DE1224919B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von pressbaren Faserplatten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B29j

Deutsche Kl.: 39 a7 - 5/04

1 224 919
W35207Ic/39a7
2. September 1963
15. September 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer durch Pressen verformbaren, steifen, verfilzten Faserplatte, indem in Luft zusammen mit einem Harzbindemittel dispergierte verfilzbare Fasern kontinuierlich auf einem bewegten, durchlässigen Träger in Form einer Filzmatte mit einer Dichte von etwa 15 bis 45 kg/m³ abgelagert werden, die Filzmatte dann mittels eines heißen, gasförmigen Mediums konditioniert und schließlich durch Hindurchleiten zwischen Kaltwalzrollen zu einer Faserplatte verdichtet wird, sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Bei den bekannten Verfahren dieser Art gelangt die Filzmatte unmittelbar nach dem Auftragen in die Konditionierstufe. Anschließend an das Durchlaufen der Kaltwalzrollen werden die Faserplatten je nach Grad der durch die Kaltwalzrollen erreichten Verdichtung entweder unmittelbar in noch warmem Zustand gestapelt oder einzeln in eine Etagenpresse eingeschichtet und dort weiter verpreßt. Beiden Verfahren ist zunächst der Nachteil gemeinsam, daß in der Konditionierstufe keine gleichmäßige Feuchtigkeits- und Temperaturverteilung in der Filzmatte erreicht wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die beim Ablagern der Fasern und des Bindemittels as sich ergebende Dicke der Filzmatte nicht gleichmäßig ist. Dieser Mangel an Gleichmäßigkeit beim Konditionieren bewirkt Güteunterschiede in der fertigverpreßten Faserplatte und schließlich auch in den aus der Faserplatte durch weiteres Pressen hergestellten Gegenständen. Diese Unregelmäßigkeiten werden bei demjenigen bekannten Verfahren, bei dem sich an den Durchlauf der Kaltwalzrollen unmittelbar ein Stapeln der in einzelne Stücke zerschnittenen Faserplatten anschließt, noch dadurch verstärkt, daß die noch warmen Platten durch das über die Stapelhöhe ungleichmäßige Stapelgewicht verschieden stark zusammengedrückt werden. Auch können die gestapelten, noch warmen Platten nicht gleichmäßig austrocknen. Soweit ein Fertigpressen in einer Etagenpresse erfolgt, ist dieser zusätzliche Arbeitsgang äußerst umständlich, da von einer kontinuierlichen Verfahrensweise auf eine solche mit schubweiser Behandlung des Gutes übergangen wird.

Zweck der Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung so auszugestalten, daß in einem vollständig kontinuierlichen Arbeitsablauf Faserplatten gleichmäßiger Dichte und Dicke entstehen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß vor dem Konditionieren die ungleichmäßige Oberschicht der Filzmatte in an sich bekannter Weise abgezogen und der auf dem Träger Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
von preßbaren Faserplatten

Anmelder:

Weyerhaeuser Company,
Tacoma, Wash. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Grünecker

und Dr.-Ing. H. Kinkeldey, Patentanwälte,

München 2, Theatinerstr. 7

Als Erfinder benannt:

Philip E. Caron,

Gene A. Grove, Longview, Wash. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. September 1962
(226490)

verbleibende Teil der Filzmatte auf eine Dichte von etwa 55 bis 140 kg/m³ vorverdichtet wird, und daß die Faserplatte nach dem Verlassen der Kaltwalzrollen durch aktives Kühlen verfestigt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst die Dicke der aufgetragenen Filzmatte durch Abziehen der Oberschicht vergleichmäßigt. Die dadurch entstehende Filzmatte konstanter Dicke wird vor dem Eintritt in die Konditionierstufe vorverdichtet. Dadurch ergibt sich eine bereits verhältnismäßig stabile, jedoch noch gut durchlässige Matte vollkommen gleichmäßiger Dichte und Dicke, die über ihren ganzen Querschnitt in konstanter Weise von dem Konditioniermedium beeinflußt wird. Die Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung in der konditionierten Matte sind dadurch von höchster Gleichmäßigkeit. An den Durchlauf der Kaltwalzrollen schließt sich eine aktive Kühlung der Faserplatten an. Diese härten dadurch aus, so daß Dichte- und Strukturänderungen beim nachfolgenden Stapeln nicht mehr auftreten können. Eine weitere Verpressung in einer Etagenpresse ist nicht erforderlich. ■ Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale des - erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus der

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nachfolgenden Einzelerläuterung der Durchführung besonders leicht zur Erzielung der gewünschten

des Verfahrens hervor: Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung beeinflußt

Als Fasermaterial kommen vorzugsweise Holz- werden kann.

fasern in Frage, obwohl auch andere Fasern, sowohl Die auf diese Weise durchgehend erhitzte Filzorganischer als auch anorganischer Art, damit 5 matte wird sofort zwischen einem Rollenpaar kalt kombiniert werden können. Das Harzbindemittel gewalzt. Dabei werden Drücke zwischen etwa 45 bis kann thermoplastisch oder wärmehärtbar oder vor- 225 kg pro 2,54 cm angewandt. Die Filzmatte wird zugsweise auch eine Verbindung der beiden sein. dadurch zu einer Faserplatte verpreßt, deren Dichte Die Zusammensetzung hinsichtlich der Faser- und etwa 450 bis 900 kg/m³ beträgt. Nach Wegfall der Harzarten kann in sehr weiten Grenzen variieren. io Verdichtungskraft bleibt diese Dichte im wesent-AIs typische Harze können Phenol-Formaldehyd- liehen erhalten.

harze, Holzkolophonium, Polyvinylazetat, Paraffin In manchen Fällen kann es zur Erzeugung preß- und Neopren verwendet werden. Zwischen 1 und barer Faserplatten des höheren Dichtebereiches 30% dieser Harze, berechnet von den Feststoffen zweckmäßig sein, die Filzmatte durch mehrfache im ofentrockenen Zustand, können entweder einzeln 13 Dämpf- und Walzstufen zu leiten, wobei die vor- oder in Verbindung miteinander mit den Fasern stehend erwähnten Grenzen des Feuchtigkeitsgehaltes vermischt werden. Wenn das Holz mit Hilfe des und der Preßdrücke beibehalten werden. ' Asplund-Defibrators in einer Hochdruck-Daihpf- Um etwa noch vorhandene- Porositäten zu bekammer zerfasert wird, können das thermoplastische seitigen, kann· die Faserplatte nach dem Kaltwalz- und das warmhärtbare Harz den Fasern durch Bei- 20 rollen noch einmal gleichmäßig erwärmt werden,
mengung in den aus dem Defibrator austretenden " Abschließend -wird die Faserplatte auf Um-^ Faser- und Dampf strom beigefügt werden. 'Das gebungs-oder Raumtemperatur aktiv abgekühlt und' Fasermaterial wird rasch durch Leitungen geführt, dann in einzelne Stücke geschnitten und gestapelt. ' und während des Durchganges wird ihr Feuchtig- Der· vorstehend ^; beschriebene, ■'kontinuierliche keitsgehalt auf den gewünschten Grad verringert. 25 Arbeitsprozeß &ann in einer Anlage ausgeführt Für die Zwecke der Erfindung ist ein Eeuchtigkeits- - · werden, wie sie-in der Zeichnung·schematisch dargehalt im Bereich von 8 bis 18% (berechnet vom gestellt ist. -·■ : ' -"■--'■ ofentrockenen Zustand) für das Verfilzen der Fasern Eine Luftschichtfilz-Ablägerungseinriehtung 12> erwünscht, und es würde-festgestellt, daß im Bereich durch die ■ sich- ein endloses Förderband 14 aus zwischen 11 und 14% (berechnet vom ofentrockenen _3o grobmaschigem Sieb bewegt, wird mit der nötigen Zustand) der für die endgültige Verdichtung er- · Menge 10 an auf bekannte· Weise miteinander verforderliche Walzendruck am niedrigsten ist. mischten Fasern und Harz beschickt. Eine Äbzieh-

Das in Luft dispergierte Faser-Bindemittel-Gemisch einrichtung 13 gehört zu der Ablagerungseinrichtung j

wird kontinuierlich auf einen durchlässigen Träger aus ihr wird das abgezogene· Material in die Be^

aufgetragen, der. beispielsweise ein perforiertes 35 schickungsvorriehtung zurückgeleitet, wie bei 15 ge-

Förderbänd oder ein Drahtgeflecht sein kann" Da- -> zeigt.-Der- sich ergebende,--'geebnete- Filz 16 mit

durch entsteht eine Filzmatte ungleichmäßiger Dicke, niedriger Dichte von etwa -^!30^: kg/m³ wird mit· Hilfe

deren Dichte etwa 15 bis 45 kg/in³ beträgt. Die Filz- eines Walzenpaares 17 und !Sauf eine Dichte von

matte wird anschließend abgezogen, wodurch .eine etwa 60 bis 150 kg/m³ 'vorverdichtet. Die sich mit

Oberflächenschicht entfernt und die Dicke der 40 einer- Geschwindigkeit bis zu- etwa 30 in je -Minute

Matte vergleichmäßigt wird. Dann folgt eine Vor- ί ·· bewegende, Verdichtete Filzmattehbahn 20 wird

verdichtung, bei der die Matte bis auf eine Dichte durch einen ^;mit Dampf erfüllten Raum geleitet, in

von etwa 55 bis 140 kg/m³ zusammengepreßt wird. dem das Konditionieren erfolgt. - .

Nach diesem Vorpreßvorgang läuft die Filzmatte Dieser mit Dampf erfüllte Raum ist dargestellt auf dem Träger in eine Konditionierstufe ein, in dei 45 in Form von Pampfkammern, deren aus Loehein dampf- oder gasförmiges Konditionierrriedmm - platten gebildete Flächen genügenden Abstand von außen auf beide Oberflachen der Filzmatte zur haben, um das Förderband 14 mit der Filzmatte 20 Einwirkung gebracht wird. Die Temperatur dor mit geringstem Spiel hindurchzuführen. Eine Käm-Filzmatte wird hierbei rasch auf etwa 32 bis 93^P C, mer 22 über der. Oberseite der Filzmatte 20 erhält vorzugsweise auf etwa 46 bis 66° C, erhöht. Am 50 Dampf durch einen Eintritt 24 und ist innerhalb Austritt der Konditionierstufe soll der Feuchtig?- : einer Ausströmhäube 26 angeordnet, die sich beiderkeitsgehalt der Filzmatte zwischen 8 und 15% be- seits der Kammer 22 in der Laufrichtung der Filztragen. Es ist jedenfalls genügend Feuchtigkeit in mattenbähn erstreckt. Eine Kammer 28 erhalt Verbindung mit der Hitze erforderlich, um die Faser Dampf durch einen Eintritt 30 und öffnet sich unzwecks anschließender wirksamer Verfestigung zu 55 mittelbar anschließend an die Unterseite des plastifizieren; sie darf jedoch auch nichts so groß Förderbandes 14. Selbstverständlich können die sein, daß sie nachfolgend ein Anhaften an den Kammer 22 und die Ausströmhaube 26 so kon-Kaltwalzrollen bewirkt. Wichtig ist auch die Dauer struiert sein, daß sie zwecks Anpassung an Filz* der Hitzeeinwirkung, damit, die Oberflächen nicht mattenbahnen verschiedener Höhe angehoben oder ausgetrocknet oder'etwa vorhandene warmhärtbäre 60 abgesenkt werden können. ' ■ Harze nicht ausgehärtet werden, während die ge- ; Die Filzmattenbahn tritt sodann sofort zwischen wünschte Innentemperatur und der Feuchtigkeits- ein ungeheiztes Walzrollenpaar 32 und 34 ein. Diese gehalt erreicht werden. Aus diesem Grunde muß Walzrollen haben einen großen Durchmesser, um die Filzmatte genügend offen und porös sein, damit eine dicke Filzmattenbahn aufzunehmen und eine sich das Konditioniermedium leicht in sehr kurzer 65 starke Abnahme der Dicke derselben zu bewirken. Zeit, beispielsweise in 2 bis 20 Sekunden, darin" ver- Beispielsweise nehmen Stahlwalzen mit einem breiten kann. Aus diesen Gründen "ist als Kondi- Durchmesser von·' etwa 60 cmf einen etwa 18cm tioniermedium Dampf besonders gut geeignet, der dicken Filz mit einer Dichte von etwa 55 bis

140 kg/m³ auf und reduzieren ihn auf eine Dicke zwischen 1,5 bis 25 mm. Da die Filzmatte 20 beim Eintritt in die ungeheizten Walzrollen von gleichmäßiger Dichte und Dicke ist, kann die endgültige, durch Pressen weiterverformbare Faserplatte der gewünschten Dichte leicht durch Einstellung der Walzen auf eine bestimmte Durchlaßschlitzgröße und Anwendung eines genügend hohen Druckes zwecks Beibehaltung dieser Einstellung erzielt werden.

Je nach der Zusammensetzung der Faserstruktur, ihrem Feuchtigkeitsgehalt, ihrer Innentemperatur, sowie der für die preßbare Platte gewünschten Dichte und Dicke kann der für das abschließende Walzpressen erforderliche Druck zwischen etwa 18 und 90 kg je Zentimeter schwanken.

Ein Mindestdruck von 18 kg je Zentimeter ist erforderlich, um die nach der Verdichtung erzielte Dichte der die Walzen verlassenden Platte im wesentlichen beizubehalten, während durch einen Höchstdruck von 90 kg je Zentimeter jede Neigung vermieden wird, die ursprüngliche Filzstruktur der Matte zu zerreißen oder die einzelnen Fasern zu schwächen, was sich als Fehler im endgültigen, gepreßten Gegenstand auswirken oder sogar das einwandfreie Verformen des endgültigen Gegenstandes infolge Brechens während des Preßvorganges in der entsprechenden Matrize verhindern könnte.

Das Förderband 14 wird von der Filzbahn 20 getrennt, gerade bevor letztere zwischen die ungeheizten Preßwalzen tritt, wie dies durch Rückführungsleitrollen 36-37-38 dargestellt ist. Die aus den Walzrollen austretende verdichtete Faserplatte 40 wandert weiter auf ein grobmaschiges, endloses Förderband 42, das die Matte durch Trocken- und Kühlstationen leitet.

Da die verdichtete Faserplatte 40 bis zu einem gewissen Grade porös ist, wird sie über eine Saugkammer 44 geleitet, die mit einem einer oberhalb der Platte 40 angeordneten Heißluftkammer 48 gegenüber befindlichen Sauggebläse 46 verbunden ist. Eine in der Kammer angeordnete Dampfschlange 50 erhitzt die aus der Atmosphäre entnommene, vom Sauggebläse 46 durch die Platte 40 angesaugte Luft.

Um die Abkühlung der verdichteten Platte 40 bis zur normalen Temperatur zu beschleunigen, saugt eine zweite Saugkammer 52, die mit einem Sauggebläse 54 verbunden ist, atmosphärische Luft durch die Platte. Hierauf wird die fertige, selbsttragende, verdichtete Faserplatte durch eine Schneidvorrichtung geleitet (nicht dargestellt, um sie in Stücke der gewünschten Länge zu zerschneiden.

Claims (10)

Patentansprüche: 55

1. Verfahren zum Herstellen einer durch Pressen verformbaren, steifen, verfilzten Faserplatte, indem in Luft zusammen mit einem Harzbindemittel dispergierte verfilzbare Fasern kontinuierlich auf einem bewegten, durchlässigen Träger in Form einer Filzplatte mit einer Dichte von etwa 15 bis 45 kg/m³ abgelagert werden, die Filzmatte dann mittels eines heißen, gasförmigen Mediums konditioniert und schließlich durch Hindurchgleiten zwischen Kaltzwalzrollen zu einer Faserplatte verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Konditionieren die ungleichmäßige Oberschicht der Filzmatte in an sich bekannter Weise abgezogen und der auf dem Träger verbleibende Teil der Filzmatte auf eine Dichte von etwa 55 bis 140 kg/m³ vorverdichtet wird und daß die Faserplatte nach dem Verlassen der Kaltwalzrollen durch aktives Kühlen verfestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditioniermedium von außen auf beide Oberflächen der Filzmatte zur Einwirkung gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditioniermedium in an sich bekannter Weise Dampf ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innentemperatur der Filzmatte beim Konditionieren auf etwa 32 bis 93° C, vorzugsweise auf 46 bis 66° C, gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filzmatte zwischen den Kaltwalzrollen mit einem Lineardruck von etwa 18 bis 90 kg/cm auf wenigstens 450 kg/m³ verdichtet wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzbindemittel aus einer Mischung von warmhärtbarem und thermoplastischem Harz besteht.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filzmatte unmittelbar vor dem Eintritt zwischen die Kaltwalzrollen (32, 34) vom Träger getrennt wird.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserplatte nach Verlassen der Kaltwalzrollen (32, 34) und vor dem Kühlen mit Heißgas behandelt wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem endlos umlaufenden, durchlässigen Träger, einer Ablagerungseinrichtung für die Faser-Bindemittel-Dispersion, einer Konditioniereinrichtung und einem Paar von Kaltwalzrollen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ablagerungseinrichtung (12) und der Konditioniereinrichtung (22, 24, 26, 28, 30) eine an sich bekannte Abziehwalze (13) und ein Preßwalzenpaar (17, 18) angeordnet sind und daß nach den Kaltwalzrollen (32, 34) eine Kühleinrichtung (52, 54) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Kaltwalzrollen (32, 34) und der Kühleinrichtung (52, 54) eine Heißgaskammer (44, 48) befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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