FI67108B - Filtad pressad och torkad medeltaet lignocellulosafiberskivamed medeldensitet och hoeg styrka samt anordning foer dess famstaellning - Google Patents

Description

IMMT·) M m KUULUTUSjULKAlSU , η i n

JS· 1¾ V1) utlAggningsskrift 0/1 VO

C (45) Γν 10 01 1035 ^ ^ (51) IC»Jk.3/lntCt3 D 21 J 1/00 // C 08 L 97/00 SUOMI —FINLAND pi) PaunttlhalniMi· — teantaMeknlng 761972 (22) HakMilspaivt—Anaknlnpdat 06.07.76 ^ ' (23) Alkvpllvi—GIMgh«ts4ag 06.07.76 (41) Tullut JulklMksI — BHvft ofr«nttl( 22 01 77

Patentti· ia rakisterihallitus

Pat-ntw Jk .VnT.7T/. lT!? (44) ►»h^P-K-i.kuAJ-ltohunpm.- 28 Qa Qk rtU>.U OCR r*pSteratyr«MII Ana&kan utltgd odi utl-xkrtfton pubtkend ίο.υ^.οι (32)(33)(31) Pyyd«tty etuoikeus—Begird prierltet ^ 1 .07 · 75 USA(US) 597*150 (71) Eucatex S.A. IndCistria e Comörcio, Av. Francisco Matarazzo, 58*»,

Sao Paulo, Säo Paulo, Brasi1la-Brasilien(BR) (72) James R. Roberts, Palatine, Illinois, USA(US) (7*i) Leitzinger Oy (5*i) Vanutettu, puristettu ja kuivattu keskitiheyksinen suurlujuinen 1ignoselluloosakuitu levy sekä menetelmä sen valmistamiseksi -FMtad, pressed och torkad medeltät 1 ignocel lulosaf iberskiva med medeldensitet och hög styrka samt anordning för dess framstälIn ing Tämän keksinnön kohteena on vanutettu, puristettu ja kuivattu keskitiheyksinen suurlujuinen lignoselluloosakuitulevy, jonka tiheys on ainakin 0,27 g/cm3.

Rakennustoiminnassa tarvitaan yhdistelevyjä, etenkin puukuitu-levyjä, joiden tiheys on keskimääräinen ja lujuus suurempi ja jolla on muut välttämättömät ja toivottavat kuitulevyn ominaisuudet koskien mittojen vakioutta, paksuuden muutosta, veden absorptiota, yhdenmuotoisuutta ja vastaavia. Jos sellainen kuitulevytuote olisi kaupallisesti saatavilla, se tulisi rakennusmateriaalina korvaamaan olennaisesti suuritiheyksisemmät kuitulevyt. Tämä aiheuttaisi huomattavaa raaka-aineen säästöä ja edelleen tärkeitä etuisuuksia rakentamisen materiaali-ja kuljetuskustannuksissa.

Niinpä onkin esillä olevan keksinnön yleistarkoituksena saada aikaan yhdistelevy, jonka tiheys on keskimääräinen ja joka on huomattavan 2 671 08 vahvaa ja jolla edelleen on sellaiset hyväksyttävät ominaisuudet, kuten mitallinen vakioisuus, paksuuden pysyvyys, veden kestävyys ja yhdenmuotoisuus .

Edelleen esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada halpa-kustannuksinen yhdistelevy, jota voidaan tuottaa suurella hyötysuhteella alkuperäisiin lähtömateriaaleihin nähden.

Vielä esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada yhdistelevy, joka ei vaadi sen alkuperäisen kuitumaisen lignoselluloosakomponentin kanssa huomattavan suurta määrää kallista harvinaista sideainetta.

Vielä on esillä olevan keksinnön tarkoituksena saada aikaan yhdistelevy-tuote, jossa on halpa sideaine, joka ohessa toimii levyn lignoselluloo-sakuitukomponentin dispersanttina, hiukkasten pidätys aineena sekä myös levyn tiheyden kontrolliaineena.

Edelleen on esillä olevan keksinnön kohteena saada aikaan nopea ja taloudellinen valmistusprosessi levyille, joilla on yllä mainitut ominaisuudet, jotka koskevat keskitiheyttä ja suurta lujuutta.

Nyt on havaittu, että esillä olevan keksinnön edellä mainitut ja muut tarkoitukset saavutetaan aikaansaamalla keskitiheyksinen yhdiste-levy, mikä laajasti ottaen koostuu kuivalle pohjalle, 60 - 95 painoprosentista lignoselluloosakuitua ja 5 - 40 painoprosentista tiettyä selluloosageelisideainetta. Kuten yksityiskohdittain jäljempänä kuvataan, käytetty selluloosageelisideaine on täysin hydrattu niin, että sen geeliolosuhteita luonnehditaan vähintään 350 sekunnin TAPPI-vuoda-tusajalla, edullisemmin 900 sekunnin ja parhaiten 900 - 2000 sekunnin.

Keksinnön mukaisen levytuotteen keskimääräinen tiheys on 0,27 - 0,69 3 g/cm . Kuitenkin sen lujuusominaisuudet vastaavat aikaisemman laatuisia suurempitiheyksisiä kuitulevyjä. Esimerkiksi keksinnön mukaisen kui-tulevyn keskitiheys, joka on 0,41 g/cm vastaa American Hardboard Association1 in nykyisiä tuotestandardeja koskien uiko- ja sisustus-

O

työhön käytettyjä puukuitulevyjen ytimiä, joiden tiheys on 0,58 g/cm . Edelleen täytetään ne standardit, jotka koskevat murtumismomenttia, vääntöjäykkyyttä, paksuuden muutosta ja veden absorptiota. Säästöt raaka-aineen käytössä, kuljetuskustannuksissa ja tuotantokustannuksissa, jotka aiheutuvat tässä kuvatun keskitiheyksisen tuotteen käyttämisestä rakennustarkoituksiin, ovat välittömästi havaittavissa.

3 67108

Havaittu lujuuden parannus on saavutettu, kuitenkaan siten uhraamatta mitään muista kuitulevytuotteille asetetuista tärkeistä ominaisuuksista.

Tämä toivottu tulos saavutetaan suorana seurauksena tässä kuvattujen kuitulevytuotteiden yhteydessä käyttöönotetusta täysin hydratusta selluloosageelisideaineesta, joka on suurimpana,osallisena levyn valmistuksessa. Levytuotteen muovauksessa geelikomponentti ei ainoastaan toimi pikapuritusoperaation tehokkaana sideaineena sitomaan lignoselluloosan osasia yhtenäiseksi levyksi, vaan se myös toimii kuitujen dispersanttina niin, että aikaansaadaan yhtenäinen levy, jossa ei ole kasautuneita kuituosasia. Se myös kutistaa levyn kuivaamisen aikana seurauksella, että se tiivistää ja yhtenäistää muita levyn komponentteja. Ollen vettä vastustava sinänsä se lisää valmiin levytuotteen vedenkesto-ominaisuuksia.

Keksimääräisen tiiviitä, lujuudeltaan suuria keksinnön mukaisia ligno-selluloosalevyjä esitetään seuraavassa yleisesti ja suositellusti ja prosenttiluvut ilmaistaan painoprosentteina kuivapainopohjasta:

Yleinen seos__(%) Suositeltu seos (%)

Lignoselluloosaosaset 60 - 95 70 - 90

Hydrattu selluloosageeli- sideaine 5-40 10-30 Tässä esitettyjen keskitiheyksisten yhdistelevyjen pääasiallinen rakennekomponentti, lignoselluloosa voidaan saada varsin monenlaisista lähteistä. Edustavia lähteitä ovat bagassi ja sellaiset puut, kuten eukalyptus, amerikkalainen poppeli, paju, leppä, douglasinkuusi ja mänty.

Milloin puumateriaaleja käytetään, niitä on käytettävä hakkeena, höylälastuina, hiutaleina tai sahanpuruna. Lähteestään riippumatta materiaalin koko ensiksi pienennetään suotavimmin hajottamalla se lignoselluloosakuiduiksi tai kuitunipuiksi. Tämä tehdään sopivalla laitteella, kuten Bauerin tai Sprout-Waldonin mekaanisilla hajoitta- jilla, jossa puunkappaleet joutuvat hajottavaan vaikutukseen höyryssä 2 2,9 - 10,8 kg/cm paineessa. Jos toivottavaa tai välttämätön Asplundin koneen kuitumainen tuote voidaan alistaa vielä toiseen hienontimeen, kuten Asplundin puhdistimeen, jotta saavutettaisiin äärimmäinen pienentäminen hiukkaskokoon, jonka koko maksimissa on 10 % yli seulan-reikäkoon 12, U.S. Sieve Series.

4 671 08

Toisena ensiarvoisena ainesosana tässä kuvatuissa keskitiheyksisissä lignoselluloosayhdistelevyissä on täysin hydrattu selluloosageeliside-aine, jota käytetään 5-40 painoprosenttia, edullisemmin 10 - 30 painoprosenttia kuivasta levypohjasta.

Tämä materiaali eroaa aiemmin tunnetuista hydratuista selluloosagee-leistä sikäli, että se on täysin hydrattu olotilaan, jossa sillä ei oleellisesti ole laisinkaan kuiturakennettä. Ero tulee selväksi, kun geeleihin kohdistetaan perinteinen Schopper-Rieglerin jauhamisasteen määritys tai TAPPI-standardi T221-OS-63.

TAPPI-standardin T221-OS-63 mukaan, mitä standardia käytetään.mittaamaan erilaisten hitaiden puumassojen, joita tässäkin käsitellään, jau-haufcumisastetta, massanäyte muotoillaan läpimitaltaan 158 mm:n levyksi Williamin levymuottiin. Muotissa muotoiltu levy sisältää 1,2 g kuivaa massaa tai geeliä. Levyn muotoiluun vaadittava kuivatusaika mitataan ja ilmaistaan raaka-aineen hydrauksen asteella.

Käyttämällä tätä testiä on mahdollista erottaa tässä kuvatut suuresti hydratut selluloosageelisideaineet aikaisemman laatuisista selluloosa-geelituotteista, kuten sellaisista, joita käytetään glassiinipaperin valmistuksessa ja sellaisista, joita käytetään aikaisemmanlaatuisten yhdistelevytuotteiden valmistuksessa, joita esitetään Roberts U.S. 3,379,608-9:ssä. Molemmat näistä käyttävät hydrattuja selluloosa-geelejä, joiden valutusaika mitattuna yllä mainitulla TAPPI-standar-dilla T221-OS-63 on noin 300 sekuntia.

Kuitenkin on havaittu, että on mahdollista hydrata selluloosageeli paljon korkeammalle asteelle kuin mitä on ominaista geeleille, joita käytetään joko glassiinipaperissa tai edellä mainittujen patenttien mukaisissa yhdistelevyissä. Niinpä, missä mainituilla aikaisemmanlaa-tuisilla geeleillä on TAPPI-standardin mukainen jauhamisaste valutus-ajalla 300 sekuntia, on keksinnön mukaisilla geeleillä ainakin 350 sekunnin valutusaika, edullisemmin yli 900 sekuntia ja edullisimmin 900 - 2000 sekuntia.

Muitakin testimenetelmiä voidaan käyttää tässä esitetyn äärimmäisen hydratun selluloosageelisideaineen tunnistamiseksi ja luonnehtimiseksi.

Eräs sellainen on määritellä kutistuminen levyssä, joka on aikaansaatu yllä kuvatulla TAPPI-testillä. Sopivasti hydrattu geeli muodostaa levyn, 5 67108 joka kutistuu kuivaamisen aikana läpimittaan, joka on ainakin 35 % vähäisempi kuin sen alkuperäinen läpimitta.

Kolmannessa menetelmässä levy kuivataan ja sen alapuolta kuumennetaan vähäisellä liekillä. Jos selluloosa on kyllin hydrattua, liekki hetkessä muodostaa rakkulan levyyn.

Neljännessä testimenetelmässä 250 ml kyseistä massallejua kuivataan yhtenäiseksi palloksi. Jos geeli on kylliksi hydrattua esillä olevaan tarkoitukseen, pallo uppoaa veteen pudotettuna ja pysyy sen jälkeen kovana turpoamatta epämääräisen upottamisajän.

Tämän luontoisten perusteellisesti hydrattujen selluloosageelisideai-neiden käyttö keksinnön mukaisissa keskitiheyksisissä yhdistelevyissä on kriittisesti merkittävää erinäisistä syistä.

Ensinnäkin geeli toimii hyvin tehokkaana sideaineena, joka sitoo lignoselluloosakuidut yhteen yhtenäisessä tuotteessa. Kuivaamisen aikana geelisideaine kutistuu aineellisesti, vetäen osasia yhteen ja lukiten ne pysyvästi yhtenäiseen olotilaansa. Tämä tekijä on ensiarvoisen tärkeä määrättäessä levytuotteen kohonnutta lujuutta.

Geeli toimii myös sideaineena, joka nopeasti määrää vanutetun levyn paksuuden ja tiheyden, kun se kuljetetaan puristimeen. Tämä mahdollistaa nopean puristamistoiminnan, ts. vaatii puristusajan, joka on vain 10 sekunnista 3 minuuttiin, edullisimmin 10 - 60 jsekuntia. Tämä on varsin taloudellista vaatien vain suhteellisen halvan yksiaukeamaisen puristimen, joka helposti voidaan liittää perinteellisiin tuotantolinjoihin.

Muutamia muitakin tärkeitä etuja syntyy yllä kuvatun uuden selluloosa-geelisideaineen käytöstä. Sideaine lisää vedenkestävyyttä siinä levyssä, mihin sitä on käytetty. Kuten mainittu, sellaiset tuotteet sisältävät 5-40 painoprosenttia sideainetta ja sideaine on niin suuressa määrin hydrattua, että se oleellisesti on veteen liukenematonta. Näin levytuotteeseen sideaineen myötä saadaan suuri vedenkestävyys. Geeli-sideaine on ylivoimaista tässä suhteessa verrattuna perinteellisiin kuitulevysideaineisiin, kuten kuumassa kovettuviin urea-formaldehydi-hartseihin.

6 671 08

Edelleen geeli on erittäin tehokas dispersioapuneuvo muodostettaessa kuitupuuroja, joista levyt tehdään. Tässä käytössä se hajottaa yksittäisiksi kuiduiksi puukuitukasautumat, joita "puurossa" voi olla. Se myös vahvistaa "puuron" niin, että kun se kulkee viiralla noin 5 %:n konsistenssillä, on vain vähän oireita siitä, että "puuron" keveät osaset kelluisivat tai raskaat uppoaisivat. Ja vielä se on aiheuttamassa hyvin tasaseoksisen puuron aikaansaamista, joka sitten lopullisessa levytuotteessa muuttuu täysin homogeeniseksi läpileikkaukseksi.

Neljänneksi geeli toimii lietteen pysyttämisaineena. Tällä on erityistä merkitystä levyn tyhjiömuokkauksessa massapuuroradalta aluslevylle. Tämän prosessin aikana "puurossa" olevat hienojakoiset osaset pyrkivät poistumaan ylimääräisen valumaveden myötä muodostetulta levyltä. Pysyttämisaineena geeli suorittaa arvokkaan tehtävän pysyttämällä nämä hiukkaset levyssä siten säilyttäen raaka-ainetta, parantaen levyn ominaisuuksia ja minimoiden jäteongelman.

Haluttuun tarkoitukseen sopivat hydratut seiluloosageelit ovat tuotteita, joissa hydrausvesi lisätään seiluloosamolekyyleihin oleellisen täydellisellä selluloosan sekoittamisella tai puhdistamisella vesi-väliaineessa. Siten selluloosa muutetaan kuohkeasta, kuitumaisesta olotilasta gelatiiniseen olotilaan muuntuvan tilan ollessa riippuvainen sellaisista muuttujista kuin puhdistuksen kestosta, puhdistusvälineen luonteesta, ulkonaisten kemikaalien läsnäolosta tai poissaolosta jne. Tavanomaisesti muutos aikaansaadaan selluloosamassan mekaanisella käsittelyllä vesiväliaineessa kiekkotyyppisissä puhdistimissa, jotka on varustettu laavaterin tai kartiopuhdistimissa, kuen Jordan.

Geelin valmistukseen tarvittava selluloosamassa voidaan saada mistä tahansa useammista lähteistä, kuten valkaistusta tai valkaisemattomasta puu- tai bagassimassasta, joka on valmistettu tavanomaisella sulfaatti- tai sulfiittipaperin valmistusmenetelmällä. Jos äärimmäis-raaka-aineena käytetään bagassia, on siitä suositeltavaa poistaa ydin ennen massaksi tekemistä. Massoja on suuressa määrin kaupallisesti saatavissa kuivattujen massälevyjen muodossa.

Tässä kuvattujen geelituotteiden valmistuksessa selluloosamassa puhdistetaan ja perusteellisesti hydrataan korkealle asteelle, jolloin kuiturakenne on lähes kokonaan tuhoutunut. Tämä tapahtuu murskaamalla 7 67108 selluloosamassalevyt niiden alkutekijöihin, erillisiin kuituihin tai kuitukasautumiin, edullisimmin panemalla kuivat levyt ja vesi tavanomaiseen hydropulpperiin ja käsittelemällä ne sillä massapitoi-suudessa 1 - 10 %, edullisimmin 6 - 8 %. Tämä vaatii noin 30 minuuttia.

Aikaansaatu massa pumpataan sitten varastotankkiin ja syötetään kontrolloituna virtana valittuun levy- tai kartiotyyppiseen ensiöpuhdisti-meen. Edullisimmin on kolme sellaista puhdistinta järjestetty sarjaan, jossa on virran rajoitinventtiili viimeisen puhdistimen jälkeen varmistamaan tasaisen puhdistimessa oloajan. Tämä puhdistaa massan ja hydraa sen korkealle asteelle.

Aikaansaatu osaksi puhdistettu ja hydrattu massa kuljetetaan toiseen varastotankkiin, joka syöttää toisiopuhdistinta, joka on samaa yleis-tyyppiä kuin ensiöpuhdistinkin, mutta joka on tehokas täydentämään puhdistusta ja koon pienentämistä massassa arvoihin, jotka TAPPI-standardin mukaisina aikaansaavat ainakin 350 sekunnin valutusajan, edullisimmin yli 900 sekunnin. Tämä aikaansaadaan hiertotoiminnalla, joka tuhoaa massan kuiturakenteen lähes täysin ja hydraa sen perusteellisesti. Tämä ylimääräinen ja perusteellinen puhdistaminen parantaa suuressa määrin massan ominaisuuksia sideaineena, hajottamistekijänä ja yhdessäpitäjänä, kun sitä käytetään tässä kuvattujen keskitiheyk-sisten suurilujuuksisten yhdistelevyjen valmistuksessa.

Erityisesti se tekee geelistä aukeamattoman sideaineen. Tämä tarkoittaa, että tässä kuvatulla hyvin puhdistetulla geelisideaineella valmistetut yhdistelevyt voidaan panna muutamiksi tunneiksi alttiiksi kiehuvalle vedelle, jolloin havaitaan vain vähän pehmenemistä tai löystymistä sidottujen kuitujen välisessä sideaineessa. Jos levy kuivataan sellaisen keittokokeen jälkeen, se on täsmälleen yhtä luja kuin ennen keittämistä. Tämä sama ominaisuus ilmenee fenolihartseissa, kun niitä käytetään sideainena. Se on epäilemättä aiheuttamassa keksinnön mukaisen yhdistelevyn vedenkestävyyttä.

Tässä kuvattujen yhdistelevyjen perusaineitten lignoselluloosakuidun ja hydratun selluloosageelisideaineen lisäksi saattaa levyihin sisältyä erilaisia määriä lisäaineita, kuten kalibrointiainetta, jota käytetään sellainen määrä kuin tarvitaan toivottujen ominaisuuksien kehittämiseksi levytuotteeseen. Etenkin levyissä voi olla 0,5-3 painoprosenttia perinteellisiä vaha-aineksia, kuten Petrolatum- tai Hercules Paracol-vahaa parantamaan levyjen vedenkestävyyttä.

671 08 8

Muut lisäaineet, joita voidaan käyttää ovat tulenvastustimet, kuten booraksi, boorihappo ja ammoniumfosfaatti? sellaisia lisäkuituja kuin sisalhamppua tai lasikuitua käytetään 5 - 15 %:n määräisinä lisäämään kovuutta ja puristus lujuutta? pigmenttejä? ja sellaisia lisäsideaineita, kuten tärkkelystä ja fenolihartsisideiaineita käytettynä sen mukaisina määrinä kuin kulloinkin haluttaviin ominaisuuksiin tarvitaan.

Keksinnön mukaisten suurilujuuksisten, keskitiheyksisten levyjen valmistuksessa yhdistetään kolme erilaista rakennekomponenttia: ligno-selluloosakuitumassa, hydrattu selluloosageeli ja vahaemulsio ja/tai muita lisäaineita.

Lignoselluloosakuitumassa valmistetaan kuten yllä on selitetty. Tyypillisessä toiminnassa massapölkyt - kuorittuina tai kuorimattomina pienennetään hakkeeksi tavanomaisessa hakkurissa. Hakkeet syötetään Asplundin hajottimeen, jonka jälkeen on tavanomainen Asplundin tyypin puhdistin, joka pienentää hakkeen kuitumassaksi, jonka hiukkaskoko on enintään 10 % yli 12, U.S. Sieve Series'in mukaan. Massan sakeus on noin 40 % hajottimen ja noin 30 % puhdistimen jälkeen.

Hydratun:; selluloosageelikomponentin suositeltava aikaansaaminen tapahtuu syöttämällä sulfaattiselluloosamassaa tavanomaiseen hydro-pulpperiin, jossa se hajotetaan kuituiseksi puuroksi, jonka sakeus on 1 - 10 %, edullisimmin 6 - 8 %.

Aikaansaatu puuro syötetään kolmen tai neljän tavanomaisen puhdistimen sarjaan, kuten esimerkiksi JOnes- tai muotoiltujen Jordan-puhdis-timien, joissa on suorat terästerät tai suotavimmin laavapinnoitteet. Panos kulkee yhdestä näitä puhdistimia toiseen ja lopuksi levytyyppiseen puhdistimeen, kuten Jonesin kaksivirtakiekkopuhdistimeen. Puhdis-tinrivin läpi kulkevaa virtaa säädellään erityisellä venttiilisystee-millä, joka varmistaa riittävän täytös- tai pysyttelyäjän, joka on tehokas muodostamaan hydratun selluloosageelituotteen, jonka valumis-aika yllä kuvatulla TAPPI-valutestillä T221-OS-63 on ainakin 350 sekuntia, suotavammin ainakin 900 sekuntia ja suotavimmin 900 - 2000 sekuntia.

Lisäemulsio valmistetaan emulsoimalla vedessä perinteellinen teollisuus-vaha, kuten Hercules Paracol tai Petrolatum ja sekoittamalla ennalta määrättyinä määrinä jotakin muuta valittua lisäainetta.

9 671 08

Kolme edellä mainittua perusainetta, ts. lignoselluloosakuitumassa, selluloosageelimassa ja lisäemulsio syötetään yhdessä mitattuina virtoina sekoitustankkiin, jossa ne perusteellisesti sekoitetaan keskenään halutuissa suhteissa.

Sekoitustankin lataus siirretään sitten muotoilukoneen eteen, joka suotavasti on Fourdrinier-tyyppiä ja jossa on voimakas imu ottamaan latauksesta veden pois. Muotoilukoneessa lataus kuljetetaan kosteaksi levyksi, jonka puristettu paksuus on noin 3,81 cm, puristetaan rotaa-tiopuristinjaksossa ja leikataan pituutensa mukaiseksi. Sitten aikaansaatu levy nopeasti puristetaan 0,63 - 2,54 cm paksuuteen kuumennetun tasopuristimen puristuspinnoilla riippuen halutusta lopullisesta levyn paksuudesta.

Keksinnön erityispiirre on, että tässä kuvatun uuden selluloosageeli- sideaineen käyttö mahdollistaa puristustoiminnan suhteellisen huokealla yksiaukkoisella puristimella. Tämä siksi, että geeli säätää levyn tiheyden ja paksuuden puristimessa hyvin lyhyessä puristusajassa 10 sekunnista 3 minuuttiin, suotavammin välillä 10 - 60 sekuntia painees- 2 sa välillä 3,62 - 10,8 kg/cm ja pintalämpötilassa välillä 66 - 149°C.

2

Esimerkkiolosuhteet puristukselle ovat 30 sekuntia 7,25 kg/cm 116°C:ssa.

Muitakin etuja syntyy nopean puristusmenettelyn käytöstä.

Nopea puristaminen kuivaa veden kosteuspitoisuuteen noin 35 painoprosenttia, kun taas tavanomainen taso on 55 % niin, että vaaditaan vähemmän kuivausaikaa. Tämä aikaansaadaan muuttamatta geelisideaineen ominaisuuksia.

Nopea puristaminen myöskin esikuumittaa levyn niin, että varsinaisessa kuivauksessa vaaditaan edelleen vähemmän aikaa. Edelleen se muodostaa hienon pinnan levylle, joka pinta jää, kun levy kuivataan valmiiksi.

Edelleen nopea puristaminen sallii kontrolloida valmiin levyn tihey- 3 den alueelle 0,27 - 0,69 g/cm . Geelisideainetta käyttämällä levy voidaan poistaa rikkomatta sitä sen palatessa puristimesta. Tämä tulos on selvästikin ominaista geelisideaineen tehokkaille tartuntaomi-nai-suuksille.

10 671 08

Sen jälkeen seuraa kuivausuunikuivatus, joka tapahtuu kolmessa vyöhykkeessä perättäisten vyöhykelämpötilojen ollessa 260 - 315°C, 205 - 260°C ja 149 - 204°C, jolloin korkeimmat lämpötilat ovat kui-vatusuunin pääpuolessa. Kuivatusta jatketaan lopulliseen levyn kui-vuusasteeseen, joka on vähemmän kuin 2 %, edullisimmin 1/2 painoprosenttia. Kuivaaminen ei poista vain vapaata vettä levyltä, vaan myös valtaosan selluloosageelin hydraamisvedestä-

Aikaansaadut levyt jäähdytetään, sovitetaan, viimeistellään tarvittaessa määrätyksi tuotteeksi ja pakataan laivausvalmiiksi.

Esimerkki Äsken kuvattuja keskitiheyksisiä, suurilujuuksisia yhdistelevyjä ja niiden valmistusmenetelmää kuvataan seuraavassa esimerkissä: 2

Eukalyptuspuun haketta hajoitettiin Asplundin hajottimessa 10,8 kg/cm paineessa, minkä jälkeen suoritettiin puhdistus Asplund-tyypin puhdistimessa kuitukokoon enintään 10 % yli 12 mitattuna U.S. Sieve Series'in mukaan. Kuidut sekoitettiin riittävän vesimäärän kanssa, jolloin muodostui kuitumäärä, jonka sakeus on 4 %.

Täysin hydrattu selluloosageeli saatiin aikaan hydropulppaamalla valkaisematonta sulfaattiselluloosamassaa 8 %:n sakeuteen. Aikaansaatu massa siirrettiin läpi sarjasta, jonka muodosti kolme Jones Fibermaster n:o II kartiopuhdistinta, jonka jälkeen oli Jones Duo Flow hiertotyyppinen kiekkopuhdistin. Toiminnan aikana niitä ohjattiin niiden tyhjennysaukkojen venttiililaitteilla, jotta saavutettiin toiminta-ajat, joissa puhdistimet kykenivät tasaisesti tuottamaan kolmen tyyppistä geeliä, yhtä 350 sekunnin valutusajalla, toista 1200 sekunnin ja kolmatta 1800 sekunnin, kaikki mitattuna TAPPI-testillä standardin T221-OS-63 mukaisesti.

Edellä mainitut aineosat sekoitettiin sekoitustankissa 1 %:iin Hercules Paracol-vahaa.

Kolme rakennekomponenttia sekoitettiin tasaisesti, kuljetettiin Fourdrinier-tyyppisen muotoilukoneen alkupäähän ja ajettiin levyksi. Levy puristettiin paksuuteensa, kuivattiin ja testattiin sen murtu-miskerroin.

671 08 11

Sitten valmistettiin kolme sarjaa levyjä ja testattiin käyttämällä geeljä, joiden valutusajat olivat vastaavasti 350, 1200 ja 1800 sekuntia. Kussakin testisarjassa valmistettiin kolme levyä, joiden geelisisältö oli vastaavasti lO, 15 ja 20 painoprosenttia kuivalevy-pohjasta.

Kun kaksi ensimmäistä levyryhmää puristettiin, oli puristuspaine 10,8 kg/cm^ ja puristuslämpötila 116°C ja puristuksen kesto 40 sekun- 2 tia. Kolmannessa levyryhmässä oli puristuspaine 7,25 kg/cm , puris-tuslämpötila 116°C ja puristuksen kestoaika 25 sekuntia.

Tulokset ovat alla olevassa taulukossa:

Esim. Levyn Levyn Geelin Geelin Massan Murtumis- n:o paksuus tiheys valutus- käyttö valumis- kerroin _ (mm) (g/cirr) aika (s) (%) aika (s) (kg/cm2) 1 13,13 0,33 355 10 10 63,05 2 12,92 0,37 355 15 14 78,64 3 12,59 0,40 355 20 30 106,54 4 13,33 0,43 1200 10 20 83,35 5 13,41 0,41 1200 15 55 137,71 6 12,70 0,45 1200 20 123 181,20 7 12,82 0,41 1800 10 63 117,41 8 12,95 0,41 1800 15 97 184,82 9 12,57 0,41 1800 20 220 221,78

Edellä olevasta selviää, että täysin hydratun selluloosageelisideai-neen sisällyttäminen määrätyissä suhteissa 'aikaansaa suuren ja mitä huomattavimman edullisen vaikutuksen keksinnön mukaisissa yhdistele-vyissä. Niinpä, kuten esimerkissä 9 nähdään, ottamalla mukaan 20 % geeliä, jonka valutusaika on 1800 sekuntia, aikaansaadaan levy, jonka 3 2 tiheys on vain 0,41 g/cra , mutta murtumakerroin yli 221 kg/cm . Tämä erityisen korkea murtumiskerroin ei normaalisti ole luonteenomainen 3 levyille, joiden tiheys on 0,41 g/cm :n luokkaa, vaan levyille, joiden 3 tiheys on paljon suurempi, kuten levyille, joiden tiheys on 0,62 g/cm luokkaa.

Aikaansaatu säästö raaka-ainekustannuksissa, kuljetuskustannuksissa ja levyn tuotantokustannuksissa on huomattava. Nämä on saavutettu, samalla kun muut ominaisuudet, kuten keveys, mitallinen vakioisuus, yhdenmuotoisuus, vedenkestävyys ja työsteitävyys, joiden välttämättä on oltava 671 08 12 ominaisia rakenneyhdistelevyille mahdollistaakseen niiden sopivuuden niiden moninaisiin käyttöihin, on säilytetty.

Claims (13)

13 671 08 1. vanutettu, puristettu ja kuivattu keskitiheyksinen suurlujuinen O lignoselluloosakuitulevy, jonka tiheys on ainakin 0,27 g/cm , tunnettu siitä, että sen kuiva-ainepohja sisältää ligno-selluloosakuituja 60 - 95 painoprosenttia, hydrattua selluloosa-massaan pohjautuvaa selluloosageelisideainetta 5-40 painoprosenttia ja että hydratulle selluloosageelisideaineelle on ominaista vähintään 350 sekunnin TAPPI-valutusaika.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelevy, tunnettu siitä, että lignoselluloosakuidut ovat kuidutettua puuta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelevy, tunnettu siitä, että lignoselluloosakuidut ovat kuidutettua bagassia.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen yhdistelevy, tunnet-t u siitä, että lignoselluloosakuitujen hiukkaskoko määriteltynä TAPPI—CSF kuitujen jauhautumisasteena on pienempi kuin 750.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen yhdistelevy, tunnettu siitä, lignoselluloosakuituja siinä on 70 - 90 painoprosenttia ja hydrattua selluloosageelisideainetta 10 - 30 painoprosenttia.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen yhdistelevy, tunnettu siitä, että hydratulle selluloosageelisideaineelle on ominaista TAPPI-valutusaika, joka on vähintään 900 sekuntia, edullisesti 900 - 2000 sekuntia.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen yhdistelevy, tunnettu siitä, että levyn tiheys on 0,27 - 0,69 g/cm3 ja murtumiskerroin vähintään 144,96 kg/cm3.

8. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen yhdistelevyn valmistamiseksi, tunnettu siitä, että a) selluloosamassaa hierretään ja hienonnetaan vesipitoisessa 14 671 08 aineessa hydratuksi selluloosageelisideaineeksi, jonka TAPPI-vuodatusaika on ainakin 350 sekuntia, b) muodostetaan vesipitoinen massa, jossa on lignoselluloosa-hiukkasia 60 - 95 painoprosenttia, hydrattua geelisideainetta 5-40 painoprosenttia ja vettä määrä, joka on ennalta määrätty antamaan massalle levyä muodostava tiheys, c) vanutetaan massa kosteaksi liuskaksi levyä muodostavalla laatalle, ja d) kuivataan liuska, e) hydrattu selluloosasideaine geeliominaisuuksiltaan antaa TAPPI-vuodatusajaksi ainakin 350 sekuntia.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lignoselluloosahiukkaset muodostuvat puukuiduista, joiden TAPPI-CSF jauhautumisaste on alle 750.

10. patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että geelin ΤΑΡΡΙ-vuodatusaika on vähintään 900 sekuntia.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että geelin ΤΑΡΡΙ-vuodatusaika on vähintään 900 - 2000 sekuntia.

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massa kuivataan samalla kun se puristetaan tiheyteen 0,27 - 0,69 g/cm3.

13. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massa kuivataan nopealla puristamisella paineessa 3,62 - 10,88 kg/cn\2 ja lämpötilan ollessa 65 - 149°C 10 sekuntia -3 minuutin pituisena aikana, jota seuraa uunikuivaus, jolla aikaansaatu levy kuivataan ennalta määrättyyn kosteuteen. 15 67108