DK167428B1 - Fremgangsmaade til fremstilling af optraevlet cellulosemateriale, isaer traefibre, samt anvendelse af disse fibre til fremstilling af fiberplader - Google Patents

Description

DK 167428 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af optrævlet cellulosemateriale, især træfibre, indtil en fiberlængde på 20 mm, hvilket materiale indeholder en stor andel af varmehærdelig harpiks. De limede træfibre 5 er velegnet til fremstilling af dekorative formdele, hvorved de først formes til en fibermåtte og derpå sammenpresses ved høj temperatur.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen går ud fra den kendte 10 fremgangsmåde, ved hvilken man først blødgør træspåner med vanddamp og derpå formaler til træfibre med en længde på maximalt 20 mm, f.eks. mellem to maleskiver. På de fugtige træfibre påfører man derefter en vandig alkalisk opløsning af varmehærdelig harpiks, og de limede træfibre 15 tørres til en residual fugtighed under 15 vægt-% (EP-B-0 081 147), f.eks. med varm luft. Ved udøvelsen af denne kendte fremgangsmåde er der imidlertid risiko for, at de harpiksholdige partikler under tørringen klæber fast til tørrerørets væg, og at de i extreme tilfælde kan forstop-20 pe tørrerøret, hvorved der let indtræder selvantændelse.

Det er også kendt, at man efter optrævlingsstationen kan føre træfibrene ind i en strøm af vanddamp og luft, at man kan fjerne en stor del af dampstrømmen fra træfibrene 25 før harpikspåføringen, at man kan påføre den vandige harpiksopløsning på de små fiberdele, der medrives af den residuale dampstrøm i et blæseanlæg, og at man derpå kan tørre de limede træfibre (DE-A-36 09 506). Denne fremgangsmåde udviser ganske vist den fordel, at kun en rela-30 tivt ringe energimængde er nødvendig på grund af den i forvejen reducerede dampandel ved tørringen. Dog forekommer der ved denne fremgangsmåde en risiko for, at harpiksopløsningen kun gennemblander sig utilstrækkeligt med træfibrene og at der indtræder en uønsket forudgående 35 fortætning, hvorved der kan optræde problemer ved den videre forarbejdning af de limede træfibre efter tørringen. Ved en dårlig gennemblanding af træfibrene med 2 harpiksen opstår der harpiksdråber, der danner limreder i den færdige plade. Disse fører til uønskede optiske og tekniske kvalitetsforringelser. Disse ulemper ved den kendte fremgangsmåde er særligt graverende i tilfælde af, 5 at man skal anvende relativt store harpiksmængder, beregnet i forhold til mængden af træfibre, sådan som det f.eks. er foreslået i henhold til EP-B-0 081 147. En yderligere ulempe består i, at den på figuren i DE-A-36 09 506 med 28 betegnede ledning ville tilstoppes med 10 harpiks og små fiberpartikler ved de store harpiksmængder i henhold til EP-B-0 081 147.

Idet man går ud fra den angivne kendte teknik, er det derfor opfindelsens formål at tilvejebringe en fremgangs-15 måde, der selv ved tilsætning af store harpiksmængder, beregnet i forhold til mængden af små fiberdele, sikrer en regelmæssig gennemblanding af de små fiberdele med harpiksen, og i forbindelse med hvilken risikoen for en forstoppelse af tørrerøret med indbyrdes sammmenklæbende, 20 små fiberdele og som følge deraf en selvantændelse ikke mere foreligger. Samtidig skal fremgangsmåden muliggøre en billig transport af fiberdelene, d.v.s. at den skal kunne gennemføres med få apparater, og den skal kunne klare sig med et forholdsvis ringe energiforbrug, hvorved 25 kun ringe dampmængder er nødvendige på trods af den store mængde tilsat harpiks. Kombinationen af alle disse fordelagtige egenskaber har hidtil ikke kunnet opnås med nogen af de kendte fremgangsmåder.

30 Opfindelsens formål opnås ved hjælp af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. De uselvstændige krav svarer til hensigtsmæssige udførelsesformer for fremgangsmåden. Opfindelsen omfatter tillige en dekorativ 35 plade, der omfatter et kernelag og et lag, der er dekorativt på en eller begge sider, i forbindelse med hvilken kernelaget består af de fiberdele, der er fremstillet i 3 henhold til krav 1. Pladen er et fladt legeme, hvis overfladeform og overfladestruktur er tilpasset til anvendelsesformålet, og hvilken f.eks. også kan udvise en buet form. Fortrinsvis er pladen et legeme med en i det væ-5 sentlige jævn flade. Tykkelsen deraf ligger især i området mellem 0,5 og 30 mm. Plader af denne art er især beskrevet i EP-A-0 166 153 og EP-A-0 216 269.

Ved optrævlet cellulosemateriale skal man især forstå fi-10 berformede træpartikler. De fremstilles af træarter, der muliggør en optrævling, f.eks. af nåletræ, såsom graneller fyrretræ, eller af løvtræ, såsom kastanie- eller bøgetræ. Desuden kan man også udover træfibrene anvende cellulosefibre og industrielt træ-, papir- og cellulose-15 affald, f.eks. også savsmuld eller træslib; ligeledes er affald fra træforarbejdende værksteder velegnet. Det er også muligt at erstatte en del af træfibrene, cellulose-fibrene eller træaffaldet, fortrinsvis indtil 20 vægt-%, med formstofaffald, f.eks. i form af fibre eller granu-20 lat. Træet vaskes for at fjerne metal-, sten- eller sandspor, og derpå formales det til træspåner i en mølle.

Træspånerne blødgøres i en digestor (dampkedel) med vanddamp under et vanddamptryk af 1-10 bar i nogle minutter, 25 og derpå formales de til træfibre, f.eks. mellem to male-skiver i et raffineringsapparat.

De på denne måde oplukkede træfibre har en længde på 0,3-20 mm, en gennemsnitlig længde på 0,5-3 mm og en gennem-30 snitlig diameter på 0,025-0,05 mm. Diameterområdet ligger mellem 0,01 og 1 mm, i afhængighed af det anvendte råtræ og optrævlingsbetingelserne. Længde og diameter af de anvendte cellulosefibre ligger i det samme dimensionsområde .

De fra optrævlingsmaskinen udtrædende fiberpartikler videretransporteres i en varm vanddampstrøm i et blæseanlæg 35 4 under forhøjet tryk, fortrinsvis ved 2-10 bar, især 4-6 bar, i turbulent strømning.

Tilsætningen af den varmehærdbare harpiks foregår i van-5 dig, fortrinsvis alkalisk opløsning, der indsprøjtes i blæseanlægget. På grund af den turbulente strømning, der er fremkaldt ved en tilsvarende lille dimensionering af blæserøret ("blow line") og en anlagt trykdifferens over blæserørets længde, finder der en optimal blanding sted 10 mellem harpiks og fiberpartikler,selv ved meget store mængder harpiks, der kan andrage 200-1000 g, især 300-600 g, per 1000 g tørre fibre. Den varmehærdelige harpiks er fortrinsvis en phenolformaldehyd-harpiks, sådan som den sædvanligt anvendes til fremstilling af dekorative bygge-15 plader (EP-B-0 081 147).

Det har vist sig at være særligt fordelagtigt at afkøle blæseanlægget udefra i området efter harpikstilsætningen, fortrinsvis indtil der udskiller sig vanddamp, således at 20 der udskilles et tyndt lag af kondensvand på blæseanlæg-gets indervæg. Det er i denne forbindelse tilstrækkeligt, at temperaturen af blæseanlæggets væg sænkes nogle få grader; en temperaturreduktion af 5-20 °C har således vist sig hensigtsmæssig. På denne måde forhindres adhæ-25 sionen af de harpiksholdige fiberdele til blæseanlæggets indervæg på effektiv måde.

Blandingen af vanddamp og harpiksholdige fiberdele føres fra blæseanlægget til en enhed, hvor de harpiksholdige 30 fiberdele fjernes fra vanddampen. I dette trin separeres vanddampen fortrinsvis fuldstændigt. Fiberpartiklerne udviser derefter endnu et vanddampindhold på 15-35 vægt-%, især 18-25 vægt-%. Dette trin gennemføres med fordel i en cyklonseparator under atmosfæretryk uden energitilførsel, 35 men også andre apparater er velegnede til i forbindelse med disse systemer af små partikler af faste bestanddele, såsom f.eks. støv og gas, at adskille bestanddelene fra 5 hinanden. Sådanne apparater er f.eks. sådanne, der arbejder i henhold til tyngdekraften eller centrifugalkraften og/eller som er opbygget af filtre eller mekaniske separatorer (jævnfør Perry's Chemical Engineers' Handbook, 5 6. udgave (1985), McGraw-Hill Book Company, "DUST- COLLECTOR DESIGN", 20-81 TIL 20-89). Den separerede vanddamp indføres af energisparehensyn igen i fremgangsmåden og anvendes hensigtsmæssigt til opvarmning til blødgøring af de træspåner, der endnu skal optrævles. Også oversky-10 dende, hærdbar harpiks kan separeres sammen med vanddampen og tilføres til en ny anvendelse.

I det efterfølgende tørretrin opnås et slutteligt fugtig-hedsindhold, der er mindre end 12 vægt-%, især 3-10 vægt-15 %. Til dette formål blæses fiberpartiklerne hensigtsmæs sigt gennem et tørrerør, der er opvarmet med varm luft, hvorved de bliver ensartet fordelt på grund af luftstrømmen. Den varme luft udviser fortrinsvis en temperatur af størrelsesordenen 60-110 °C. De tørrede fibre forlader 20 f.eks. tørretrinnet via en yderligere cyklonseparator eller et lignende apparat og tilføres til videreforarbejdningen, især til fremstilling af dekorative bygningsplader, sådan som f.eks. beskrevet i EP-B-0 081 147.

25 Fremgangsmåden udviser på overraskende måde en kombination af fordele. Således forhindres tilstedeværelsen af vanddamp i tørreren i vidt omfang, hvorved energibehovet er relativt ringe. Også brandfaren er tydeligt reduceret. Hverken i blæseanlægget eller i tørreren er der ri-30 siko for, at disse apparaters funktion forstyrres på grund af adhærerende materiale. Fremgangsmåden kræver ikke noget stort opbud af apparater, og yderligere enheder til blanding og/eller transport af fiberpartikler er ikke nødvendige. De efter tørretrinnet fremkomne fibre 35 er ikke agglomereret, således at de uden problemer lader sig forme til sammenpressede fibermåtter.

6

Opfindelsen skal nærmere forklares under henvisning til det følgende eksempel og figuren. Figuren viser fremgangsmådeforløbet på skematisk måde.

5 Eksempel

Til en beholder 1 tilfører man afhuggede træspåner sammen med omtrentligt den samme vægtmængde vand, og i kedlen 2 behandles der med varm vanddamp. Efter en opholdstid af 10 nogle minutters varighed videretransporteres de blødgjor-te, afhuggede spåner til et raffineringsapparat 3, hvor de findeles til træfibre mellem to maleskiver. Træfibrene videretransporteres med varm vanddamp til et blæseanlæg 4, hvori der indsprøjtes varmhærdelig phenolformaldehyd-15 harpiks i vandig alkalisk opløsning via harpiksindsprøjt ningsorganet 5. I den følgende del afkøles blæseanlægget 4 udefra med vand (kølekappe 6). Den fremkomne blanding af vanddamp og harpiksholdige træfibre når derpå frem til en cyklonseparator 7 under atmosfæretryk. Her fjernes 20 vanddampen, og den føres tilbage til beholderen 1 med afhuggede spåner via ledningen 8 med henblik på opvarmning af træpartiklerne. De med harpiks overtrukne eller imprægnerede træfibre føres til den resterende tørring gennem en cellesluse 9 i et tørrerør 10, som de forlader med 25 en restfugtighed på 7 vægt-%. Ved hjælp af tørreluften videretransporteres træfibrene til en cyklonseparator 11 og transporteres via en cellesluse til en formestation 12, hvor de lægges over på et bånd og bliver forud fortættet til en fibermåtte.

30 35

Claims (9)

1. 7 DK 167428 Bl
2. 1. Fremgangsmåde til fremstilling af optrævlet cellulose-5 materiale, fortrinsvis træfibre, især til optrævling indtil en fiberlængde på 20 mm, hvilket materiale er forsynet med en høj andel af varmehærdelig harpiks og især er velegnet til fremstilling af fiberholdige formdele, hvorved den varmehærdelige harpiks i vandig, fortrinsvis 10 alkalisk opløsning tilsættes til en blanding af fiberpartikler og vanddamp, og der fjernes vanddamp fra de har-piksholdige fiberpartikler i en tørrer, kendetegnet ved, at vanddampen fjernes fra blandingen af vanddamp og fiberpartiklerne efter harpikstilsætningen, og at 15 fiberpartiklerne derpå tørres til et fugtighedsindhold på mindre end 12 vægt-%, især 3-10 vægt-%, i et tørretrin.
3. 2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vanddampen fjernes med en cyklonseparator, for- 20 trinsvis uden energitilførsel.
4. 3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der tørres med varm luft, fortrinsvis ved en temperatur på 60 til 110 °C. 25
5. 4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til 3, kendeteg net ved, at den varmehærdelige harpiks i vandig opløsning påføres på de i en vanddampstrøm transporterede fiberpartikler, at blandingen af harpiksholdige fiberpar- 30 tikler transporteres gennem et udefra afkølet rør, at vanddampen derpå fjernes fuldstændigt, og at tørretrinnet derpå gennemføres. 1 Fremgangsmåde ifølge krav 1 til 4, kendeteg - 35 net ved, at vanddampstrømmen med fiberpartiklerne transporteres under forhøjet tryk, fortrinsvis mellem 2 og 10 bar, især 4-6 bar, i form af en turbulent strøm- 8 ning.
6. 6. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til 5, kendeteg -net ved, at den tilførte harpiksmængde (tørvægt) andra- 5 ger 200-1000 g, fortrinsvis 300-600 g, pr. 1000 g fiberpartikler (tørvægt).
7. 7. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til 6, kendeteg -net ved, at den separerede vanddamp anvendes til op- 10 varmning af den del af træspånerne, der endnu skal optrævles .
8. 8. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til 7, kendeteg -net ved, at fiberpartiklerne efter tørretrinnet separe- 15 res fra tørreluften, fortrinsvis i en yderligere cyklonseparator .
9. 9. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til 8, kendeteg -net ved, at cellulosepartikler, især træspåner, med 20 henblik på optrævling af cellulosematerialet findeles under damptryk indtil en maximal fiberlængde på 20 mm, at de fremkomne fiberpartikler i blanding med vanddamp videretransporteres i et blæseanlæg under forhøjet tryk, fortrinsvis ved 2-10 bar, især 4-6 bar, og at den vandige 25 harpiksopløsning indsprøjtes i blæseanlægget. 1 35 Dekorativ plade, omfattende et kernelag og dekorative overfladelag, på en eller begge sider, kendetegnet ved, at kernelaget består af de i henhold til krav 30. fremstillede træfibre, der i varmen er sammenpresset med en varmehærdelig kunstharpiks.