DK171314B1 - Fremgangsmåde og anlæg til fremstilling af fast plademateriale af halm eller tilsvarende råmateriale - Google Patents

Description

DK 171314 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde og anlæg til fremstilling af et fast plademateriale af halm eller et tilsvarende råmateriale, baseret på en sammenbinding af råmaterialet ved hjælp af et opskummen-5 de bindemiddel. Der har allerede været udfort mange forsøg med en sådan binding af netop halm, der i stigende grad fremstår som et interessant materiale til brug som basis i bygge- og konstruktionselementer, men trods store og dyre anstrengelser er det ikke hidtil lykkedes 10 at frembringe resultater med en passende kombination af god økonomi og praktisk anvendelighed af de frembragte materialer. Der er mange forklaringer på dette, men det skal her blot konstateres, at de rigelige forekomster af brugbart halm ikke hidtil har ytret sig mærkbart inden-15 for byggesektoren, hvor ellers behovet for prisbillige materialer er udtalt.

Det er foreslået at sammenbinde halmen med andre bindemidler end netop opskummende midler, idet halmmaterialet ved presning udmærket kan sammenbindes med for-20 skellige ikke-opskummende limstoffer, men det er allerede erkendt, at man ved brug af opskummende bindemidler kan minimere bindemiddelforbruget for opnåelse af god økonomi, idet det er en hovedbetingelse, at bindemidlet fordeles ganske jævnt i materialet. En opskumning inde-25 fra vil fremme en sådan god fordeling, og der kan alligevel fortsat arbejdes med en hidtil nødvendig presningsbehandling af materialet, således at der kan fremstilles plader med jævne overflader og med forholdsvis lav rumvægt.

30 Ved nærværende opfindelse er det erkendt, at man helt kan undlade en sådan fordyrende presningsbehandling, når der benyttes et opskummende bindemiddel, og det har vist sig, at der herved kan opnås ganske overraskende resultater i praksis, både af økonomisk og 35 kvalitetsmæssig art. Opfindelsen har således til formål at angive en fremgangsmåde, ved hvilken der ved brug af DK 171314 B1 2 en simpel produktionsudrustning kan fremstilles plademateriale af høj kvalitet med lave omkostninger.

Det ønskede materiale kan naturligvis dårligt fremstilles uden en presning, men ved opfindelsen er det 5 indset, at denne presning ikke behøver at udføres ak tivt, men derimod kan udføres passivt, når der benyttes et opskummende bindemiddel, idet en indre opskumning frembringer et kompressionstryk ifald det ekspanderende emne er indesluttet mellem modstående faste modholdsfla-10 der. Det vil så være tilstrækkeligt at indføre det løse råmateriale med indblandet opskumningsbindemiddel i en produktionstunnel, hvori materialet ekspanderer til anlæg mod respektive bund- og loftflader i tunnelen, således at ekspansionen begrænses rent geometrisk til langt 15 under den mulige frie ekspansion, dvs. med en tilhørende opbygning af et indre kompressionstryk i emnet uden nogen tilsvarende energikrævende presningspåvirkning af emnet.

Med udgangspunkt i løs halm er det dog aktuelt at 20 oplægge et halmlag med betydeligt større tykkelse end den ønskede pladetykkelse og derefter udsætte laget for en sammentrykning til den pågældende tykkelse, ved hvilken halmen skal være rimeligt kompakt. Denne sammentrykning kan dog let udføres uden nogen voldsom kraft, og 25 den kan ikke sammenlignes med en egentlig produktionspresning. Efter sammentrykningen kan halmlaget frit indføres i den faste produktionstunnel.

Det er vigtig, at der kun benyttes en ganske ringe mængde binderskumstof, da der helst ikke må forekomme 30 frit skum i slutproduktet. Dette har også været erkendt tidligere, idet skumstoffet virker som bindemiddel og ikke som selvstændigt styrkegivende middel, således at der ved optrædende frit skum vil være mulighed for dannelse af brudflader. Når der således skal bruges ganske 35 lidt af det skumdannende stof skal der til gengæld sørges for en særdeles god fordeling af stoffet i matrix- DK 171314 B1 3 materialet, og meget tyder på, at det specielt er opfyldelsen af denne betingelse, som har været afgørende for, at de hidtidige forsøg er endt med utilfredsstillende resultater.

5 Man har nemlig opnået den nødvendige jævne forde ling af bindestoffet ved i forbindelse med dets tilsætning at udføre en grundig agitering af basismaterialet.

Dette tager uvægerligt en vis tid, og for sædvanlige billige opskumningsstoffer betyder dette, at stoffet vil 10 være begyndt at ekspandere allerede inden blandingsagiter ingen er fuldført. Der når derved i løbet af få minutter at forekomme en vis fri opskumning på basismaterialets overfladedele, og derefter vil virkningen af bindestoffets ekspansion i den følgende pressefase blive 15 reduceret mærkbart. Idealet vil være, at bindestoffet først for alvor begynder at ekspandere efter at ekspansionen kan foregå imod et ydre tryk, da det så vil opnås, at ekspansionen også går 'indad' i materialet, til en slags imprægnering af dette. Det vides allerede, at 20 der i halmmaterialet kan fremkaldes en styrkemæssig gunstig cellulose/pektin-reaktion ved indtrængning af en stærk base, som netop forekommer i de betragtede opskumningsstof fer, men en effektiv indtrængning af stoffet synes at slå fejl, ifald et pressetryk først etableres 25 efter at stoffet er begyndt at udføre en mærkbar fri ekspansion.

Denne mulige forklaring på de svigtende gode resultater er allerede blevet styrket ved, at der er opnået umiddelbart forbedrede resultater ved brug af opskum-30 ningsstoffer, der ved tilsætning af et retarderingsmiddel skummer op på væsentligt længere tid og dermed også begynder opskumningen så sent, at der forinden er tid til at udføre den nævnte blanding på passende effektiv måde forud for presningsbehandlingen. Herved skal der 35 dog accepteres en mærkbart forlænget procestid, men mere afgørende er, at opnåelsen af de umiddelbart forbedrede DK 171314 B1 4 resultater bliver uinteressant derved, at de gode resultater ikke holder sig med tiden, idet der med brugen af alle hidtil kendte retarderingsmidler er forbundet den ulempe, at der i materialet vil foregå en fortløbende 5 hærdning, som ikke standser før der med tiden opnås en tilstand af 'sprødhærdning', som er helt uacceptabel.

Netop derfor har det betragtede problem i praksis heller ikke kunnet løses ved brug af opskumningsstoffer med tilsat retarderingsmiddel.

10 På denne baggrund er det ved opfindelsen indset, at det for opnåelse af et perfekt resultat vil være helt afgørende, at bindemidlet tilføres til basismaterialet uden tilsætning af retarderingsmiddel og så kort tid før materialets indførsel i den nævnte produktionstunnel, at 15 der ikke forinden er nået at forekomme nogen væsentlig ekspansion af bindestoffet. Den pågældende tid vil være et spørgsmål om kun 2-3 minutter, og blandeteknisk møder man den vanskelighed, at det næppe er muligt i praksis at opnå en jævn indblanding af en meget lille tilsæt-20 ningsmængde, under 1 pct., på så kort tid.

Dette tages til efterretning ved opfindelsen, ved hvilken det til gengæld er indset, at man kan udnytte bindestoffets ekspansionsvirkning til fremme af en jævn indblanding ud fra en ujævn indblanding, når ekspan-25 sionen kan foregå i et ikke-ekspanderende rum i form af den nævnte produktionstunne1. Man kan således i det til denne tunnel fremførte materialelag injicere bindestoffet i adskilte, lokale tilførselsområder, som blot skal ligge nogenlunde nær ved hverandre, hvilket kan gøres 30 ganske hurtigt, således at materialelaget derefter ligeså hurtigt kan bringes på plads i produktionstunnelen.

Ved den påfølgende initialeekspansion af bindestoffet bringes materialet til at udfylde rummet mellem gulvet og loftet i produktionstunnelen, og ved den vide-35 re ekspansion af stoffet opbygger dette et indre tryk i materialet, hvorved skumstoffet allerede i initialfasen DK 171314 B1 5 får lejlighed til at trænge ind i og frem gennem de materialedele, som ligger imellem injektionsstederne, således at bindestoffet så at sige fordeler sig selv jævnt i materialet ved dets egen ekspansionsvirkning.

5 Denne fordeling foregår både i bredden, mellem injektionsstederne, og i dybden, ind i basismaterialet, således at der opnås både den ønskede jævne fordeling og den ønskede imprægneringsvirkning.

Det er således for opfindelsen væsentligt, at der 10 på en bæreflade tildannes et lag af løst materiale, der sammentrykkes til et lag med en tykkelse nogenlunde svarende til højden af produktionstunnelen, fortrinsvis 15-20 cm, og at dette materialelag umiddelbart før dets indbringning i tunnelen udsættes for en mangepunktsinji-15 cering af det opskummende bindemiddel. Dette kan dog foregå på enkel måde derved, at der under fremadbevægel-se af det udlagte løse materialelag udføres en spydinji-cering af bindemidlet gennem flere spyd i en tværgående række, idet disse spyd bevæges op og ned på en sådan 20 måde, at de under den nævnte fremføring indbringer bindemiddel i materialelaget i tværgående rækker med ringe indbyrdes afstand. Det er herved muligt at tilføre det bindemiddelpreparerede materialelag til produktionstunnelen mindre end 2-3 minutter efter tilførslen af binde-25 midlet, således at opskumningen af bindemidlet først for alvor vil begynde efter denne indføring.

Det er vigtigt, at oplægningen af materialelaget udføres med helt løs halm, f.eks. oprevet fra en halmballe og eventuelt aflejret på et løbende bånd, således 30 at der opnås sikkerhed for et godt forbandt i materialet og en ensartet materialefyldning overalt i emnet. Inji-ceringen af bindemidlet kan foregå i det løse materiale eller med materialet i mere eller mindre sammentrykket tilstand, eventuelt ved spydindføring gennem huller 35 eller slidser i den ene eller begge klemflader.

Ved den efterfølgende ekspansion af bindemidlet DK 171314 B1 6 inde i produktionstunnelen vil midlet trænge ind i basismaterialet, både i dybden og i bredden af dette, således at det fordeles helt jævnt deri. Det dannede skum vil naturligvis udfylde alle hulrum i basismaterialet, 5 men det vil altså også trænge ind i selve dette materiale og fordeles jævnt deri, i og med at det ikke kan fremkalde nogen betydende ekspansion af basismaterialet, når dette fastholdes mellem gulvet og loftet af produktionstunnelen. Det fornødne pressetryk skabes således 10 indefra.

Efter 15-20 minutter vil skumstoffet være fuldt hærdet, og pladeemnet kan så (eller lidt forinden) udbringes fra produktionstunnelen.

Det skal bemærkes, at der fra dansk pat.ans. nr.

15 1163/72 kendes et forslag om at opnå en god fordeling af et opskummende bindemiddel ved at dette sprøjtes mod og ind i en frit faldende strøm af råmaterialet, som så samles i et lag, der underkastes et tryk, der er mærkbart større end skummets ekspansionskraft, dvs. der 20 udøves en aktiv, energikrævende komprimering af materia let. Bindemidlet påsprøjtes efter begyndende opskumning, og jfr. det foranstående vil allerede dette lægge grunden til en dårlig kvalitet. Dette forstærkes af, at bindemidlet ved den nævnte tilførselsmåde må tilføres 25 gennem et forholdsvis langt tidsrum, hvorved der fra start til slut af hele processen går så lang tid, at det er bydende nødvendigt at gøre brug af skumningsretarderende tilsætning til bindemidlet, hvilket som nævnt er en kvalitetsmæssig ulempe.

30 Ved dette kendte forslag gøres der til slut i pro cessen brug af en fast pressetunnel, nemlig dannet mellem stabilt støttede, parallelle transportbånd, hvorved den afsluttende opskumning eller ekspansionstendens i sig selv vil give anledning til en trykopbygning, jfr.

35 også indledningen til nærværende sags krav 1, men dels opnås der ikke herved nogen afhjælpning af de allerede DK 171314 B1 7 indførte ulemper, og dels er det ved nærværende opfindelse erkendt, at det for opnåelse af en særdeles god kvalitet er fordelagtigt og tilstrækkeligt at benytte den faste tunnel under hele opskumningsforløbet. Den 5 kompression, der udføres aktivt i forbindelse med opfindelsen, gælder alene det løse råmateriale, uden at der derved skal bruges energi på at komprimere materialet efter at skumudviklingen er påbegyndt for alvor.

På denne baggrund er opfindelsen som angivet 10 i indledningen til krav 1 ejendommelig ved, at den udføres således som det er angivet i kravets kendetegnende del. Det væsentlige er, at man herved i slutproduktet kan opnå en jævn fordeling af det bindemiddel, som er blevet tilført i indbyrdes adskilte områder, uden 15 nogen forudgående, tidsrøvende blandingsproces; derved kan denne tilførsel ske så kortvarigt før indbringningen af materialet i den faste tunnelpresse, at ekspansionen af bindemidlet helt fra begyndelsen vil foregå inde i materialet i tunnelen, hvilket gør bindemidlet maksimalt 20 effektivt. Desuden kan så ekspansionen udnyttes til at skabe den ønskede slutkompression af materialet inde i den faste tunnel, uden brug af særlige komprimeringsindretninger.

Opfindelsen omfatter endvidere det i krav 3 angivne 25 anlæg til gennemførelse af den betragtede fremgangsmåde, hvor netop den faste tunnel uden ekstra komprimeringsindretninger gør anlægget forholdsvis prisbilligt og robust.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under 30 henvisning til tegningen, der i et skematisk perspektivbillede viser en eksempelvis udførelsesform for et produktionsanlæg ifølge opfindelsen.

Det viste anlæg omfatter en båndtransportør 2, over hvis tilgangsende der er anbragt en enhed 4 til nedfæld-35 ning af løst halm på båndet. Denne enhed er vist helt skematisk, da det slet ikke er afgørende, hvordan den er DK 171314 B1 8 indrettet; det kan dreje sig om et udløb fra en maskine til oprivning af halmballer og levering af halmen i helt løs, eventuelt stærkt grovsnittet udgave.

Halmen aflejres på båndet 2 i et lag 6, eksempelvis 5 med en højde på 1-1,5 m, og dette lag fremføres mod et overliggende, nedadskrånende transportbånd 8, som således vil virke til sammentrykning af det løse halmlag for aflevering af dette med en tykkelse på f.eks. 15-20 cm.

Denne aflevering foregår til en tunnel 10 i et 10 presserør 12, hvori det sammenklemte halmlag kan indskydes blot ved drivvirkningen fra transportørerne 2 og 8, idet disse dog om fornødent kan have f.eks. knopagtige medbringere.

Imellem enhederne 4 og 8 er der anbragt en injek-15 torenhed 14 bestående af en bærebjælke 16 for et antal nedragende rørspyd 18, der er forbundet med en tilførselsslange 20 for et opskummende bindemiddel. Bjælken 16 er båret af cylindere 22, der kan aktiveres til hurtig nedskydning af spydene 18 i halmlaget 6 og genoptrækning 20 derfra. Eventuelt kan cylindrene 22 være anbragt på begrænset frem- og tilbageforskydelig måde, således at spydene 18 kan udføre deres injektionsbevægelse medens halmlaget er under bevægelse på transportøren 2.

Under fremtransporten af halmlaget 6 repeteres 25 aktiveringen af spydene 18 på en sådan måde, at disse successivt nedføres i halmlaget med en langsgående afstand nogenlunde svarende til den indbyrdes afstand mellem spydene. Ved hjælp af ikke viste styremidler kan doseringen af bindemidlet gennem spydene f.eks. styres 30 således, at der kun afgives bindemiddel under hver op-trækningsbevægelse af spydene.

Den afgivne mængde af bindemiddel skal være ganske lille, idet der i slutproduktet kun bør optræde 2-3 volumenprocent af det ekspanderede skumstof. Da hver 35 rumfangsenhed af det væskeformede, opskummende middel kan ekspandere til et rumfang omkring 35 gange så stort DK 171314 B1 9 kan og bør altså Indblandingen af skumvæsken holdes meget lav.

Efter indføringen af det sammentrykkede halmlag i presserøret 12 hurtigt efter injiceringen af bindemidlet 5 i materialet vil den omtalte ekspansionsvirkning af bindemidlet begynde at gøre sig gældende, således at materialet inde i den faste pressetunnel 10 udsættes for et indefra virkende ekspansionstryk, som virker fordelende på bindemidlet i materialet og fremkalder en ind-10 trængning af midlet i materialets bestanddele helt fra initialekspansionen af bindemidlet.

Netop da tilbringningen af materialet til pressetunnelen kan foregå meget hurtigt efter injiceringen af bindemidlet er der ikke noget behov for at benytte bin-15 demiddel med tilsat retarderingsmiddel for opskumningen af bindemidlet, og der kan derfor opnås en hurtig og blivende, højeffektiv hærdning af det opskummende bindemiddel.

Som vist kan der arbejdes med flere presserør 12, 20 der successivt kan fyldes fra enheden 2,8 ved en relativ tværforskydning, således at indfyldningsenheden kan arbejde nærmest kontinuerligt medens ekspansions- og hærdningsprocessen i de enkelte rør foregår, f.eks. i løbet af 10-15 minutter. Derefter kan de færdige plade-25 emner udtages fra formrørene, fortrinsvis ved at disse er oplukkelige for let frigivelse af pladeemnerne.

Indfyldningsenheden kan i mindre anlæg udmærket være indrettet til at arbejde intermitterende, f.eks. ved at skråtransportøren 8 erstattes med en vandret 30 stempelplade, der på een gang kan nedtrykke hele den længde af det løse halmlag, som skal indskydes i et benyttet presserør.

Injiceringen af bindemidlet kan foregå også efter den begyndende sammentrykning af det løse halmlag, 35 f.eks. ved vandret spydindføring inde under skråtransportøren 8.

10 DK 171314 B1

Det er nævnt, at skumstoffets volumenprocent i slutproduktet bør andrage 2-3 procent, hvilket vil være det optimale. Opfindelsen vil dog omfatte en tilsætning indenfor lidt videre grænser, nemlig 1-5 volumenprocent 5 i slutproduktet.

Som et alternativ til den beskrevne fremgangsmåde kan man udføre sammenklemningen af det løst udlagte materiale ved parallel nedstyring af den overliggende trykplade, som derefter låses i sin nedre stilling, 10 således at den derefter virker som loft i den dermed integrerede produktionstunnel. Når pladematerialet er klar til udtagning hæves pladen, hvorved udtagningen bliver let at udføre.

15 20 25 1 35

Claims (4)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et fast plade-5 materiale af halm eller tilsvarende materiale, ved hvilken råmaterialet med indblandet bindemiddel af opskum-mende type underkastes en trykbehandling i komprimeret tilstand under udnyttelse af ekspansionstrykket fra det opskummende bindemiddel, inde i en pressetunnel, k e n- 10 detegnet ved, at man efter oplægning af et lag af løst råmateriale i forbandt dels sammentrykker dette til en lagtykkelse nogenlunde svarende til den ønskede tykkelse af plademateriale og dels indfører uopskummet bindemiddel deri ved injektion i indbyrdes adskilte 15 områder, idet der benyttes et bindemiddel uden skumningsretarderende tilsætning, og doseret til opnåelse af, at indholdet af skumstoffet i slutproduktet ikke overstiger 5 volumenprocent, hvorefter man hurtigt, dvs. indenfor få minutter efter injiceringen, indfører det 20 komprimerede materialelag i en fast pressetunnel (10), som har den for pladen ønskede tykkelse og er i stand til at modstå det opskumningstryk, som derefter udvikles i det indførte materiale.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g-25 net ved, at man udfører injiceringen af bindemidlet ved hjælp af en række af injektionsspyd (18), som samlet indskydes i og udtrækkes fra materialet gentagne gange under relativforskydning i retning på tværs af spydræk-ken.

3. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, omfattende et oplægningsplan (6) for løst råmateriale, midler (18) for tilførsel af et opskummende bindemiddel for tilstræbt jævn fordeling af dette middel i råmaterialet, kompressionsmidler til sammenpresning af 35 det på oplægningsplanet udvalgte råmaterialelag, og yderligere komprimeringsmidler omfattende en fast pres- 12 DK 171314 B1 setunnel (10), hvori materialet slutkomprimeres ved ekspansionsvirkningen af det opskummende bindemiddel, kendetegnet ved, at tilførselsmidlerne for bindemidlet udgøres af organer (14,18) til injicering af 5 bindemidlet i det på oplægningsplanet allerede udlagte lag af råmateriale, og at de yderligere kompressionsmidler alene udgøres af nævnte faste pressetunnel (10).

4. Anlæg ifølge krav 3, kendetegnet ved, at injiceringsmidlerne udgøres af en række af injekti-10 onsspyd (18) anbragt på en bærebjælke (16), der i en stilling oven over og på tværs af længderetningen af oplægningsplanet (6) er lejret på således op- og nedad-bevægelig måde, at spydene er aktiverbare til successiv injicering af bindemiddel i det oplagte materialelag, 15 når dette på et transportbånd (6) bevæges i nævnte længderetning forbi spydrækken. 20 25 1 35