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Dokumentenidentifikation DE19980188B9 14.09.2006
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Formierung von Faserplatten
Anmelder Andritz-Patentverwaltungs-Ges.m.b.H., Graz, AT
Erfinder Petschauer, Franz, Lannach, AT;
Steinegger, Josef, Graz, AT;
Kefer, Thomas, Graz, AT;
Kappel, Johannes, Graz, AT
Vertreter Viering, Jentschura & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 21.01.1999
DE-Aktenzeichen 19980188
WO-Anmeldetag 21.01.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/EP99/00381
WO-Veröffentlichungsnummer 1999040254
WO-Veröffentlichungsdatum 12.08.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.05.2006
Date of publication of correction 14.09.2006
Information on correction Berichtigung in Anspruch 5
IPC-Hauptklasse D21J 1/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Formierung von Faserplatten.

Das klassische Verfahren zur Faserplattenherstellung ist der so genannte "Nass-Prozess". Es ist dies eine ökologisch zu bevorzugende Produktionsmethode, da die Faserplatten praktisch ohne chemische Bindemittel hergestellt werden. Als Alternative existieren ein trockener Prozess zur Herstellung von Particle Board und der MDF (medium density fibreboard) Prozess, der ebenfalls ein Trockenprozess ist. Die derzeitige Technologie des Nassprozesses ist mehrere Jahrzehnte alt. In vielen Verfahrensstufen ist er ineffektiv und weist praktisch keine Regelungsmöglichkeiten auf. Die Zerkleinerung der Fasern erfolgt in einem unter Druck arbeitenden Refiner. Da keine (oder nur geringe Mengen an) Bindemittel verwendet werden, müssen während des Zerkleinerungsprozesses ausreichende Bindefähigkeiten der Fasern entwickelt werden.

Das bisherige Prinzip der Bahnbildung mittels Langsieben wird auch Foudrinier genannt und hat einige Nachteile. Die derzeitige Technologie des Stoffauflaufes erfüllt die Anforderungen an Formation und Kalibrierung der Plattendicke nicht. Weiters erfordert die Bahnbildung nach dem Foudrinier Prinzip die Verwendung von Vakuum als treibende Kraft für den Hauptteil des zu entfernenden Wassers. Dies bedeutet einen Energieverbrauch von ca. 150 kW für eine typische Anlage. Durch die einseitige Entwässerung ergibt sich eine große Maschinenlänge.

Um den Nachteil der chemischen Bindemittel bei den Trockenprozessen zu vermeiden soll der bisherige Nassprozess verbessert werden.

DE 73 30 57 C offenbart eine Entwässerungs- oder Anpressmaschine, bei welcher eine Entwässerung einer fortlaufend bewegte, nasse Stoffbahn mittels Walzenpaaren erfolgt, welche verstellbar angeordnet sind.

DE 86 64 62 C beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Pressen, Trocknen und Formen von verschiedenen Materialien, wobei das Material zwischen zwei sich gegenüberliegenden kontinuierlich laufenden endlosen Plattenbändern durchgeführt wird, von denen das eine oder beide Plattenbänder beheizbar sind.

WO 97/13030 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Wasser aus einer Papier- oder Kartonbahn und zum Hinführen derselben zu und durch eine oder mehrere Entwässerungs-Druckstellen in einem Pressabschnitt.

In der nachveröffentlichten DE 198 52 431 A1, welche auf eine ältere Priorität zurückgeht, sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwässern einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Zellstoffbahn, offenbart, wobei die Entwässerung zwischen zwei Siebbändern oder Filzen in einer ersten Entwässerungszone mit einstellbarem Flächendruck und einer zweiten Entwässerungszone mit regelbarem Flächendruck erfolgt.

Die Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Formierung von Faserplatten zum Gegenstand, deren Merkmale in den unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 9 dargelegt sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen durch Einsatz von geringen Mengen hochwertiger Fasern gute Oberflächeneigenschaften erzielbar sind.

Gemäß der Erfindung wird eine erste Faserstoffsuspension zwischen zwei in wesentlichen horizontal verlaufenden Sieben oder Filzen in einer Keilzone einer ersten Entwässerungszone beidseitig entwässert. Nach der Vorentwässerung wird eine zweite Faserstoffsuspension als Deckschicht aufgebracht. Dadurch ist es möglich, durch Einsatz von geringen Mengen hochwertiger Fasern gute Oberflächeneigenschaften der Platten zu erzielen, ohne die Zusammensetzung oder Qualität des Restes der Platten ändern zu müssen. Da eine Vorentwässerung in einer Keilzone erfolgt, kann durch den ansteigenden Druck in der Keilzone auf kürzester Strecke und ohne Anwendung von Vakuum rasch eine hohe und gleichmäßige Entwässerung erzielt werden, wobei durch eine verstellbare Keilzone die Plattendicke entsprechend beeinflusst werden kann.

Zur Regelung der Plattendicke quer zur Bahnlaufrichtung kann lokal Verdünnungswasser zugegeben werden. Damit kann ohne großen konstruktiven Aufwand in einfacher Weise eine Vergleichmäßigung der Plattendicke erreicht werden. Die Regelung erfolgt dabei durch eine Messung der Enddicke der Platte.

Ferner können zur Regelung der Plattendicke quer zur Bahnlaufrichtung lokal Lippen des Stoffauflaufes eingestellt werden. Mittels dieser Lippen lässt sich eine Grobeinstellung der Plattendicke erreichen, wobei in Kombination mit der Verdünnung die Plattendicke noch genauer erreicht werden kann.

Die Stoffverteilung über die Arbeitsbreite kann mittels eines Querstromverteilers erfolgen, wobei ein Teilstrom der Faserstoffsuspension zurückgeführt wird. Durch die Rückführung der Suspension beim Stoffauflauf lässt sich das Flächengewichtsquerprofil optimal einstellen.

Die Entwässerung kann auf einen Trockengehalt von mehr als 40 %, bevorzugt mehr als 45 % erfolgen. Es sinkt dadurch in der nachfolgenden Heißpresse die Presszeit (ergibt höheren Durchsatz), die Menge an bei der Heißpressung stärker beladenem Filtrat und der Dampfbedarf zum Verdampfen des Restwassers.

Im Bereich der Aufgabe der Deckschicht kann eine Vakuumabsaugung vorgesehen sein.

Nach der Deckschichtaufgabe erfolgt bevorzugt eine weitere Entwässerung in einer Keilzone. Dadurch kann die gesamte Bahn inklusive Deckschicht gut entwässert werden.

Ferner können mehrere Stellen mit Linienpressung, beispielsweise zwei bis sechs, vorzugsweise drei bis fünf, Stellen vorgesehen sind. Dadurch kann ein besonders hoher Endtrockengehalt erreicht werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Formierung von Faseplatten.

Bei der Vorrichtung zur Formierung von Faserplatten ist gemäß der Erfindung eine mit einem ersten Stoffauflauf nachgeordnete erste Entwässerungszone, welche ein Untersieb, welches im wesentlichen waagrecht und durch die gesamte Vorrichtung geführt wird, und ein Obersieb aufweist, wobei das Obersieb gemeinsam mit dem Untersieb eine Keilzone zum beidseitigen Entwässern der Faserstoffbahn bildet, und ein der ersten Entwässerungszone nachgeordneter zweiter Stoffauflauf zur Aufbringung einer Deckschicht auf die Faserstoffbahn vorgesehen.

Durch das Obersieb kann eine beidseitige Entwässerung stattfinden, wodurch die Entwässerungswege praktisch halbiert werden und somit auch die Länge der Maschine wesentlich verkürzt werden kann.

Dadurch, dass das Obersieb gemeinsam mit dem Untersieb eine Keilzone bildet, kann eine hohe und kontrollierte Presskraft auf die Faserstoffbahn aufgebracht werden, wodurch in weiterer Folge kein Vakuum mehr zur Entwässerung erforderlich ist. Da das Untersieb im wesentlichen waagrecht geführt wird, kann ein nachteiliger Einfluss der Schwerkraft hintangehalten werden kann.

Die Keilzone kann in der Spalthöhe verstellbar ausgeführt sein. Durch die verstellbare Keilzone kann besonders gut die Plattendicke eingestellt werden.

Vorzugsweise wird das Sieb oder der Filz in der Keilzone durch perforierte Kunststoff- oder Stahlplatten, durch Foilleisten oder durch Registerwalzen gestützt. Vorzugsweise sind die Keilzonen an deren Ende anpreßbar ausgeführt, wodurch unabhängig von der zu produzierenden Plattendicke jeweils der höchste Trockengehalt nach der Vorentwässerung erzielt werden kann und so die Stoffbahn optimal für die nachgeschaltete Preßzone vorbereitet ist.

Es können mehrere Preßnips, insbesondere zwei bis sechs, bevorzugt drei bis fünf, vorgesehen sein, wobei die Presswalzen annähernd senkrecht übereinander angeordnet sein können. Dadurch kann ein besonders hoher Endtrockengehalt erzielt werden.

Wenn die Presswalze der Preßnips einzeln anpreßbar sind, lässt sich der Endtrockengehalt bzw. die Entwässerungskurve gut regeln.

Ferner ist eine Vorrichtung bereitgestellt, bei der die Stuhlung der Maschine cantileverbar ausgeführt wird. Damit wird die Verwendung von Endlossieben ermöglicht, die höhere Standzeiten bei hohen Pressdrücken aufweisen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei

1 eine Seitenansicht einer Anlage nach dem Stand der Technik, 2 eine Draufsicht auf 1, 3 eine Seitenansicht einer Anlage gemäß der Erfindung, 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in 3, 5 einen Schnitt gemäß Linie V-V in 3 und 6 einen Schnitt durch einen Stoffauflauf darstellt.

1 zeigt eine Seitenansicht einer Foudrinier-Anlage 1 mit einer Schwerkraftentwässerungszone 2, in der die Bahn über Walzen 3 geführt wird. Daran schließt sich eine Zone mit Vakuumwalzen 4 an, in der ein Großteil des Wassers aus der Bahn abgesaugt wird. Anschließend erfolgt noch ein weiteres Auspressen mittels paarweise angeordneten Walzen 5 und 6. Eine typische Foudrinier Anlage nach dem Stand der Technik weist für einen Durchsatz von 180 tato eine Länge von ca. 14 m auf.

2 zeigt die Draufsicht, auf der die große Anzahl von notwendigen Walzen 3 sowie der Vakuumwalzen 4 und der Presswalzen 5 und 6 erkennbar ist. Weiters ist der Antriebsmotor 7 mit dem Getriebe 8 erkennbar.

In 3 ist eine Faserplattenanlage nach der Erfindung dargestellt. Sie besteht aus einem Stoffauflauf 22, einer ersten Entwässerungszone 9, in der die Hauptentwässerung erfolgt. Diese Entwässerungszone 9 weist ein Untersieb 10 auf, das durch die gesamte Anlage geführt wird. Weiter weist sie ein Obersieb 11 auf, so daß eine Entwässerung in beide Richtungen erfolgen kann. Ist keine Sekundärstoffaufgabe vorgesehen, so gibt es nur ein Obersieb, das ebenfalls durch die gesamte Anlage geführt wird. Dadurch erfolgt die Entwässerung gleichmäßig durch die gesamte Dicke der Bahn, was speziell bei der Faserplattenherstellung wichtig ist. An die erste Entwässerungszone 9 schließt eine weitere Entwässerungszone 12 an, in der über Vakuumkästen 13 weiteres Wasser aus der Bahn abgesaugt wird. Da nur eine vergleichsweise sehr dünne Schicht aufgegeben wird ist gegenüber den Anlagen nach dem Stand der Technik die hier abzusaugende Wassermenge sehr gering. Am Ende dieser Zone 12 wird wieder ein Obersieb 14 zur weiteren Entwässerung aufgebracht. Dieses Sieb 14 wird auch durch die nachfolgende Pressenzone 15 mit den paarweise angeordneten Walzen 16 geführt. Es wird dabei durch die stattfindende mechanische Entwässerung ein Endtrockengehalt von über 40 %, bevorzugt über 45 % erreicht. Der Stoffauflauf 22 kann dabei ein Querstromverteiler, mit einem Diffusorblock und einer Lochwalze zur Zerstörung der sich in der Suspension bildenden Flocken sein. Das Untersieb 10 verläuft durch die gesamte Anlage im wesentlichen waagrecht. Gemeinsam mit dem Obersieb 11 wird in der ersten Entwässerungszone 9 ein Keil 17 gebildet. Die Siebe 10, 11 laufen hier über perforierte Platten 18 aus Kunststoff oder Stahl. Alternativ können auch Foilleisten oder Registerwalzen eingesetzt werden. Die Keilzone 17 kann an ihrem Ende 19 in der Spalthöhe eingestellt oder angepreßt werden. Das Ende der Keilzone bildet eine Walze 20, die gegen das Obersieb 11 antreibt. Im Bereich der Entwässerungszone 12 kann ein weiterer Stoffauflauf 23 für eine Deckschicht vorgesehen werden. Zur Entwässerung der Deckschicht wird ein weiteres Obersieb 14 angeordnet. Die Entwässerung wird durch Absaugung mittels Vakuum (über Kästen 13) unterstützt. Das Obersieb 14 bildet mit dem Untersieb 10 eine weitere Keilzone 21, die ebenfalls verstellbar und gegebenenfalls an ihrem Ende anpreßbar ausgeführt sein kann. Um den Endtrockengehalt zu erhöhen sind in der Preßzone 15 zwei bis sechs, vorzugsweise drei bis fünf Preßnips, d.h. gegeneinander gepreßte Walzenpaare, vorgesehen. Das vorliegende Beispiel weist vier derartige Walzenpaare 16, die Preßnips bilden, auf. Eine derartige Anlage weist bei einem Durchsatz von ca. 320 tato eine Gesamtlänge von ca. 11,5 m auf, d.h. trotz einer Steigerung der Produktion um ca. 80 % gegenüber einer Anlage nach dem Stand der Technik benötigt die Gesamtanlage nur eine Länge von ca. 80 % der Anlagen nach dem Stand der Technik. Dies bedeutet eine spezifische Leistung von ca. 220 % der Anlagen nach dem Stand der Technik.

4 zeigt einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in 3. In diesem Schnitt gegen die Bahnlaufrichtung gesehen erkennt man die untere Keilplatte 18, einen Vakuumkasten 13 sowie die Walze 20 am Ende der Keilzone 17. Mit FS wird die sogenannte Führerseite und mit TS die Triebseite, an der alle Antriebe und sonstigen Leitungen angeordnet sind, bezeichnet.

5 zeigt einen Schnitt an derselben Stelle wie 4, jedoch in Bahnlaufrichtung gesehen. Hier sind daher Triebseite und Führerseite gegenüber 4 vertauscht. Man erkennt neben dem Vakuumkasten 13 und der Keilplatte 18 den weiteren Stoffauflauf 23 für die Deckschicht. Die Zufuhr der Suspension in den Stoffauflauf 23 erfolgt über eine Anschlußleitung 24 von der Triebseite her. Das abgesaugte Wasser wird über eine Leitung 25 aus dem Vakuumkasten 13 abgeführt.

6 zeigt den Stoffauflauf 22 im Detail. Die Suspension wird über einen Querstromverteiler 26 zugeführt und gelangt über einen Diffusorblock 27 zu einer Lochwalze 28, die die sich in der Suspension bildenden Flocken zerstört. Von dort wird sie in die vom Untersieb 10 und Obersieb 11 gebildete Keilzone 17 eingebracht.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Es können auch je nach den Erfordernissen andere Kombinationen der einzelnen Entwässerungszonen vorgesehen werden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Formierung von Faserplatten zwischen zwei Bändern, bei welchem eine erste Faserstoffsuspension zwischen zwei im wesentlichen horizontal verlaufenden Sieben (10, 11) oder Filzen in einer Keilzone (17) einer ersten Entwässerungszone (9) beidseitig entwässert wird und auf die derart entwässerte Faserstoffbahn eine zweite Faserstoffsuspension als Deckschicht der Faserplatte aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Plattendicke quer zur Bahnlaufrichtung lokal Verdünnungswasser zugegeben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Plattendicke quer zur Bahnlaufrichtung lokal Lippen des Stoffauflaufes eingestellt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffverteilung über die Arbeitsbreite mittels eines Querstromverteilers (22) erfolgt und ein Teilstrom der Faserstoffsuspension zurückgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwässerung auf einen Endtrockengehalt von mehr als 40 %, bevorzugt mehr als 45 % erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung der zweiten Faserstoffsuspension im Bereich einer zweiten Entwässerungszone (12) erfolgt, entlang der eine Entwässerung der Faserstoffbahn mittels Vakuumkästen (13) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Aufbringung der zweiten Faserstoffsuspension eine Entwässerung in einer weiteren Keilzone (21) erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer abschließenden Pressenzone (15) an mehreren Stellen, beispielsweise 2 bis 6 Stellen, vorzugsweise 3 bis 5 Stellen, eine mechanische Entwässerung mit Linienpressung durchgeführt wird.
  9. Vorrichtung zur Formierung von Faserplatten mit einer einem ersten Stoffauflauf (22) nachgeordneten ersten Entwässerungszone (9), welche ein Untersieb (10), welches im wesentlichen waagrecht und durch die gesamte Vorrichtung geführt wird, und ein Obersieb (11) aufweist, wobei das Obersieb (11) gemeinsam mit dem Untersieb (10) eine Keilzone (17) zum beidseitigen Entwässern der Faserstoffbahn bildet, und einem der ersten Entwässerungszone (9) nachgeordneten zweiten Stoffauflauf (23) zur Aufbringung einer Deckschicht auf die Faserstoffbahn.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilzone (17) in der Spalthöhe verstellbar ausgeführt ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersieb (10) und das Obersieb (11) in der Keilzone (17) der ersten Entwässerungszone (9) von perforierten Kunststoff- oder Stahlplatten (18), von Foilleisten oder von Registerwalzen abgestützt wird.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der zweite Stoffauflauf (23) im Bereich einer zweiten Entwässerungszone (12) vorgesehen ist, welche der ersten Entwässerungszone (9) nachgeschaltet ist, wobei die zweite Entwässerungszone (12) ein Obersieb (14) aufweist, welches gemeinsam mit dem Untersieb (10) eine weitere Keilzone (21) bildet, welche in der Spalthöhe verstellbar ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Keilzonen (17, 21) bildenden Siebe (10, 11, 14) am Ende der jeweiligen Keilzone (17, 21) gegeneinander anpreßbar sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Entwässerungszone (12) eine Pressenzone (15) mit mehreren Preßnips, insbesondere 2 bis 6 Preßnips, bevorzugt 3 bis 5 Preßnips, in Form von Walzenpaaren (16) aus gegeneinandergepressten Walzen nachgeschaltet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen eines jeden Walzenpaares (16) annähernd senkrecht übereinander angeordnet sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen eines jeden Walzenpaares (16) einzeln gegeneinander anpreßbar sind.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stuhlung der Vorrichtung cantileverbar ausgeführt ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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