DD277041A1 - Verfahren zum herstellen einschichtiger, mineralisch gebundener span- und faserbauteile - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft das Herstellen einschichtiger, mineralisch gebundener Span- und Faserbauteile, insbesondere duennwandiger Platten fuer den gesamten Innenausbau von Gebaeuden und zur Verwendung in der Moebelindustrie. Ein ueber Durchlaufmischer hergestelltes homogenes Gemenge aus wassergetraenkten Spaenen und/oder Fasern und einem mineralischen Bindemittel gelangt erfindungsgemaess ueber Verteiler auf eine ebene, der Vliesbreite entsprechende Schwingeinrichtung, bildet hier unter Mithilfe von rotierenden Buersten ein Vlies, das im freien Fall in einer Hoehe 30 cm einem endlosen Formband oder auf zum kontinuierlichen Band formierte Streubleche uebergeben und des weiteren mit den Streublechen gestapelt und verpresst wird. Auf der Schwingeinrichtung wird das kontinuierlich aufgegebene Gemenge in axialer Richtung bei gleichzeitigem horizontalen Ausgleich gefoerdert. Das sich bildende Vlies weist eine verfilzte Span- und/oder Fasermatrix auf. Die auf diese Weise hergestellten einschichtigen Bauteile erreichen eine so glatte Oberflaeche, wie sie bisher nur bei Mehrschichtbauteilen erreicht wurde.
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft das Herstollen einschichtiger, mineralisch gebundener Span- und Faserbauteile, insbesondere dünnwandige Platten, die im gesamten Innenausbau von Gebäuden, aber auch in der Möbelindustrie ihre Anwendung finden können.
Es sind Verfahren zum Herstellen einschichtiger Span- und Faserplatten bekannt, mit denen in allen Richtungen der Plattenebene gleiche Eigenschaften entstehen sollen. Das Einbetten üer Span- und Fasermaterialien dient vorwiegend der Festigkeitssteigerurig des Bauteils, bewirkt aber auch eine Reduzierung der Gesamtrohdichte.
Ein Verfahren zur Herstellung beruht darauf, daß Gips mit Fasern, vorwiegend aus Holz, in einom schnellaufenden Durchlaufmischer zu einem homogenen Gemenge miteinander vermischt wird und dieses zu einem Bunker einer Streumaschine befördert wird. Im Bunker erfolgt eine gleichmäßige Verteilung des Streugutes über die gesamte Breite der Streumaschine.
Durch die Streumaschine wird das Gemenge „wurfgestreut" als ein endloses Gemischvlies unter gleichzeitigem Besprühen mit Wasser auf ein Streuband gebracht. Mit weiteren Vorrichtungen kann die Matte egalisiert, seitenbosäumt und einer Bandpresse zugeführt werden (Siempelkamp-/Feld-Verfahren).
Aus der Literatur geht hervor, daß mit dem Wurfstreuen des Gemenges ein Separierungseffekt der Fasern erzeugt wird, der eine Schichtung innerhalb des Vlieses bewirkt, wodurch ungleiche Biegefestigkeiten innerhalb der Platte entstehen. Ein weiterer Nachteil oesteht darin, daß als Armierungsbestandteile Zellulosefasern verwendet werden, d. h. die Holzfasern müssen erst in Kochern plastifiziert, in Refinern aufgeschlossen und anschließend getrocknet werden. Der Kostenaufwand einer solchen Faserplatte wird mit der aufwendigen Tasertechnologie erheblich erhöht.
Die Biegefestigkeiten werden durch den Faseronteil bestimmt. Der Anteil der Fasern liegt bei etwa 10% zum Gips, wodurch die Festigkeitswerte in etwa mit denen der Gipskartonplatte vergleichbar sind.
In der DE-OS 3608581 werden Bauteile, insbesondere Platten aus Gips mit Zusatz eines Holzspänegemisches vorgeschlagen, bei denen die Holzspäne nur einem Zerkleinerungsprozeß unterworfen werden. Die Holzspäne, zum einen streifenförmige Flachspäne, zum anderen plättchenfcrmige Teilchen mit maximal 10-40mni Länge, 1-5mm Breite und 0,2-fl,5mm Dicke werden durch bloßes Mischen mit dem Gipsbroi zu einem homogenen Gemenge weiterverarbeitet. Die vorgeschriebene Spangeometrie erzeugt beim Ausbreiten zu einem Vlies eine sehr rauhe Oberflache. Mit der Technologie der Herstellung der Gipskartonplatte wird diese rauhe Gipsoberfläche kaschiert. Anstelle des Kartons ist auch eine Ummantelung mit Glasfaservlies möglich.
Unter Verwendung feuchter Teilchen, vorwiegend Holztoilchen, sind weitere Herstellungsverfahren von Gips- bzw. Gipsspanplatten bekannt (Halbtrockenverfahren). Die Zuschlagstoffe dienen einmal als Wasserdepot (DE-AS 2919311), zum anderen als Füllstoffe (DD-WP 250630, DE-OS 3336243) und/oder zur Bewehrung (DE-OS 3431593).
Als Toilchon kommen beispielsweise beim Endlosverfahren nach Bison vorwiegend Späne der Siebfraktion < 2 mm χ 2mm zum Einsatz. In einom Dosierbunker wird Gips den fouchten Teilchen unmittelbar vor dem Mischen über eine Aufgabewalze zugofjebon. Anschließend erfolgt das Untermischen mittels einer Kopf-Streumaschino. Nach dem Windsichtprinzip wird auf einer Unterlage, dio ein Transportband oder eine Form sein kann, ein Vlies gebildet. Gemäß DE-OS 3247009 werden Gips und feuchte Teilchen während dos Fallens auf die Unterlage mittels Mischwal^en homogen durchmischt. Das Gemenge fällt im wesentlichen senkrecht durch Schütten auf das Transportband.
Die Spangeometrie für eine Bewehrungsfunktion im Baukörper birgt diu Gefahr der Rückfederung der Späne in sich. Es macht sich eine hohe Verdichtung erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht in der sehr rauhen Oberfläche, die zusätzliche Schleifarbeiten nach sich zieht. Durch die Herstellung von Mehrschichtelementen mit Gipsdeckschichten, die entweder faserfrei sind oder Faseranteile enthalten, wird dieser Nachteil umgangen. Das erfordert einen zusätzlichen technologischen Aufwand. Die Herstellung von dünnen Spanplatten nach dem System Texpan oder nach dem Kalanderverfahren geht von einer einheitlichen Holzspan- (organisches Bindemittel) -Beleimung aus, kann aber mit dem Ziel der Herstellung von glatten porenfreien Platten, die keinen Schliff mehr benötigen, unter keinen Umständen auf das komplizierte und aufwendige Wurf- und/oder Windstreuen verzichten (DE-OS 2402410).
Die Vliesbildung im Sinne eines diskontinuierlichen Füllens der Preßformen für die Herstellung von Formteilen erfolgt nach DE-OS 2609248 beispielsweise mittels konturangepaßten Schüttsieben, wobei diese Schüttsiobe gleichzeitig Schwingbewegungen ausführen können, diese allerdings mit dem hauptsächlichen Zip! der Vorverdichtung (DE-OS 2709467). Die DE-OS 3259606 schlägt zur Vliesbildung einen Fallschacht mit sogenannter Schwingtischplatte vor. Eine ebene Platte wird unterhalb eines Fallschachtes einseitig gelenkig, schräg nach unten, auf diese Weise eine Öffnung für den Schüttguttransport freigebend, aufgehangen. Die frei bewegliche Seite der Platte wird durch einen mechanisch arbeitenden Exzenter pendelnd bewegt. Der Transport über die Schwingtischpiatte wird nur durch eine erhebliche Neigung nach unten möglich. Dadurch ist die horizontale Verteilung des Schüttgutes begrenzt, wns den Einsatz einer zweiten Schwingischplatte, unterhalb der ersten, in Reihe angeordnet, notwendig mucht.
Mit der Erfindung wird das Ziel verfolgt. Span- und Faserbauteile, insbesondere dünnwandige mineralisch gebundene Platten, mit verbesserten Eigenschaften auf der Grundlage des Halbtrockenverfahrens einfacher und billiger unter Verwendung bekannter Ausgangsstoffe, wie Holzspäne als wasserspeichernde Zuschlagstoffe, herstellen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, homogen gestreute einschichtige, mineralisch gebundene Span- und Faserbauteile mit Zuschlagstoffteilchen, die die Fähigkeit der Wasserspeicherung aufweisen und im fertigen Bauteil unter anderem die Funktion der Bewehrungsmatrix ausüben, weitestgehend mit glatter Oberfläche herzustellen.
Mit Spänen und/oder Fasern, deren Feuchtigkeit vorherbestimmt wird und über Dosiereinrichtungen in Durchlaufmischer gelangen, dort mit verfahrenstechnisch notwendiger Wassermenge getränkt und anschließend mit aus Dosierbunkern hinzugefügten mineralischen Bindemitteln zu einem homogenen Gemenge gemischt werden, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das homogene Gemenge aus einem oder mehreren Durchlaufmischern über Verteiler einer ebenen, der Vliesbreite entsprechenden Schwingeinrichtung zugeführt, hier unter Mithilfe von in bestimmtem Abstand über dem Förderboden angeordneten, entgegen der Förderrichtung umlaufenden Bürsten zu einem Vlies geformt, im freien Fall in einer Höhe = 30cm einem endlosen Formband oder auf zum kontinuierlichen Band formierte Streubleche übergeben, bekannterweise nivelliert folgend vorverdichtet und gepreßt wird.
Die wasserspeichernden Teilchen können organischer und/oder anorganischer Natur sein.
Das Gemenge kann auch aus dem bzw. den Durchlaufmischern auf ein umlaufendes Förderband fallen, nivelliert und dann über Teil-, Lenk- und Rutscheinrichtungen der Schwingeinrichtung zugeführt werden. Damit wird eine bessere Vorverteilung erreicht.
Auf der Schwingeinrichtung wird das kontinuierlich aufgegebene Gemenge in axialer Richtung bei gleichzeitigem horizontalen Ausgleich gefördert. Unterstützt wird dieser Prozeß durch die in die Schwingeinrichtung hineinragenden rotierenden Bürsten.
Das sich hier bildende Vlies erreicht durch die Geometrie der Späne und/oder Fasern eine Verfilzung, die jedoch immer noch Relativbewegungen zueinander zulassen. Durch diese Verfilzung erhalten die so hergestellten Bauteile nahezu richtungsunabhängige physikalische Eigenschaften. Besonders vorteilhaft äußert sich dies beim Nuten und Fräsen sowie durch einen hohen Nagel- und Schraubenausziehwiderstand parallel zur Plattenoberfläche, unabhängig, ob quer oder längs zur Streurichtung. Senkrecht zur Oberfläche werden zum Teil vielfache Auszugswiderstände im Vergleich zu herkömmlichen Erzeugnissen erreicht.
Weiterhin bewirkt die isotrope Plattenstruktur eine vergleichsweise sehr gute Formstabilität bei einseitiger Feushtigkeitsbeanspruchung. Erfindungsgemäß werden einschichtige Faser-/Spanbauteile mit einer so glatten Oberfläche hergestellt, die bisher nur bei Mehrschichtbauteilen erreicht wurde. Indem eich drei bis vier Stoffströme bei der Mehrschichtplatte auf einen einzigen Stoffstrom bei der einschichtigen Platte reduzieren, verringert sich der technologisch notwendige Aufwand für die Verfahrensschritte Fördern, Zwischenlagern, Zerkleinern, Klassieren, Dosieren, Wägen sowie der Aufwand für Meß-, Steuer- und Regeltechnik um ein Mehrfaches.
Komplizierte und platzintensive Wurf- und/oder Streumaschinen werden durch eine einfache Schwingeinrichtung ersetzt. Das erfindungsgemäße Verfahron kann für Span- und Faserbaustoffe je nach Rezeptur und spezifischem Proßdruck mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften zur Anwendung kommen.
Abbildung 1 zeigt das technologische Schema zur Herstellung einer gipsgebundenen Einschichtplatte. Feuchte oder trockone Holzspäne der Siebfraktion <2mm mit einer Länge £ 5mm werden im kontinuierlichen Zwangsmischer (1) zunächst mit der notwendigen Wassermonge benetzt, und anschließend mit Gips gemischt. Dem Wasser können je nach Bodarf Mittel zur gezielten Beeinflussung der Abbindezeit zugegeben werden.
Durch die turbulente Bewegung im Zwangsmischer (1) erhält man ein homogenes erdfeuchtes Gemenge. Dieses wird mittels Teileinrichtung (2) geviertelt und fällt auf eine 1,25m breite elektromagnetische Schwingeinrichtung (3) mit ebenem Schwingboden. Es bildet sich ein Vlies mit Filzmatrix, dessen Fördergoschwindigkeit über die Schwingungsamplitude eingestellt wird. Ein verstellbarer Abstreifer (4), der von außen in die Schwingeinrichtung (3) ragt, unterstützt durch horizontale Hin- und Herbewegungen, die quer zur Förderrichtung erfolgen, das horizontale Nivellieren. Eine gleiche Wirkung wird mit entgegen der Förderrichtung rotierenden Bürstenwalzen erreicht.
Von der Schwingeinrichtung (3) wird das Vlies auf ein endloses Streublechband geschüttet. Eventuell noch vorhandene Unebenheiten auf dem geschüttelten Vlies werden durch eine rotierende Bürstenwalze (5) egalisiert. Durch anschließende Vorverdichtung mittels Walze (6), deren Umfangsgeschwindigkeit der Bandgeschwindigkeit entspricht, wird die Filzmatrix der Holzteilchen endgültig fixiert, so daß Transport und Verpressen nahezu ohne Streuverluste vollzogen werden.
Das Verpressen erfolgt beispielsweise unter Einsatz des Verzögerungsmittels Protol 45min lang im Stapel oder im Spannpaket.
Das Durchfeuchten der Platte in der ersten Preßphas* wird bei 3-5 N/mm2 erreicht. In der zweiten Preßphase mit niederem Druck erfolgt das Abbinden der Platte. Nach dem Entspannen und Entstapeln erhält man eine glatte Platte, die auf 2% Restfeuchte getrocknet wird.
Zur Verbesserung der Vliesbildung wird zwischen Mischeraustrag und Verteiler ein umlaufendes Band (7) angeordnet, welches eine Vornivellierung des geschütteten Mischgutes mittels rotierender Bürsten ermöglicht.
Beispielswiese wurden mit der Rezeptur
330kg/m3 Holzsägespäne 360kg/m3 Wasser 820kg/m3Gips
folgende Platteneigenschaften hergestellt:
7 N/mm2 Biegefestigkeit 1200 kg/m3 Rohdichte 2500N/mm2E-Modul.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verarbeitung verschiedener Rezepturen, so werden mit
220kg/m3 Holzspäne 360kg/m3 Wasser 1060 kg/m3 Gips
die Eigenschaften
10N/mm2 Biegefestigkeit 1450kg/m3 Rohdichte 3500N/mm2E-Modul
orreicht.
Folgende Tabelle zeigt die Gegenüberstellung verschiedener gipsgebundener Plattenerzeugnisse.
| N/mm2 | Gipskarton platte | Gipsfaser platte | gipsgebundene Spanplatte | erfindungsge mäß hergestell te gipsgebundene Einschichtpl. | |
| Biegefestigkeit | kg/dm3 | 4-8 | 6-8 | 7-10 | 5-12 |
| Platteiidichte, trocken | N/mm2 | 1 | 1,2 | 1,2 | 1,0-1,6 |
| Druckfestigkeit | kN/mm2 | 13 | 20 | 40 | 20-40 |
| E-Modul | N/mm2 | 4 | 3-3,5 | 3,5-4 | 2-4 |
| Querzu(ifestigkeit | N/mm2 | 0,38 | 0,55 | 0,6 | 0,5-1,6 |
| Sohraubenausziohwidorstand | N/mm2 | 20 | 40 | 80 | 80-160 |
| Nagalausziohwidorstand | - | 35 | 70 | 70-120 | |
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen einschichtiger, mineralisch gebundener Span- und Faserbauteile mit Spänen und/oder Fasern, die die Fähigkeit der Wasserspeicherung aufweisen, mit vorherbestimmter Feuchtigkeit über Dosiereinrichtungen in Durchlaufmischer gelangen, dort mit verfahrenstechnisch notwendiger Wassermenge getränkt und anschließend mit aus Dosierbunkern hinzugefügten mineralischen Bindemitteln zu einem homogenen Gemenge gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das homogene Gemenge aus einem oder mehreren Durchlaufmischern (1) über Verteiler (2) einer ebenen, der Vliesbreite entsprechenden Schwingeinrichtung (3) zugeführt, unter Mithilfe von in bestimmtem Abstand über dem Förderboden angeordneten, entgegen der Förderrichtung rotierenden Bürstenwalze zu einem Vlies geformt, im freien Fall in einer Höhe <30cm einem endlosen Formband oder auf zum kontinuierlichen Band formierte Streubleche üoergeben und bekannterweise nivelliert, folgend vorverdichtet und gepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das homogene Gemenge aus dem bzw. den Durchlaufmischern (1) auf ein umlaufendes Förderband (7) fällt, nivelliert und über Teil-, Lenk- und Rutscheinrichtungen (2) der Schwinyeinrichtung (3) zugeführt wird.
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