CZ281548B6 - Způsob výroby vláknitých desek - Google Patents

Abstract

Při způsobu výroby vláknitých desek suchým postupem se výchozí materiál, obsahující lignocelulosu, desintegruje, lepí, suší, zpracovává na rouno a lisuje. Před konečnou desintegrací se materiál zpracovává napouštěcím roztokem, obsahujícím chemikálie, aktivující povrch vláken, v množství 1 až 30 kg, vyjádřeno jako množství siřičitanu sodného, vztažené na 1 tunu vláknitého materiálu, a předehřívá na 150 až 200 .degree. C, přičemž hodnota pH se udržuje v rozmezí od 2 do 12. Desintegrace se provádí s přívodem energie 50 až 400 kWh na tunu vláknitého materiálu. Jako napouštěcí chemikálie se používá především siřičitanu nebo hydrogensiřičitanu sodného. ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby desek, z materiálu, obsahujícího lignocelulosu, jako jsou vláknité desky.

Dosavadní stav techniky

Desky tohoto typu se vyrábějí desintegrací materiálu na částice, obsahující svazky vláken a vlákna. K desintegrovanému materiálu se přidá lepidlo, materiál se vysuší, vytvoří se rouno, a to se nakonec lisuje za zvýšené teploty, aby došlo k vytvrzení lepidla za současného vzniku desky. Vláknité desky se vyrábějí z materiálu, který se desintegruje rozvlákňováním na více méně volná vlákna.

Jako pojivá se obvykle používá močovinoformaldehy dového lepidla, které se přidává k desintegrovanému materiálu. Množství lepidla může být 6 % nebo vyšší. Lepidlo je poměrně nákladné a proto je žádoucí jeho obsah snížit na co nejmenší hodnotu. Při snížení množství lepidla se však zhoršuje pevnost zhotovené desky. Z tohoto hlediska je třeba přídavek lepidla optimalizovat.

Při sušení lepeného materiálu se z lepidla uvolňuje větší nebo menši množství vodorozpustného formaldehydu. Po oddělení sušicího plynu od vláknitého materiálu, například v cyklonu, se kapalina obsažená v plynu vykondenzuje. Při obvyklých čisticích postupech způsobuje vodorozpustný form aldehyd potíže. Také formaldehyd, postupující s materiálem do finálního lisovacího stupně, může způsobovat obtíže, když se následně uvolňuje z dohotovené desky. Když se lepidlo k materiálu přidá po jeho vysušení, vzniká problém s oddělo váním formaldehydu, jak při lisování, tak u dohotovených desek.

Vláknité desky vyráběné takzvaným suchým postupem se obvykle označují zkratkou MDF, vláknitá deska se střední hustotou a jedná se o vláknitý produkt, vyrobený z dřevných vláken. Výtěžek je vyšší než 95 %. Jako výchozího materiálu se přednostně používá dřevěných štépků, které se rozvlákňuji při poměrné nízkém přívodu energie 100 až 500 kWh/t vláken na volná vlákna. Rozvlákněný vláknitý materiál se lepí, suší, zpracovává na rouno a lisuje v horkém lisu. Alternativně se materiál může sušit před lepením. Obvykle se materiál předehřívá před rozvlákňováním na teplotu vyšší než 150 ^eC a vlastní rozvlákňování, při němž dochází k uvolňování vláken, se provádí za tlaku při této vysoké teplotě. Při tak vysoké teplotě se však materiál může degradovat a může se zhoršovat jeho barva v důsledku probíhající hydrolýzy. Zkrácením doby zahřívání se sice tento nedostatek sníží, nelze se však vyhnout zhoršení barvy a zároveň přitom stoupá spotřeba energie.

Močovinoformaldehydové lepidlo, kterého se obvyk le používá, se může mísit s vláknitým materiálem na dopravní lince, vycházející z rozvlákňovacího stroje, nebo v separátním misiči. Množství přidávaného lepidla může být 6 % nebo vyšší.

-1CZ 281548 B6

Když se potom vláknitý materiál suší v trubkové sušárně plynem o vysoké teplotě, uvolňuje se z lepidla větší nebo menší množství vodorozpustného formaldehydu. Jak již bylo uvedeno shora, také formaldehyd, postupující s vláknitým materiálem do finálního lisovacího stupně, může způsobovat problémy, když se následně uvolňuje z dohotovených desek. Tento nedostatek se projevuje zejména v tom případě, když se lepení provádí po vysušení materiálu, které se může při výrobě vláknitých desek provádět.

Shora uvedené problémy je možno snížit pomocí tohoto vynálezu, který se také projevuje přídavnými výhodami.

Podstata vynálezu

Při způsobu podle vynálezu se vláknitý materiál zpracovává napouštěcí kapalinou, obsahující chemikálie, akti vující povrch vláken, a předběžné zahřívá před následnou desintegrací.

Jako příklady chemikálií vhodných k tomuto účelu je možno uvést chemikálie napadající lignin, jako je siřičitan sodný a hydrogensiřičitan sodný. Tyto chemikálie se mohou přidávat v množství v rozmezí od 1 do 30 kg na tunu materiálu, vztaženo na siřičitan sodný. Způsobem podle vynálezu je možno zvýšit světlost ISO zhotoveného výrobku, snížit spotřebu energie při rozvlákňování, snížit množství lepidla při zachováni pevnosti nebo zvýšit pevnost při za chování množství lepidla. Kromě toho se může podstatně snížit oddělování formaldehydu.

Vynález se podrobněji popsán dále, přičemž je uvedeno několik provedení tohoto vynálezu.

Vláknitá deska se vyrobí následujícím způsobem. Surovina ve formě štěpků, například z měkkého dřeva, se napustí chemikáliemi napadajícími lignin, jako je například siřičitan sodný nebo hydrogensiřičitan sodný v množství 1 až 30, přednostně 10 až 20 kg/tuna vláknitého materiálu, přičemž toto množství je přepočteno na obsah siřičitanu sodného, Na₂SO₃.

Napouštění, které se musí provádět rychle, může trvat několik minut. Potom se teplota zvýší na 150 až 200 *C, přednostně 160 až 180 °C, na dobu 2 až 3 minut. Předehřívání se však samozřejmě může provádět před napouštěním nebo sou časně s ním. Hodnota pH se udržuje v rozmezí od 2 do 12. Z toho vyplývá, že napouštěcí roztok, obsahující siřičitan sodný a hydrogensiřičitan sodný, bude obsahovat siřičitanové ionty ve formě iontů HSO₃” a/nebo SO₃ ^2-. Hodnotu pH je možno účelně regulovat přídavkem hydroxidu sodného. Díky tomuto chemickému zpracování, sulfonaci, se následující rozvlákňo vání, jehož cílem je dosáhnout požadovaného stupně rozvlák nění, může provádět s nižším přívodem energie než je obvyklé. Spotřeba energie na 1 tunu vláknitého materiálu leží v rozmezí od 50 do 400 kWh. Ve srovnáni s obvyklým rozvlákňováním se může dosáhnout úspory energie až asi 10 %.

Díky napouštění se také zvýší světlost zhotovených vláknitých desek.

-2CZ 281548 B6

Pokud se týče vlastností rozvlákněného materiálu, zjistilo se, že jak obsah jemných částic, tak obsah shluků se sníží, tj. zvýší se obsah jakostních vláken.

Také se zjistilo, že se za použití napouštění podle tohoto vynálezu podstatné zlepší pevnostní vlastnosti zhoto vené desky. Mez pevnosti v tahu, modul pružnosti a pevnost vazby vláken se zvýší přinejmenším o 10 %. Alternativně lze toto účinku využít pro snížení množství lepidla při zachování pevnostních vlastností. 10% zvýšení pevnosti vazby vláken odpovídá 1% snížení přídavku lepidla. Díky sulfonačnímu postupu podle tohoto vynálezu se také může snížit oddělování formaldehydu, protože siřičitanové ionty v napouštěcim roztoku reagují s formaldehydem, takže je formaldehyd vázán ve vláknitém materiálu a neuvolňuje se z dohotovené desky.

Vynález je blíže objasněn v následujícím příkladu provedení. Tento příklad má výhradně ilustrativní chrakter a rozsah vynálezu v žádném ohledu neomezuje.

Příklady provedeni vynálezu

Surovina ve formě štépků se zpracovává různými na pouštěcími postupy. Jedna dávka se zpracuje siřičitanem sodným v množství 10 kg na tunu štépků a druhá dávka se zpracuje hydrogensiřičitanem sodným také v množstí 10 kg na tunu štépků. Srovnávací dávka se nenapouští.

Napuštěný nebo kontrolní nenapuštěný materiál se předehřeje přibližně na 170 *C a potom rozvlákní, přičemž hodnota pH se udržuje od 2 do 12. Na dopravní lince vycházející z rozvlákňovaciho stroje se k materiálu přidá močovinoformaldehydové lepidlo typu E2 v množství 10 % sušiny lepidla, vztaženo na sušinu vlákna. Materiál se potom vysuší na obsah sušiny přibližně 90 %. Vlákna se za sucha zpracují na rohož, která se předběžně lisuje za použití tlaku asi 1,5 MPa a potom se lisuje za horka po dobu 5 až 6 minut při 170 *C. Takto zhotovená deska se zkouší na pevnost, světlost ISO a obsah formaldehydu, perforátorové hodnota. Také se měří relativní spotřeba energie u různých dávek. Dosáhne se těchto výsledků.

Vlastnost	Srovnávací dávka	Dávka s Na2SO3	Dávka s NaHSO3
pevnost v ohybu (MPa)	38,4	43,8	40,0
pevnost vazby vláken (MPa)	1,8	2,1	2,0
světlost ISO (%)	24	26	26
obsah formaldehydu
(mg ch2o/ioo g)	27	20	18
relativní spotřeba energie	1,0	0,95	0,95

Shora uvedené výsledky potvrzují, že se způsobem podle vynálezu dosáhne tvrzených účinků. Vynález se neomezuje na shora popsaná konkrétní provedeni, ale je možno ho různým způsobem modifikovat, přičemž pro jeho rozsah jsou směrodatné především následující patentové nároky.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Způsob výroby vláknitých desek, suchým postupem, při němž se výchozí materiál, obsahující lignocelulosu, desintegruje, lepí, suší, zpracovává na rouno a lisuje, vyznačuj í c í se tím, že před konečnou desintegrací se materiál zpracovává napouštécím roztokem, obsahujícím chemikálie, aktivující povrch vláken, v množství 1 až 30 kg, vyjádřeno jako množství siřičitanu sodného, vztažené na 1 tunu vláknitého materiálu, a předehřívá na 150 až 200 ’C, přičemž hodnota pH se udržuje v rozmezí od 2 do 12, a desintegrace se provádí s přívodem energie 50 až 400 kWh na tunu vláknitého materiálu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se že se jako chemikálií, aktivujících povrch vláken, chemikálií, napadajících lignin.

   tím, používá
3. 3.

   Způsob podle nároku 2, vyznaču že napouštécí roztok obsahuje siřičitan siřičitan sodný.

   jící se tím, sodný a/nebo hydrogen-
4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se desintegrovaný materiál nejprve lepí a potom suší před zpracováním na rouno.
5. 5. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se desintegrovaný materiál nejprve suší a potom lepí před zpracováním na rouno.