocknungs- und Strukturfixierungsstrecke E.

Die kontinuierlich arbeitende Prägepresse nach der Erfindung für die Anlage und zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine kontinuierlich arbeitende Prägepresse bestehend aus den Preßdruck und Temperatur übertragenden sowie das Preßgut durch die Presse ziehenden, flexiblen endlosen Stahlbändern, die von antriebsgeregelten Einlauftrommeln und am Ende über mechanisch starre Halbkreisbogen um den Preßtisch und den Preßbär umlaufend geführt sind und die sich mit reibungsmindernden Elementen gegenüber beheizten oberen Preßplatten an Preßtisch und Preßbär abstützen und daß um den Preßbär mit dem oberen Stahlband umlaufend ein aus Metalldrahtgewebe bestehendes Strukturband geführt und um eigene Umlenktrommeln gelenkt angeordnet ist, wobei die oberen Gleitstützplatten beheizbar ausgebildet sind. Zum besseren und schnelleren Dampfdruckaufbau ist es zweckmäßig, die Randbereiche R des Strukturbandes ggf. mit Silikon zu verdichten.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße kontinuierlich arbeitende Prägepresse zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in Seitenansicht in Zuordnung eines Prozeßdiagramms,

Fig. 2 einen Schnitt a-a aus Fig. 1 in Darstellung des Preßgutes zwischen den Stahlbändern, Strukturband und Gleitstützplatten sowie Fig. 3 die Ausbildung der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse nach einem Schnitt b-b aus Fig. 1 mit ausschwenkbaren Zuglaschen und Teleskoprohren.

Die erfindungsgemäße kontinuierlich arbeitende Prägepresse 10 zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht nach Fig. 1 aus dem Preßtisch 2, dem beweglichen Preßbär 3 und diese verbindenden Zuglaschen 14. Zur Einstellung des Preßspaltes 4 wird der Preßbär 3 von hydraulischen Kolben- Zylinder-Anordnungen 15 auf- und abbewegt und in der gewählten Stellung arretiert.

Die Stahlbänder 5 und 6 sind über je zwei antriebsgeregelte Einlauftrommeln 7 und 8 um Preßtisch 2 und Preßbär 3 geführt. Zur Reibungsminderung zwischen den am Preßtisch 2 und Preßbär 3 angebrachten Preßplatten 11 und den umlaufenden Stahlbändern 5 und 6 sind ebenfalls umlaufend je ein aus reibungsmindernden Elementen gebildeter Teppich im Ausführungsbeispiel als Rollstangen 13 ausgeführt, vorgesehen. Die Rollstangen 13, deren Achsen sich quer zur Banddurchlaufrichtung erstrecken, werden an beiden Längsseiten der Presse in Führungsketten 12 mit vorgegebenem Teilungsmaß zusammengeschlossen und an den Preßplatten 11 von Preßbär 3 und Preßtisch 2 einerseits sowie an den Stahlbändern 5 und 6 abrollend von den Stahlbändern 5 und 6 durch die kontinuierlich arbeitende Prägepresse 10 geführt.

Die Anlage gemäß der Erfindung ist nach den Fig. 1 bis 3 in fünf Prozeßstrecken eingeteilt:
Strecke A Auslaufstrecke der heißen fertigen Platte 17 aus der kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse 1 bis zu dem Einlauf der Sprühwasserhaube 18,
Strecke B Übergabestrecke mit Sprühwasseraufbringung unmittelbar einmündend an der oberen Einlauftrommel 7,
Strecke C₁ Dampfdruckaufbaustrecke zwischen den Einlauftrommeln 7 und 8 und Beginn der Rollstangenabstützung,
Strecke C₂ Dampfdruck-Plastifizierstrecke, Strecke D Hochdruck-Prägestrecke und
Strecke E Trocknungs- und Strukturfixierungsstrecke.

Im weiteren Beschreibungsteil sind die aufgeführten Strecken als Zonen A, B, C₁, C₂, D und E bezeichnet. Wie das Diagramm in Fig. 1 zeigt, werden die Prägepreßdrücke in den Zonen C₂, D und E mittels der Rollstangen 13 von den Preßplatten 11 oben und unten auf die Platte 17 übertragen. Die oberen Preßplatten 11 der Zonen C₁, C₂, D und E sind beheizt um den Plastifizierungseffekt in der oberen Deckschicht der Platte 17 durch die Dampfdruckentwicklung und den Preßdruck in der Zone C₂ zu bewirken. Die eigentliche Strukturprägung erfolgt unter höchsten mechanischen und höchstem Dampfdruck in der Zone D. Um die Mustertreue der Strukturprägung zu erhalten, bleibt die Platte 17 in der Zone E unter vermindertem Druck eingespannt. Die Rollstangen 13 und Stahlbänder 5 und 6 werden am Ende der Zone E über mechanisch starre Halbkreisbögen 25 und 26 zurückgeführt. Damit ist eine einfache mechanische und somit kostengünstige Lösung vorgesehen. Das obere Strukturband 19 ist als Metalldrahtgewebeband ausgebildet und wird unabhängig von dem oberen Stahlband antriebsmäßig und im Bandverlauf durch die Umlenktrommel 20 geregelt und am Ende des Preßbärs 3 (ist auch als Prägestempel zu bezeichnen) durch die Umlenkrolle 21 umlaufend geführt. Nicht dargestellt ist in der Zeichnung aus Gründen der Vereinfachung die Möglichkeit auch die untere Oberfläche der Platte 17 zu strukturieren. Mit der Verdampfung des in der Sprühwasserhaube 18 aufgebrachten Oberflächenwassers baut sich in der Zone C, Dampfdruck auf. Dieser bleibt durch Gleitstützplatten 9 im Einlaufbereich der Zone C₁ eingespannt. Das Strukturband 19 kann zur Vermeidung von seitlichen Dampfleckagen im Randbereich R, zum Beispiel mit Silikon, versiegelt sein. Die Preßdruckkräfte nach Fig. 3 werden zwischen dem unteren Preßtisch 2 und dem oberen Preßbär 3 durch seitliche hydraulische Stellglieder 15 erzeugt. Ein Strukturbandwechsel, zum Beispiel um ein anderes Prägemuster einzusetzen, kann in vorteilhafter Weise durch seitliches Wegschwenken der Zuglaschen 14 erfolgen. Für einen solchen Bandwechsel sind in der oberen Pressenkonstruktion zwei Teleskoprohre 22 horizontal in Reserveposition eingeschoben. Soll ein Strukturbandwechsel erfolgen, so werden die zwei Teleskoprohre 22 seitlich aus der Öffnung 23 im Preßbär 3 herausgezogen und in eine Stützkonstruktion 24 hineingeschoben (gekuppelt), so daß die obere Strukturbandanordnung für einen seitlichen Bandwechsel frei zugänglich ist.

Die Einstellung der Verfahrensparameter Prägezeit, Sprühwassermenge, Prägetemperatur und Prägedruck können je nach Holzart, Spangeometrie bzw. Faserstruktur und gewünschter Prägestruktur sowie der Mustertreue durch entsprechende Einstellung aufeinander abgestimmt werden.

Folgende Verfahrensparameter liegen demnach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Versuche bei der Herstellung von Span-, Faser-, OSB-, MDF- und Kunststoffkombiplatten zugrunde.

Am Ausgang der kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse:

Plattenoberflächentemperatur in Celsius	≈150° bis 170°
Plattenmittentemperatur in Celsius	≈115° bis 120°
Dichte der Platte in kg/m³	≈600 bis 800
Feuchte in Gewichtsprozent	≈6,5 bis 7

Im Bereich der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse:

Wassersprühmenge in g/m²	≈115 bis 225
Wassertemperatur in Celsius	≈20° bis <100°

Im Bereich der Zonen C₁ und C₂:

Dampftemperatur in Celsius	≈120° bis 200°
Dampfeintragsmenge in g/m²	≈75 bis 120
Preß- und Plastifizierungsdruck in N/mm²	≈0,5 bis 2
Temperatur der Strukturbandoberfläche in Celsius	≈120° bis 200°
Plastifizierpreßdauer in Sekunden	≈5
Plastifiziertiefe in den Deckschichten der Platte in mm	≈3

Im Bereich Zone D:

Prägedruck in N/mm²	≈3,5 bis 4
Prägedauer in Sekunden	≈1 bis 2
Oberflächentemperatur der Platte in Celsius	≈120° bis 200°

Im Bereich Zone E:

Prägedruck in N/mm²	≈0,5
Oberflächentemperatur der Platte in Celsius	≈120° bis 200°
Trocknungsdauer in Sekunden	≈7
Zeitspanne für den Durchlauf durch die kontinuierlich arbeitende Prägepresse in Sekunden	≈12 bis 13

Für diese Verfahrensparameter ergibt sich bei einer Durchlaufgeschwindigkeit vor 0,7 m/s eine Prägepressenlänge L wie folgt:

Länge in m
Für die Dampfplastifizierung in der Zone C₁ und C₂ bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von v ≈0,7 m/s	3,5
Für die Prägepreßzone D	0,7 bis 1,4
Für die Trocknungs und Strukturfixierungszone E	4,9
Summe Prägepressenlänge L:	9-10

Die für zum Beispiel OSB-Platten notwendigen Prägezeiten bestimmen die Zonenlängen C₂, D und E entsprechend der maximalen Produktionsgeschwindigkeiten. Das heißt, bei optimaler Produktion läuft die kontinuierlich arbeitende Prägepresse 10 synchron mit der kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse 1. Werden längere Prägezeiten benötigt, kann dieses über die Durchlaufgeschwindigkeit eingesteuert werden.

In der Sprühwasserhaube 18 sind zur gleichmäßigen Aufgabe des Wassers auf die Oberflächen der Platten 17 flächig gleichmäßig verteilt Sprühdüsen angeordnet. Je nach Absorptionsverhalten der Preßgutoberfläche wird die Menge im Bereich von 112,5 g/m² bis etwa 225 g/m² über Pumpen zugeführt. Bevorzugt vorgewärmt auf eine Temperatur unterhalb der Verdampfungstemperatur < 100° Celsius, um der heißen Platte 17 nicht unnötig Wärme zu entziehen. Die optimale Prägetemperatur liegt bei etwa 200° Celsius. Bei Weichhölzern können auch niedrigere Temperaturen bis 120° Celsius ausreichen. Der Temperaturverlauf an der Oberfläche der Preßgutplatte entlang der Zone A bis E ist in Fig. 1 veranschaulicht. Der damit in etwa korrelierende Dampfdruck ist in der Trendkurve g dargestellt. Das dargestellte Druckprofil für die Zonen C₂, D und E sind für ein kontinuierliches Verfahren optimale Auslegungsgrößen, zum Beispiel bei Anwendung von OSB-Platten. Sie können je nach Preßgut-Oberflächenverhalten variabel in den Zonen C₂, D und E eingestellt werden, wie in der Druckkurve h als Beispiel veranschaulicht. Bei höherer, für die Plastifizierung notwendigen Sprühwassermenge ist zum Beispiel eine Dampfdruckentlastung i in der Zone E vorteilhaft, wobei der Strukturbandkontakt zur Fixierung des Prägemusters jedoch erhalten bleibt. Für andere Holz- und Spänearten können die eingezeichneten Zonenlängen C₂, D und E entsprechend ausgelegt werden. Das Grundkonzept der Zonenzuordnung bleibt jedoch unverändert:

Soll nahtlos im abrupten Übergang von strukturierter Oberfläche auf glatte Oberfläche der Platte 17 bei voller Produktionsgeschwindigkeit die Produktion umgeschaltet werden, so wird der Prozeß wie folgt geschaltet:

Die Sprühwasserzuführung wird abgeschaltet. Die Übergangslinie von feuchter Oberfläche wird im Durchlauf der Platte 17 numerisch erfaßt. Im Durchlauf dieser Naß-/Trockenlinie werden die nachfolgenden Zonen Verdampfungs- und Plastifizierungszone C₁ und C₂, Hochdruck-Präge-Zone D und Nachtrocknungszone E numerisch drucklos geschaltet und zur Platte 17 kontaktfrei freigestellt (angehoben). Bei längerer Unterbrechung der Produktion von Struktur auf Glatt wird die obere Heizung der Zonen C₁, C₂, D und E abgeschaltet.

Zur Einsteuerung von Glatt auf Strukturierung wird die Prozeßkette wie folgt zugeschaltet.

Das Sprühwasser wird zugeschaltet. Die Übergangslinie von trockener zur feuchten Oberfläche wird wiederum numerisch erfaßt, so daß die nachfolgenden Zonen entsprechend eingesteuert und druckmäßig zugeschaltet werden.

Der Freistellungshub der oberen beheizten Prägestrecke L zur Platte 17 beträgt dabei etwa 50 bis 100 mm. Zur Kompensierung der Strahlungswärme bei freigestellter Imprintstrecke wird bis zur Abkühlung auf Raumtemperatur bzw. Unterschreitung der Temperatur einer schädlichen Einwirkung dieser Strahlungswärme, zum Beispiel für eine einseitige Austrocknung der Platte 17 mittels der Sprühzone B eine begrenzt dosierte Wassermenge auf die Oberfläche der Platte 17 gesprüht, so daß damit während dieser Abkühlzeit der oberen Prägestrecke L ein Gleichgewichtszustand im Feuchtegrad zwischen oberer und unterer Deckschicht der Platte 17 gezielt erhalten bleibt.

Bezugszeichenliste

1

kontinuierlich arbeitende Herstellungspresse

2

Preßtisch

3

Preßbär

4

Preßspalt

5

Stahlbänder oben

6

Stahlbänder unten

7

Einlauftrommel oben

8

Einlauftrommel unten

9

Gleitstützplatten

10

kontinuierlich arbeitende Prägepresse

11

Preßplatte

12

Führungsketten

13

Rollstangen

14

Zuglaschen

15

Kolbenzylinderanordnung

16

17

fertige Platte

18

Sprühwasserhaube

19

Strukturband

20

Umlenktrommel für

19

vorn

21

Umlenkrolle für

19

hinten

22

Teleskoprohre

23

Öffnungen im Preßbär

24

Stützkonstruktion

25

Halbkreisbogen oben

26

Halbkreisbogen unten
AAuslaufstrecke
BÜbergabestrecke mit Sprühwasseraufbringung
C₁

Dampfdruckaufbaustrecke
C₂

Dampfdruckplastifizierstrecke
DHochdruck-Prägestrecke
ETrocknungs- und Strukturfixierungsstrecke
FBeginn Plastifizierstrecke
LPrägedruckstrecke
RRandbereich
gTrendkurve
hDruckkurve
iDampfdruckentlastung
kTemperaturkurve der Prägeplatte

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten mit strukturierten Oberflächen, wie Spanplatten/Faserplatten und Schnitzelplatten sowie Kunststoffplatten aus kombiniertem Anteil von Holz und Kunststoff als auch aus Kunststoff mit und ohne Verstärkungseinlagen mit strukturierten Oberflächen, bei dem aus einer Ausgangsmischung einer Streustation auf einem sich kontinuierlich bewegendem Streuband eine mit Bindemittel versetzte Preßgutmatte gebildet wird und die Preßgutmatte nach Überführung zwischen die Stahlbänder einer kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse unter Anwendung von Druck und Wärme zu einer Platte verpreßt und ausgehärtet und abschließend einem Strukturierungsvorgang unterzogen wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) die gerade fertiggestellte aus dem Preßvorgang freigegebene noch heiße Platte wird nach einer kurzen Auslaufstrecke A in eine überdachte Übergabestrecke B geführt, darin an der nach oben weisenden Oberfläche mit Sprühwasser im Bereich von 112,5 g/m² bis 225 g/m² besprüht, wodurch die obere Deckschicht abgekühlt wird,
b) anschließend wird die Platte von einer kontinuierlich arbeitenden Prägepresse mit einem um den Preßbär umlaufenden Strukturband an der Oberfläche aufliegend übernommen und ein Dampfdruck bis circa 0,5 N/mm² ansteigend in einer Dampfdruckaufbaustrecke C, aufgebaut,
c) innerhalb der Preßstrecke L der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse folgt dann eine Dampfdruckplastifizierstrecke C₂, in der die Platte mit einem ansteigenden Prägedruck bis auf 3,5 N/mm² bis 4 N/mm² und einer ansteigenden Temperatur bis 200° Celsius beaufschlagt wird und dieser Prägedruck und diese Plastifiziertemperatur in einer Hochdruck- und Prägestrecke D gehalten werden und
d) nachfolgend durchläuft die Platte die kontinuierlich arbeitende Prägepresse weiter bis zum Ende der Prägepreßstrecke L eine Trocknungs- und Strukturfixierstrecke E bei abfallendem Prägedruck bis auf circa 0,5 N/mm² und abfallender Temperatur bis auf circa 120°Celsius, wobei die Zeitspanne für den Durchlauf der Platte durch die Strukturierungsanlage der fünf Prozeßstrecken B, C₁, C₂, D und E ausreicht um die Prägung in der Plattendeckschicht auf Dauer umzuformen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprühwasser mit einer Temperatur von 20° Celsius bis < 100° Celsius aufgebracht wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß die Abkühlung der Platte in der Übergabestrecke B bis auf eine Temperatur von < 110° Celsius erfolgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß in der Dampfdruckaufbaustrecke C, ein Dampfdruckaufbau von 1,5 N/mm² bis 2 N/mm² erfolgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Zeitspanne für den Durchlauf einer OSB-Platte durch die Strukturierungsanlage der fünf Prozeßstrecken B, C₁, C₂, D und E in etwa 13 Sekunden beträgt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß der in der Dampfdruckaufbaustrecke C, entstehende Dampf daraus abgeführt, kondensiert und als Wasser in der Übergabestrecke mit Sprühwasseraufbringung B der Plattenoberflächen wieder aufgebracht wird.

7. Verfahren zur Steuerung des Verfahrensablaufes der kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse mit der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse zur zeitweisen Produktion einer glatten oder einer strukturierten Platte, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensabläufe beider Pressen in einem Synchronlauf so aufeinander abgestimmt sind, daß einmal die kontinuierlich arbeitende Herstellungspresse allein im Betrieb ist für eine Platte mit glatten Oberflächen und ein zweitesmal sowie abwechselnd für eine strukturierte Oberfläche beide Pressen, das heißt auch die kontinuierlich arbeitende Prägepresse dazugeschaltet in Betrieb ist, wobei die Außerbetriebnahme der fünf Prozeßabschnitte zur Herstellung einer strukturierten Platte zunächst durch Abschaltung des Sprühwasserauftrages in der Übergabestrecke B erfolgt, dabei die Übergangslinie von feuchter zur trockener Oberfläche der Platte im Durchlauf numerisch erfaßt im weiteren Durchlauf dieser Übergangslinie die oberen Preßplatten der Dampfdruckaufbauzone C₁, der Dampfdruckplastifizierstrecke C₂, der Hochdruck-Prägestrecke D und der Trocknungs- und Strukturtixierungsstrecke E numerisch drucklos geschaltet und zur Platte kontaktfrei angehoben werden, und daß
die Wieder-Inbetriebnahme der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse von glatten Platten auf strukturierte Platten zunächst durch Zuschaltung des Sprühwasserauftrages in der Übergabestrecke B erfolgt, dabei die Übergangslinie von trockener zu feuchter Oberfläche numerisch erfaßt und die nachfolgenden vier Prozeßabschnitte Dampfdruckaufbauzone C₁, Dampfdruckplastifizierstrecke C₂, Hochdruck-Prägestrecke D und Trocknungs- und Strukturfixierungsstrecke E entsprechend eingesteuert werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß bei längerer Unterbrechung der Produktion von strukturierten Platten auf glatten Platten die Beheizung der oberen Preßplatten in der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse abgeschaltet werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschaltung der kontinuierlich arbeitenden Prägepresse bis zur Abkühlung der Pressenelemente auf Normaltemperatur der Sprühwasserauftrag auf die Oberfläche der Platte mit begrenzt dosierter Wassermenge weitergeführt wird.

10. Anlage zur Herstellung von strukturierten Platten, bestehend aus einer Streustation und einer kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß unmittelbar nach dem Auslauf der Platte (17) aus der kontinuierlich arbeitenden Herstellungspresse (1) für die nach oben weisende Oberfläche eine kontinuierlich arbeitende Prägepresse (10) angeordnet ist, zwischen den beiden Pressen (1 und 10) eine Auslaufstrecke (A) mit Übergabestrecke (B) vorgesehen ist, die Übergabestrecke (B) als Sprühwassereinrichtung mit überdachter Dampfhaube (18) ausgebildet ist und unmittelbar daran eine sich über einen schrägen Einlaufbereich anschließende kontinuierlich arbeitende Prägepresse (10) mit der Prägepreßstrecke (L) folgt wobei die Prägepreßstrecke (L) in ihrer Temperatur- und Prägedruckeinwirkung vier unterschiedlich ausgeführte Bearbeitungszonen aufweist, nämlich:
eine Dampfdruckaufbaustrecke (C₁),
eine Dampfdruckplastifizierstrecke (C₂),
eine Hochdruck-Prägestrecke (D) und
eine Trocknungs- und Strukturfixierungsstrecke (E).

11. Kontinuierlich arbeitende Prägepresse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und der Anlage nach Anspruch 10 zur Herstellung von strukturierten Platten, gekennzeichnet durch eine kontinuierlich arbeitende Prägepresse (10) bestehend aus den Preßdruck und Temperatur übertragenden sowie das Preßgut durch die Presse ziehenden, flexiblen endlosen Stahlbändern (5 und 6), die von antriebsgeregelten Einlauftrommeln (7 und 8) und am Ende über mechanisch starre Halbkreisbogen (25 und 26) um den Preßtisch und den Preßbär umlaufend geführt sind und die sich mit reibungsmindernden Elementen (13) gegenüber beheizten oberen Preßplatten (11) an Preßtisch (2) und Preßbär (3) abstützen und daß um den Preßbär (3) mit dem oberen Stahlband (5) umlaufend ein aus Metalldrahtgewebe bestehendes Strukturband (19) geführt und um eigene Umlenktrommeln (20 und 21) gelenkt angeordnet ist, wobei die oberen Gleitstützplatten (9) beheizbar ausgebildet sind.

12. Kontinuierlich arbeitende Prägepresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Preßbär (3) und Preßtisch (2) über Zuglaschen (14) und darin angeordnete Stellglieder (15) für den Preßspalt (4) verstellbar gegeneinander abgestützt sind.

13. Kontinuierlich arbeitende Prägepresse nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite der kontinuierlich arbeitende Prägepresse (10) für einen Strukturbandwechsel die Zuglaschen (14) ausschwenkbar und Teleskoprohre ausziehbar angeordnet sind.

14. Kontinuierlich arbeitende Prägepresse nach den Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Freistellungshub der kontinuierlich arbeitende Prägepresse (10) für die obere Prägedruckstrecke (L) zur Herstellung einer glatten Platte (17) 50 bis 100 mm beträgt.

15. Kontinuierlich arbeitende Prägepresse nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche (R) des Metalldrahtgewebes des Strukturbandes (19) mit Silikon versiegelt sind.