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EP-4551923-B1 - METHOD FOR DETERMINING THE VOLUME AND / OR THE COMPOSITION OF A POWDERED RESIN LAYER APPLIED TO A CARRIER MATERIAL

EP4551923B1EP 4551923 B1EP4551923 B1EP 4551923B1EP-4551923-B1

Inventors

  • KALWA, NORBERT
  • ZHANG, JINMING

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20230622

Claims (14)

  1. A method of controlling a production line for the manufacture of a coated carrier material, wherein at least one layer of at least one powdered resin or resin mixture is applied to the at least one carrier material, wherein the production line comprises at least - at least one NIR multi-measuring head for recording at least one NIR spectrum of the carrier material coated with the powdered resin or resin mixture using the at least one NIR measuring head in a wavelength range between 1400 nm and 1600 nm, preferably between 1450 nm and 1550 nm; - at least one control system for controlling the production line, wherein the control system of the production line comprises at least one computer-aided evaluation unit and a database, - wherein the evaluation unit is configured to compare the NIR spectrum recorded for the carrier material coated with the powdered resin or resin mixture with a created calibration model to determine the quantitative amount of the powdered resin or resin mixture applied to the carrier material, - wherein the database is configured to store the thus determined parameter data on the amount of powdered resin applied, - wherein the control system is configured to use the determined parameters to control the production line, wherein the calibration model is determined based on reference samples as follows: - applying at least one powdered resin or a powdered mixture of at least two resins in a defined mixing ratio in respectively different quantitatively defined amounts to respectively one carrier material as reference samples; - recording at least one NIR spectrum of each of the reference samples using at least one NIR measuring head in a wavelength range between 1400 nm and 1600 nm, preferably between 1450 nm and 1550 nm; - correlating the different quantitative amounts of powdered resin or resin mixture of the reference samples to the recorded NIR spectra of said reference samples; and - creating the calibration model for the relationship between the spectral data of the NIR spectra and the corresponding quantitative amounts of powdered resin or resin mixture of the reference samples by means of multivariate data analysis.
  2. Method according to claim 1, characterized in that the NIR multi-measuring head is configured to supply the measured parameters (actual values) to the evaluation unit, which controls the production process accordingly if the measured parameters (actual values) deviate from the corresponding target values of these parameters.
  3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the powdered resin is a formaldehyde resin, preferably a urea resin, a melamine resin or a phenolic resin, in particular preferably a melamine-formaldehyde resin or a urea resin.
  4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one mixture of a first powdered resin and a second powdered resin is applied to the at least one carrier material.
  5. Method according to claim 4, characterized in that the at least one mixture comprises a first powdered resin and a second powdered resin in a ratio between 10% by weight: 90% by weight and 90% by weight : 10% by weight, preferably between 25% by weight : 75% by weight and 75% by weight : 25% by weight, more preferably between 55% by weight : 45% by weight and 45% by weight : 55% by weight, e.g. 50 : 50% by weight.
  6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the powdered resin or the mixture of at least two powdered resins is applied in an amount of between 10 and 150 g/m 2 , preferably between 20 and 100 g/m 2 , more preferably between 40 and 80 g/m 2 .
  7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one carrier material comprises at least one paper layer, in particular at least one base paper or at least one pretreated, impregnated paper.
  8. Method according to claim 7, characterized in that the production line is a production line for impregnating paper layers, comprising at least one application device for applying at least one resin powder layer, in particular by means of tribo-guns, at least one device for melting the resin powder layer, preferably using an IR emitter, and at least one device for drying and curing the coated paper layer.
  9. Method according to one of claims 7-8, characterized in that at least one NIR measuring head is provided after the application device for applying a resin powder layer for recording at least one NIR spectrum of the paper layer coated with the powdered resin.
  10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one carrier material is a board made of a wood-based material, in particular a chipboard, medium-density fibreboard (MDF), high-density fibreboard (HDF), oriented strand board (OSB) or plywood board, made of plastic, a wood-based material/plastic mixture or a composite material, a cement fibreboard, gypsum fibreboard or a wood plastic composites (WPC) board or a stone plastic composites (SPC) board.
  11. Method according to claim 10, characterized in that the production line is a production line for manufacturing a wood-based panel provided with a decor, comprising - at least one application device for applying a first resin powder layer, which may contain fibers, to the top surface of the wood-based panel and at least one device for melting the first resin powder layer, in particular an IR emitter; - opt. at least one application device for applying at least one primer layer; - opt. at least one application device for applying at least one primer layer; - at least one printing device, - opt. at least one application device for applying a further resin powder layer and at least one device for melting the resin powder layer, in particular an IR emitter; - opt. at least one device for scattering a predetermined quantity of abrasion-resistant particles; - at least one application device for applying a further resin powder layer and at least one device for melting the resin powder layer, in particular an IR emitter; - opt. at least one device for scattering a predetermined quantity of glass beads; - opt. at least one application device for applying a further resin powder layer and at least one device for melting the first resin powder layer, in particular an IR emitter; and - opt. at least one short-cycle press arranged downstream of the last drying device in the processing direction; - wherein at least one NIR measuring head, preferably at least one NIR multi-measuring head, is provided after the application device for applying a first resin powder layer and/or after the application devices for applying in each case a further resin powder layer, for recording at least one NIR spectrum of the wood-based panel coated with the powdered resin.
  12. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the amount of powdered resin or resin mixture applied to the carrier material is carried out continuously and online in the production line.
  13. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one NIR measuring head moves transversely to the running direction of the carrier material provided with the powdered resin in the production line and traverses over the entire width of the carrier material in order to analyze certain problem areas, in particular shortfall orders in the edge or middle area of the carrier material.
  14. Method according to one of the preceding claims, in that the at least one NIR measuring head moves in the running direction of the carrier material provided with the powdered resin in the production line.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Produktionslinie zur Herstellung eines beschichteten Trägermaterials, wobei mindestens eine Schicht aus mindestens einem pulverförmigen Harz oder Harzmischung auf das mindestens ein Trägermaterial aufgetragen wird. Beschreibung Die Verwendung von Holzwerkstoffplatten in der Möbelindustrie, als Fußbodenbeläge oder auch zum Verkleiden von Wänden und Decken erfordert eine Bearbeitung bzw. Veredelung der Oberfläche der Holzwerkstoffplatten. Üblicherweise werden im Falle der genannten Anwendungsgebiete die Holzwerkstoffplatten mit einem imprägnierten Dekorpapier beschichtet. Der Vielfältigkeit an verschieden gemusterten Dekorpapieren sind keine Grenzen gesetzt, so dass Holzwerkstoffplatten mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Dekoren wie z.B. Stein- oder Holzdekoren erhältlich sind. Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit werden auf das Dekorpapier Overlays aufgebracht. Als Overlay werden dünne Papiere verwendet, welche typischerweise bereits mit einem Melaminharz getränkt wurden Es sind ebenfalls Overlays erhältlich, in denen bereits abriebfeste Partikel, wie zum Beispiel Korundpartikel in das Harz des Overlays eingemischt sind, um die Abriebfestigkeit des Laminats bzw. der Holzwerkstoffplatte zu erhöhen. Als Alternative zur Verwendung von Dekorpapieren auf Holzwerkstoffplatten hat sich in der Vergangenheit das direkte Bedrucken von Holzwerkstoffplatten entwickelt, da ein Bedrucken von Papier und dessen nachträglichem Kaschieren oder Direktbeschichten auf die Holzwerkstoffplatte entfällt. Auf das im Direktdruck aufgebrachte Dekor werden anschließend mehrere flüssige wärmehärtbare Harzschichten aufgetragen, die zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit abriebfeste Partikel enthalten können. Eine solche wärmehärtbare Harzschicht wird auch als Flüssigoverlay bezeichnet. Die in diesen Anwendungen verwendeten Harze oder Leime werden meist als flüssige, häufig wässrige Formulierungen zur Imprägnierung von Papierlagen oder Beschichtung von Trägerplatten eingesetzt. Diese werden über einen Tränkprozess in einem Imprägnierkanal auf Papiere oder durch einen Walzenauftrag auf plattenförmige Trägermaterialien aufgebracht. Anschliessend wurde dann das Lösemittel durch erwärmte Luft oder durch Strahlung verdunstet. Dies ist ein relativ energieintensiver Prozess und führt zusätzlich zu Emissionen, die über thermische Nachverbrennung oder durch ein Abluftreinigungssystem eliminiert werden müssen. Zudem ist dieser Prozess auch unter ökologischen Aspekten als kritisch einzuschätzen. Die Auftragsmengen auf Papiere oder Trägermaterialien werden dabei durch Walzenspalte, Rakel usw. eingestellt und danach meist durch Auswiegen kontrolliert. Auch bei der Verwendung von Harzgemischen wurde auf die beschriebene Technologie zurückgegriffen. Eine Alternative zu flüssigen Harzen oder Leimen ist die Verwendung von Pulverharzen. Diese können über Streuverrichtungen oder durch Sprühdüsen auf Papiere oder Trägerplatten aufgebracht werden. Da diese Aufträge kontaktlos erfolgen, sind die Aufträge pro Flächeneinheit allenfalls durch den Mengenverbrauch pro Zeiteinheit bestimmbar. Allerdings sind bei pulverförmigen Aufträgen Inhomogenitäten durch Turbulenzen oder durch statische Einflüsse möglich. Dies kann besonders in den Anlagenrändern/-begrenzungen problematisch sein. Auch die Bestimmung der Auftragsmengen auf Papiere oder Trägermaterialien kann häufig erst am Ende der Produktionslinie nach der Fixierung des Pulvers durch Verpressen oder Einbrennen erfolgen. Andernfalls kann bei der Probenentnahme bereits ein Herabfallen des Pulvers erfolgen. Dies ist besonders kritisch, wenn mehrere Aufträge nacheinander erfolgen, da am Ende nur der Gesamtauftrag bestimmt werden kann. Bei vielen Produkten ist die Produktqualität aber entscheidend von dem exakten Auftrag der einzelnen Schichten abhängig. Auch können Kostennachteile auftreten, wenn bestimmte Funktionsschichten nicht in der gewünschten Art und Weise aufgetragen werden. Nachteilig sind daher eine fehlende in-line Kontrolle und eine notwendige Nachjustierung, die nur mit Zeitverzug erfolgen kann. Auch sind Zusammensetzungsschwankungen des aufgetragenen Harzpulvers bzw. von Harzpulvermischungen nicht erkennbar. Der Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zu Grunde eine zerstörungsfreie Methode zu entwickeln, die die Auftragsmenge und die Zusammensetzung eines pulverförmigen Harz- oder Leimauftrag bestimmen kann. Die Methode soll in-line in Produktionslinien installiert sein und möglichst viele Messungen pro Zeiteinheit in Fertigungsrichtung und quer dazu liefern. Durch die Messungen soll der Produktionsprozess nicht gestört werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach wird ein Verfahren zur Steuerung einer Produktionslinie zum Herstellung eines beschichteten Trägermaterials bereitgestellt, wobei mindestens eine Schicht aus mindestens einem pulverförmigen Harz oder Harzmischun