FI67418C - Foerfarande foer framstaellning av pressade fiberskivor - Google Patents
Foerfarande foer framstaellning av pressade fiberskivor Download PDFInfo
- Publication number
- FI67418C FI67418C FI762793A FI762793A FI67418C FI 67418 C FI67418 C FI 67418C FI 762793 A FI762793 A FI 762793A FI 762793 A FI762793 A FI 762793A FI 67418 C FI67418 C FI 67418C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- mat
- pressing
- shrinkage
- press
- hot pressing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 68
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 50
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 46
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 30
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 29
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 claims description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 7
- 230000032798 delamination Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 claims description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims description 2
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 41
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 18
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 2
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000009950 felting Methods 0.000 description 2
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 239000011088 parchment paper Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 150000005207 1,3-dihydroxybenzenes Chemical class 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- 239000011086 glassine Substances 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000007974 melamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical class O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229940108461 rennet Drugs 0.000 description 1
- 108010058314 rennet Proteins 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
- D21J1/00—Fibreboard
- D21J1/04—Pressing
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
- Paper (AREA)
Description
I55F1 [B] ^KOULUTOSjULICAISU
JNa l j 1 ' utlAggningsskkift 0/410 ^ ^ (51) /IncCt3 D 21 J 1/04 SUOMI—FINLAND (2i) Λβ«β*Βΐ»ι»ι 762793 (22) H—H, 30.09.76 ' ' (23) AHmpUvt—CIWglMtadag 30.03.76 (41) Tuikit (iHUmM — Riivit offantJI| 07.04.77
Patentti- ja rekisterihallitus NihtMUp**»). kuuLjuiksta·, p^-
Patent· och registantyralaan 7 Am6*m utegrf odi utLskrWun publkend 3 u ·1 1 ·04 (32)(33)(31) Pyydetty «tuoikMt —Begird prtorKet 06.1 0.75 USA(US) 620182 (71) Abitibi Paper Company Limited, Toronto-Dominion Centre, Toronto,
Ontario, Kanada(CA) (72) Stanley H. Baldwin, Oakville, Ontario,
Arnold E. Willoughby, Mississauga, Ontario, Kanada(CA) (74) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä puristettujen kuitulevyjen valmistamiseksi -Förfarande för framstäl1 ning av pressade fiberskivor Tämä keksintö koskee yleisesti parannuksia prosesseissa, joilla valmistetaan puristettuja kuitulevypaneeleja ja keksinnöllä on erityisiä etuja alennetun tiheyden omaavien kuitulevyjen valmistuksessa, joilla on sisäkäyttöön tarkoitettuja koristepintoja, mutta keksintö ei ole rajoitettu viimeksimainittuihin kuitulevyihin.
Valmistusprosesseissa yleisesti on päätarkoituksena tuottaa paras mahdollinen tuote tarkoitettuun käyttöön alhaisimmilla mahdollisilla valmistuskustannuksilla. Tässä esillä oleva keksintö edistää tämän lopullisen päämäärän saavuttamista puristettujen kuitulevyjen ollessa kysymyksessä suuremmassa määrin kuin on tähän asti ollut mahdollista olemassa olevissa kaupallisissa prosesseissa.
Käytetyn puristusjakson pituus, so. aika, joka kuumapuristimessa kuuluu kriittiseen raakakuidun yhdistämiseen ja muuttamiseen puristetuksi kuitulevyksi, on määräävä perustekijä valmistusnopeudelle 2 6741 8 ja tästä syystä prosessikustannuksille ja tuottavuudelle. Muihin tärkeisiin prosessin kustannustekijöihin kuuluu vaadittujen kemiallisten lisäaineiden määrä ja tyypit, raaka-aineen paino tuotteen pinta-alayksikköä kohden (so. peruspaino) ja tarvittavan kuumapuristuksen jälkeisen eli sekundäärisen viimeistelyn määrä.
Tärkeihin fysikaalisiin kriteerioihin tilaajan hyväksymisen kannalta kysymyksen ollessa sisäkäyttöön tarkoitetuista puristetuista kuitu-levypaneeleista kuuluu miellyttävyys, mihin sisältyy pinnan rakenne ja väri sekä käsittelyn ja työstettävyyden helppous asennuksessa. Tuotteen miellyttävyys vaatii prosessin, jolla pystytään tuottamaan puristettua kuitulevyä, jolla on korkeatasoinen korkopainokelpoi-suus ja laaja-alainen värinsäätömahdollisuus samalla kun käsiteltä-vyyden ja työstettävyyden helppous parhaiten toteutetaan tuottamalla alennetun tiheyden omaavia levyjä, millä saadaan aikaan kevyempiä paneeleja, joilla on helpompi ja parempi naulattavuus. Viimeksimainittu seikka eliminoi levyn pinnan ryppyyntymisen naulan-kantojen ympärillä ja ohuiden, koristeellisesti puristettujen kuitu-levyneulojen nurjahtamisen naulaamisen aikana, mistä johtuisi turvallisuusriski käyttäjälle.
Kyky ylläpitää täysi paksuus on myös hyvin tärkeä sekä korkopaino-syvyyden (ja tästä johtuen tuotteen miellyttävyyden) asianmukaiselle kehittämiselle että myös seinäpaneelin jäykkyyden parantamiseksi. Normaaleissa, suureen tiheyteen puristavissa kuitulevyn valmistusprosesseissa vaatii suurempi paksuus kuitenkin suurempaa raaka-aine-painoa ja pitempiä puristusjaksoja, joista molemmista on seurauksena lisääntyneet kustannukset. Täten todella halutun paksuuden aikaansaaminen tuotteeseen on normaalisti kallista ja usein sitä pidetään käytännössä mahdottomana toteuttaa.
Puristetut rakennuskuitulevypaneelit valmistetaan normaalisti jollakin seuraavista kolmesta perusprosessista: (1) märkä S-l-S (sileä yhdeltä sivulta), (2) märkä S-2-S (sileä kahdelta sivulta) tai (3) kuiva (S-l-S tai S-2-S).
Kuvio 1 kuvaa pääkohdittain kunkin kolmen puristettujen kuitulevyjen valmistusprosessin päävaiheita. Kuvioon liitetty prosessiavain kuvaa kunkin prosessin kaaviollista kulkua.
3 67418
Kuviosta 1 nähdään, että märkään S-l-S (sileä yhdeltä sivulta) tyyppiseen puristettujen kuitulevyjen valmistusprosessiin kuuluu seuraa-vat vaiheet: puuhakkeen valmistus (mikäli tarpeen); kuitujen erottaminen (tavallisesti höyrykeitolla ja mekaanisella jauhatuksella); raaka-aineen pesu ja kemiallinen käsittely (johon sisältyy sidehart-sien ja liimojen lisääminen ja pH-arvon säätävien kemikaalien lisääminen) ; märän maton muodostaminen poistamalla vettä suspensiosta; veden osittainen poistaminen matosta kylmäpuristuksella; kylmöpuris-tetun kostean maton kuumapuristaminen takana olevaa metallilanka-seulaa vastaan (kuvoitua ylälevyä vastaan, kun halutaan pinnan kor-kopainantaa); kuumapuristettujen levyjen jälkipaisto ja uudelleen-kosteutus uuneissa ja kosteutuskammioissa ja pinnan haluttu jälkikäsittely ja viimeistely.
Märkäprosessi S-2-S (sileä kahdelta sivulta) seuraa samoja alkuvaiheita kuin S-l-S märän maton kylmäpuristusvaiheeseen saakka mutta sitten matto menee kuumailmakuivattajiin, missä kosteuspitoisuus alennetaan alhaiseen arvoon (esim. alle 1 %). Kuivattu matto kuuma-puristetaan sitten korkeassa lämpötilassa, joka tyypillisesti on 235-260°C ja korkeassa paineessa, joka tyypillisesti on 3,4-6,9 MPa, käyttäen lyhyttä puristusvaihetta ja ilman takana olevaa sihtiä.
Sen jälkeen prosessi seuraa samaa kulkua kuin S-l-S tyyppinen prosessi jälkikäsittelyä ja viimeistelyä varten.
Kuivapuristettu kuitulevy (joko S-l-S tai S-2-S) seuraa samaa yleistä prosessijärjestystä kuin märkäprosessi S-l-S paitsi että kuitu-raaka-aine kuivataan sen jälkeen kun se on valmistettu puuhakkeesta ja ennen kemikaalien lisäämistä ja maton muodostamista. Kuitujen käsittelyn ja maton muodostamisen tekniikat luonnollisesti poikkeavat märkäprosessin menettelystä, koska kuituja käsitellään ilmassa eikä vedessä.
Kullakin edellä mainituista prosesseista on tietyt etunsa ja varjopuolensa. iMärkä S-l-S prosessi aikaansaa hyvän luonnollisen kuitujen välisen huopautumisen ja sidonnan ja tarvitsee minimimäärän lisättyä sideainetta, aikaansaa erittäin plastisen kostean pinnan, jolla on haluttu korkopainoherkkyys ja mahdollistaa prosessinsisäisten päällysteiden lisäkäytön (kuten on esitetty US-patenteissä n:ot 2 918 398, 3 223 579, 3 576 711) tuottaen sileät, tiiviit, puristimen ulkopuolella koristeelliset tai maalattavat pinnat normaaleilla 4 67418 puristinlämpötiloilla esim. 175-200°C. Tarvittavat puristusjaksot ovat kuitenkin suhteellisen pitkiä (esim. 8-12 minuuttia nimellis-paksuudeltaan 0,6 mm paneelille) ja tarvittavat ajat ovat hyvin herkkiä paksuuden lisäämiselle. Tavallinen tapa puristusjakson ajan lyhentämiseksi on nostaa puristuslämpötilaa. Puristimessa olevat pinnat saattavat kuitenkin silloin huonontua väriltään johtuen pidennetystä kosketuksesta kuumempiin levyihin. Täten on olemassa käytännöllinen yläraja siinä puristusjakson keston lyhentämisessä, minkä mahdollistaa pelkästään puristuslämpötilan nostaminen. Märän S-l-S tuotteen tiheys on myös korkea (ominaispaino esim. noin 0,9-1,0).
Märkä S-2-S prosessi ja täysin kuivat prosessit mahdollistavat lyhyemmät kuumapuristusjaksot, koska melkein kaikki kosteus poistetaan ennen kuumapuristusta ja koska silloin myös voidaan käyttää korkeampia puristuslämpötiloja. Ne eivät kuitenkaan tuota edellä mainittua pinnan laatua tai päällystysetuja kuten märkä S-l-S prosessi ja täten ne vaativat kalliimpia puristuksen jälkeisiä viimeistysmenet-telyjä. Myös tässä tapauksessa puristimessa olevat pinnat ovat alttiina värin huonontumiselle johtuen kuivasta kosketuksesta puristimen levyihin tavallisesti käytetyissä korotetuissa puristinlämpö-tiloissa. Tiheydet ovat myös yleensä korkeita silloin kun saavutetaan lyhyt puristusjakso. Lisäksi kuiva prosessi ei anna märkien S-l-S ja S-2-S prosessien luonnollista märkää huopautumissidosta ja tästä johtuen kuiva prosessi vaatii enemmän kallista sideainelisäys-tä asianmukaista kehittymistä varten. Myös on kuivan kuitu-ilma-suspension käsittely, erityisesti kuumassa ilmassa yleensä pölyistä ja vaarallista toimintaa johtuen räjähdys- ja palovaarasta.
Tämän keksinnön päätarkoituksena on saada aikaan parannettu prosessi puristettujen kuitulevyjen valmistamiseksi, jossa prosessissa yhdistetään kolmen tunnetuimman tavanomaisen, edellä kuvatun prosessin edut samalla kun olennaisesti vähennetään niiden suurempia varjopuolia .
Esillä olevan keksinnön yhtenä päätarkoituksena on saada aikaan parannettu puristettujen kuitulevyjen valmistusprosessi, joka mahdollistaa ennestään tunnettuihin prosesseihin verrattuna paljon lyhyemmän kuumapuristusjakson mistä on seurauksena suurempi tuottavuus ja alemmat tuotantokustannukset.
6741 8
Esillä olevan keksinnön vielä yhtenä tarkoituksena on saada aikaan parannettu, märkämenetelmäinen puristettujen kuitulevyjen valmistusprosessi, jolla saadaan aikaan hyvä luonnollinen kuitujen sidonta, joka tästä johtuen tuottaa hyvän substraattilaadun minimaalisella sideainelisäyksellä samalla kun se mahdollistaa taloudellisesti edullisten lyhyiden puristusjaksojen käyttämisen.
Esillä olevan keksinnön vielä yhtenä tarkoituksena on saada aikaan menetelmä sellaisten puristettujen, alennetun tiheyden omaavien kuitulevyjen valmistamiseksi, joilla on pitkälti korkopainettu, tiivis, koristeellinen pinta, joka vaatii minimaalisen viimeistyksen, jolloin voidaan säästää raaka-aineita ja tuotteella on hyvä ulkonäkö ja työstettävyys.
Keksintö kohdistuu näin ollen menetelmään puristettujen kuitulevyjen valmistamiseksi, jossa menetelmässä puukuiduista muodostetaan vesipitoinen liete, tästä lietteestä poistetaan vettä märän maton muodostamiseksi, matto kuumapuristetaan kuumennettujen ylempien ja alempien puristuselimien välissä mattoon sisältyvän veden olennaisen osan poistamiseksi ja kuitujen sidonnan saamiseksi aikaan levyn muodostamiseksi, ja sen jälkeen siirretään puristuselimet erilleen ja poistetaan levy puristimesta, jossa on valvontaelimet, jotka rajoittavat puristuselinten liikettä kohti toisiaan ja keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että kuiduilla on kutistu-vuusarvo, joka on enintään noin +3000 ^um, niin että kuumapuris-tuksen aikana kuitumatto kutistuu paksuudeltaan samalla kertaa kun puristuselimet ovat valvontaelimillä estetyt liikkumasta kohti toisiaan, kutistumisen ollessa riittävä vähentämään puristuselinten ja kuitumaton välistä painetta ja sallimaan niiden höyrynpai-neiden asteettaisen häviämisen, joita levyn sisällä syntyy, jolloin puristuselimet pidetään kuumapuristamisen aikana noin 190-260°C:n lämpötilassa, ja kuumapuristamisen päätyttyä puristuselimet siirretään erilleen ja levy poistetaan sen kosteuspitoisuuden ollessa noin 5-40 %, ilman että tapahtuu levyn delaminaatiota siinä olevan purkautumattoman höyrynpaineen vaikutuksesta.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää korkeampia kuin normaaleja (aikaisemmin käytettyjä) puristuslevyjen lämpötilo- 6 67418 ja ilman että aiheutuu värimuutoksia, jotka värimuutokset ovat erityisen harmillisia, kun levy varustetaan koristepäällysteillä.
Puristamistoiminnan jälkeen puoleksi kovetettu levy siirretään sitten tavalla, kuten esimerkiksi vaaka-asennossa, jolla vältetään muodonmuutoksista johtuvat vahingoittumiset, paisto- ja kosteutuskammioi-den lävitse, missä kovettumisprosessi saatetaan loppuun. Tuloksena on alennetun tiheyden omaavan puristetun kuitulevypaneelin tuottaminen, jolla on erinomainen ja laaja-alainen koristeellinen ulkonäkö ja parempi paksuus ja parannetut työstöominaisuudet tuotantonopeuk-silla, jotka ovat ainakin kaksinkertaiset verrattuna olemassa oleviin märkiin S-l-S prosesseihin.
Kuten edellä lyhyesti kuvattiin, ennalta valitun kuituraaka-aineen käyttäminen, jolla on ennalta määrätyt kutistumisominaisuudet, on avainvaatimus esillä olevan keksinnön mukaiseen lyhytjaksoiseen prosessiin. Niiden hyvin lyhyiden kuumapuristusaikojen lopussa, jotka toteutetaan keksinnön mukaisella prosessilla, levy yhä sisältää huomattavan määrän kosteutta ja on vain puoleksi kovetettu ja rakenteellisesti varsin heikko. Höyryä yhä syntyy levyn sisällä ja jos kuumapuristin avattaisiin tässä vaiheessa normaalisti (tunnettuun tapaan) puristetun kuitulevyn kuumapuristusvaiheessa, levyn kerrokset välittömästi irtautuisivat toisistaan. Kuitenkin kun käytetään kui-turaaka-ainetta, jolla on sopivat kutistuvuusominaisuudet, yhdistettynä puristimen pysäyttimiin sopivalla paksuudella, on puoleksi kovetetulla matolla mahdollisuus asteittain paksuudeltaan kutistua riittävästi alentamaan paine maton ja pysäyttirnien rajoittamien kuumien puristuslevyjen välillä siten mahdollistaen sisäisen höyryn-paineen asteittaisen alenemisen ja estäen puristetun levyn kerrosten irtoamisen lyhyen puristusjakson jälkeen. Valvottu ja ennalta määrätty kutistuminen jatkuu sitten, kun levyn kovettaminen saatetaan loppuun, lopulliseen haluttuun paksuuteen ja tiheyteen tämän jälkeen tapahtuvassa lämpökäsittelyssä uunissa. Maton varhainen kutistuminen, kuten edellä selitettiin, puristusjakson aikana, myös estää levyn pinnan paikallisen ylikuumentumisen johtuen pitkäaikaisesta puristuskosketuksesta kuumaan puristuslevypintaan ja siten mahdollistaa korkeampien kuin normaalisten puristuslämpötilojen käytön koristeellisten pintojen yhteydessä ilman että seuraa ei-toivottuja värinmuutoksia. Lämmössä kovettuvan hartsin käytön valitseminen raaka-aineeseen edistää varhaisen puristimessa kehittyvän sidoksen 7 6741 8 muodostumista ja monissa tapauksissa myös auttaa aikaansaamaan sopivan puristimenulkopuolisen lujuuden puoleksi kovetettuun kosteaan levyyn.
Koska kuituraaka-aineen kutistuvuusominaisuudet ovat ensiarvoisen tärkeitä keksinnön mukaisessa prosessissa, on tarpeen määrätä ja määrittää asianmukaiset kutistuvuusominaisuudet annetulle kuitu-raaka -aineelle . Tällöin on otettu käyttöön termi "kutistuvuusarvo" mainittujen kutistuvuusominaisuuksien määrittämiseksi ja on kehitetty seuraava "kutistuvuusarvo"-testausmenettely, jota voidaan käyttää kuitujen laatutestinä esillä olevan keksinnön mukaista prosessia varten. Menetelmä määrää myös kuidun "kuivatusajän", - joka on hyvin tunnettu ja hyväksytty mitta nopeudelle, jolla kostea matto voidaan muodostaa sihdille kysymyksessä olevan kuidun vesidisper-siosta.
Kutistuvuusarvon testausmenetelmä
Punnitse 10,6 g (uunikuivana) kosteaa tutkittavaa kuituraaka-ainetta ja dispergoi tämä veteen lämpötilassa 27°C "Williams Drainage Tester " -laitteistolla menetelmän "TAPPI Standard Method T1002 sm-60" mukaisesti. Poista vesi ohjeen mukaisesti ja mittaa kuivatusaika sekunneissa. Sen jälkeen poista kostea muodostettu vanu (halkaisijaltaan 7,5 cm) laitteistosta ja huolellisesti kylmäpurista se 16-mesh metallilankasihdillä (tarkoituksella päästää puristettu vesi poistumaan) sileiden metallisten levyjen välissä paineeseen 690 kPa. Pieni (esim. 15 x 15 cm) laboratoriopuristin on sopivin tähän vaiheeseen. Pidä vanua puristuksessa 30 sekuntia tai niin kauan kunnes nestemäistä vettä ei enää puristu ulos. Päästä paine, poista vanu lanka-sihdiltä ja yhden minuutin kuluttua mittaa kylmäpuristetun vanun paksuus käyttäen eristelevyjä varten spesifioitua paksuusmittaria (ASTM C209-72, Section VI), so. sellaista, jolla on leveä (2,5 cm halkaisija) tasainen kosketusjalka, välttääksesi mittarin leukojen tunkeutumista pehmeään kuituvanupintaan ja varustettuna 280 g painolla tarkoituksella aikaansaada kosketus jalkojen läheinen kosketus kuituvanupintaan. Kuivata kylmäpuristettu vanu täydellisesti pakko-ilmakuiva tusuunissa lämpötilassa 93°C. Mittaa kuivatun maton paksuus mm:eissä. Laske kutistuvuusarvo seuraavasti:
Kutistuvuusarvo = kuivatun maton paksuus - kylmäpuristetun maton paksuus.
8
Esimerkki 6 7 41 8 1. Kylmäpuristetun maton paksuus 10,6 mm
Kuivatun maton paksuus 11,3 "
Kutistuvuusarvo 0,7 n 2. Kylmäpuristetun maton paksuus 10,4 "
Kuivatun maton paksuus 10,1 "
Kutistuvuusarvo 0,3 "
Olemme havainneet, että kuituraaka-aineet, joiden kutistuvuusarvo on alle noin+2 mm, sopivat parhaiten tähän prosessiin. Kuidut, joiden kutistuvuusarvo on yli+2 mm ja+2,5 mm saakka, ovat yleensä käyttökelpoisia, mutta voivat vaatia jonkin verran pitemmät puristusjak-sot ja/tai enemmän hartsilisäainetta, mikä täten vähentää haluttua taloudellista etua. Kuidut, joiden kutistuvuusarvo on välillä + 2,5-+ 3 nm, tuottavat tuloksia, joiden voidaan sanoa juuri ja juuri olevan käyttökelpoisuusalueella. Edut ennestään tunnettuun verrattuna ovat kuitenkin olennaisesti pienentyneet ja toimintaa tällä alueella ei yleisesti suositella. Kutistuvuusarvoilla yli + 3 mm kutis-tuvuusominaisuudet ovat niin heikot, että ne sotivat tältä uudelta prosessilta odotettuja tuloksia vastaan. Kuidut, joiden kutistuvuusarvo on alle nollan, so. negatiivinen, ovat hyväksyttäviä kutistu-vuuteensa nähden mutta hidas vedenpoisto voi tulla pulmaksi tällä alueella. Kuidun tulee olla vapaastikuivuvaa levynvalmistusta varten, so. veden poistumisen tulee olla sellaista, että märkä matto voidaan menestyksellisesti muodostaa kaupallisella laitteistolla halutun peruspainon omaavana ja vaaditulla tuotantonopeudella.
Vaikka havaitaan, että "kutistuvuusarvo"-testausmenetelmä tavallisesti käsittää "takaisinponnahdus"-mittauksen eikä kutistumista sinänsä, tästä huolimatta pidämme parempana käyttää termiä kutistuvuusarvo, joka edustaa "takaisinponnahduksen vähenemistä". Keksinnön mukaisessa käytännön levynvalmistusprosessissa on maton mahdollinen kutistuminen kuumapuristuksen kuluessa kriittinen määrävä tekijä puristusjakson pituudelle ja vaikkakin kutistuvuusarvon testausmenetelmässä vanu tosiasiallisesti laajenee uunikuivatuksessa, on tämän paisumisen määrä mittana kuidun kutistuvuusominaisuuksista esillä olevan keksinnön mukaista prosessia varten.
Menetelmän mukaisessa tyypillisessä menettelyssä puuhakeseos keitetään höyryllä paineessa ja mekaanisesti jauhetaan käyttäen tekniik- 6741 8 kaa ja laitteistoa, jotka yleisesti tunnetaan kovalevyn valmistuksessa, mutta olosuhteissa, jotka on valittu tuottamaan kuituja, joiden kutistuvuusominaisuudet on edellä selostettu. Hakkeen höyrytys toteutetaan joko panoksittain tai jatkuvasti eri kattiloissa kyllästetyn höyryn paineen ollessa alueella 200-1100 kPa 1-7 minuutin ajan riippuen käytetyistä puulajeista, puun fysikaalisesta tilasta ja kuidutusolosuhteista. Höyrytetyn hakkeen kuidutus toteutetaan sitten tavanomaisissa mekaanisissa kahdella tai yhdellä pyörivällä levyllä varustetuissa jauhimissa, jotka on varustettu metallilevyillä, joissa on toisiinsa sopivat hammas—, tanko- tms. kuvioinnit. Kuidun kutistuvuus voi olla riippuvainen eri tekijöiden vaihtelevis-ta suuruuksista suhteessa puuhun, kuten puulajeista, kuoripitoisuu-desta, iästä ja olosuhteista raakapuuvarastossa, mutta tärkeimmän tekijän esillä olevalle keksinnölle olemme havainneet koskevan tapaa, jolla puun kuidutus toteutetaan. Kuidutus, joka toteutetaan alle ligniinin pehmenemisalueen olevissa lämpötiloissa (so. lämpötiloissa, jotka vastaavat höyrynpainetta likimain 200-350 kPa), tavallisesti tuotetaan kuituja, joilla on haluttu fibrilloituminen ja avoin pinta, mikä edistää kuitujen välistä sidosta kuivatettaessa alennetun tiheyden omaavaa mattoa ja tähän liittyy huopautetun kuituverkon positiivinen kutistuvuus. Kuidutus ligniinin pehmenemisalueen yläpuolella olevissa lämpötiloissa, kuten on laita korkea-lämpötilaisessa painekuidutuksessa, tavallisesti pehmentää luonnollisen ligniinisideaineen hakkeessa siihen määrään, jossa kuidut helposti irtoavat toisistaan ilman pintafibrillaatiota ja myös sallii pehmennetyn ligniinin päällystää ja tiivistää yksityiset kuidut. Tällaiset fibrilloimattomat tiiviit kuidut muodostavat kosteita mattoja, joilla on hyvät vedenpoisto-ominaisuudet johtuen kuitujen vettähylkivyydestä, mutta kuivattaessa alennetuissa tiheyksissä tuloksena olevat puristetut matot eivät tuota hyvää kuitujen välistä sidosta ja kuitulevyn kutistumista. Samalla kertaa esillä oleva keksintö ei ole sidottu mihinkään erityiseen jauhatustekniikkaa koskevaan teoriaan. Alan ammattimiesten ja niiden, joilla on tieto niistä kutistumisominaisuuksista, joita tarvitaan keksinnön menestykselliseen toimintaan ja tuntemus testistä, jolla määrätään ku-tistuvuusarvo edellä kuvatulla tavalla yhdessä muiden tässä annettujen tietojen kanssa, on helppo soveltaa keksintö käytäntöön.
Muodostetun maton prosessinsisäiseen kutistumiseen vaikuttavat muut prosessitekijät kuitujen kutistuvuuden ohella, näitä muita tekijöitä ovat esimerkiksi hartsilisäyksen määrä, puristuslämpötila ja 6741 8 10 puristuksen jälkeisen uunikäsittelyn ankaruus, mutta käytetyn kuitu-raaka-aineen kutistuvuusominaisuudet ovat avaimena ja hallitsevana tekijänä esillä olevassa lyhytjaksoisessa prosessissa. Hartsimäärien ja puristusjaksojen muuttamista voidaan käyttää jossakin määrin kompensoimaan kutistuvuuden muutoksia, mutta kuituperusraaka-aineen tulee omata edellä kuvattu tarpeellinen kutistuvuusalue jotta olisi mahdollista toteuttaa esillä olevan prosessin kaikki mahdollisuudet.
Jauhennetut kuidut, jotka ovat dispergoituneena vesilietteesaen (tyypillinen pitoisuus noin 3 %), käsitellään sitten edullisesti sopivalla lämmössä kovettuvalla hartsilla kuten esimerkiksi veteen liukenevalla fenolihartsilla, esimerkiksi hapossa saostuvalla alka-lisella fenoliformaldehydihartsilla edistynyttä Redfern-tyyppiä, jota yleisesti käytetään puristettujen kuitulevyjen valmistuksessa. Tietyissä tapauksissa tarvitaan hyvin vähän tai ei lainkaan hartsia, kuten silloin, kun kuiduilla on sellainen luonne, että ne aikaansaavat hyvät kuitujen väliset luonnolliset sidokset ja kun käytetään pidempiä puristusjaksoja ja alhaisempia puristimenulkopuolisia levyjen kosteuspitoisuuksia. Toisissa tapauksissa, kun luonnolliset kuitujen väliset sidokset ovat keskimääräisen lujuuden alapuolella ja kun kysymyksessä ovat suuret puristimenulkopuoliset kosteuspitoisuudet, voidaan hartsia tarvita aina noin 3 %:iin saakka. Keskimääräisissä olosuhteissa on edullinen hartsipitoisuuden alue kuitenkin noin 1/2 - 2 %, optimaalisen hartsipitoisuusalueen ollessa noin 1-1 1/2 %. Pieniä määriä muita lisäaineita, kuten on tavallista puristettujen kuitulevyjen valmistuksessa, voidaan lisätä, kuten alunaa, tyypillinen määrä on 1 %, aiheuttamaan sideaineen saostuminen ja kiinnittyminen sekä viimeistelyainetta. Viimeksimainittuna on tyypillisesti parafiinivahaemulsio, jota tavallisesti lisätään noin 1/2 %. Kaikki hartsi- ja lisäainemäärät on ilmoitettu kiinteinä levyn kiinteiden kokonaispainosta. Tavallinen lopullinen pH kui-tu-kemikaaliseoksessa on noin 4,0 - 4,5.
Alan ammattimiehen on helppo todeta, että voidaan käyttää muitakin lämmössä kovettuvia hartseja kuin fenoleja, kuten esimerkiksi mela-miineja, polyestereitä, tiettyjä akryylejä, resorsinoleja, joitakin polyuretaaneja ja ureaformaldehydejä mikäli nämä pystyvät tuottamaan vaaditut puristimen· ulkopuoliset levyn lujuudet suhteellisen korkeilla puristimen ulkopuolisilla kosteuspitoisuuksilla (edullisesti 15 - 30 %, joissakin tapauksissa niinkin korkeilla kuin 40 % 11 6 741 8 kuivapainosta laskettuna), jotka ovat tyypillisiä esillä olevaa keksintöä käytäntöön sovellettaessa.
Tuloksena oleva kuituraaka-aineliete muodostetaan sitten tavanomaisessa märässä prosessissa kuitulevy-massa-arkiksi sopivassa muodosta-miskoneessa, esimerkiksi Fourdrinier-tasokoneessa tai sylinteriko-neessa ja sitten siitä poistetaan vettä imulaatikoilla ja kylmäpu-ristuksella yleensä suuruusluokkaa 30 % olevaan pitoisuuteen (so.
70 % kosteuspitoisuuteen). Pinta-alayksikön peruspaino valitaan halutun lopullisen paksuuden ja tiheyden mukaisesti.
Haluttaessa sijoitetaan sitten sopiva päällystyspaperi maton yläpinnalle. Päällystyspaperi on koristettu valitulla puunsyy— tai muulla kuvioinnilla kun kysymyksessä ovat sisäkäyttöön tarkoitetut koristeelliset puristetut kuitulevyt, kun taas kysymyksen ollessa koristelemattomista paneeleista käytetään kuviotonta paperia. Paperipääl-lyste on tyypillisesti sanomalehtipaperi-tyyppiä ja sen alapinnalla, so. sillä sivulla, joka on kosketuksessa märän maton yläpintaan, on sopivaa sideainetta kuten esimerkiksi juuri lisättyä seosta, jonka muodostaa raaka pellavansiemenöljy katalysoituna 5 paino-%:lla boo-ritrifluoridia (BF^). Öljyn ja BF3~sideaineen käyttöä on täydellisemmin selitetty US-patentissä n:o 3 301 744. Tätä sideainetta käytetään tyypillisesti 1,7 kg paperin sataa neliömetriä kohden.
Päätön matto (yhä pitoisuudeltaan samana kuin edellä) paperipääl-lysteen kera tai ilman paperipäällystettä, leikataan sitten sopiviksi pituuksiksi, tavallisesti noin 5 m, sijoitetaan kuljetussih-deille ja kuljetetaan sitten kuumapuristimeen tunnetulla tavalla.
Kuumapuristin on tavanomaista rakennetta ja siihen voi kuulua kuvioitu yläpuristuslevy, jolla on haluttu kuviointi muodostamaan korkopuristuskuviointi paneeliin; vaihtoehtoisesti yläpuristuslevy voi olla sileä muodostaakseen sileän pinnan paneeliin. Puristimeen sisältyy pysäytyspalkit puristuslevyjen pitkillä reunoilla, jotka voivat olla varustetut aukoilla edistämään puristetun veden poistumista. Pysäytyspalkit on mitoitettu suorittamaan useita tärkeitä toimintoja. Ensiksikin ne rajoittavat puristuslevyjen sulkeutumis-astetta ja siten estävät mattoa tulemasta puristetuksi ohi sen pisteen, joka on tarpeen aikaansaamaan haluttu paksuus ja tiheys lopulliseen levytuotteeseen. Esillä olevan keksinnön mukaisten pysäytti- 12 6741 8 mien toisena hyvin tärkeänä tehtävänä on se, että ne estävät puris-tuslevyjä liikkumasta kohti toisiaan kun matto kutistuu ja paksuudeltaan pienenee lyhyen puristusjakson aikana, tällainen maton kutistuminen on tehty mahdolliseksi, kuten edellä aikaisemmin selitettiin, käyttämällä kuituja, joilla on valvotut tai ennaltavalitut kutistumisominaisuudet. Maton kutistuminen puristuksen aikana vähentää aikaa, jonka muodostettavan levyn yläpinta tai paperipäällyste pysyy läheisessä paineisessa kosketuksessa kuumaan levyyn ja täten vähentää värinmuutoksen mahdollisuutta ja samalla kertaa sallii normaalia (ennen käytettyjä) korkeampien puristuslämpötilojen käyttämisen. Maton kutistuminen myös päästää paineen maton ja ylemmän pu-ristuslevyn välillä ja siten sallii levyn sisällä puristusjakson aikana syntyneiden höyrynpaineiden asteittaisen häviämisen ja estää levyn äkillisen kerroksiin hajoamisen kun tämä poistetaan puristimesta lyhyen puristusjakson jälkeen. Näiden päätekijöiden seurauksena voidaan puristusjakson kokonaisaikaa lyhentää suuruusluokkaa kolmannekseen tai lyhyempään aikaan verrattuna puristusjakson aikaan, jota on tarpeen tuotettaessa puristettuja paksuudeltaan verrattavia kuitulevyjä tavanomaisilla ennestään tunnetuilla prosesseilla, mistä on seurauksena olennaisia säästöjä tuotantokustannuksissa. Jotta edellä mainittu saataisiin aikaan, on pysäytyspalkit mitoitettu käyttämään hyödyksi kuitujen kutistuvuusominaisuudet. Pysäytyspalk-kien paksuutta ei tavallisesti voida pitää suhteellisena ennaltava-littuun maton paksuuteen, koska on olemassa useita muuttujia, jotka vaikuttavat maton paksuuteen, mutta pysäytyspalkkien paksuus voidaan valita likimain suhteelliseksi lopullisen levyn paksuuteen uunissa paistamisen ja kosteuttamisen jälkeen. Yleisesti voidaan sanoa, että pysäytyspalkkien tulee olla ainakin hieman paksumpia kuin lopullisen levy tuotteen. Pysäytyspalkei11a, joiden paksuus hyvin likimääräisesti on 20 % suurempi kuin lopullisen levyn paksuus, saadaan yleensä hyviä tuloksia. Tätä lukua ei kuitenkaan pidä ottaa keksinnön rajoituksena vaan ainoastaan opastuksena alan ammatti-väelle .
Prosessissa käytetyt puristuslämpötilat voivat vaihdella huomattavasti. Lämpötiloja noin 190-245°C voidaan käyttää, kun lisätään koristeellisia päällysteitä, kun taas kysymyksen ollessa tavallisista (ei päällystettä) levyistä tai koristeettomista päällysteistä käytetään jonkin verran korkeampia lämpötiloja, esim. noin 190-260°C. Edullinen lämpötila-alue sekä koristeellisille että ei-ko- 6741 8 13 risteellisille päällysteille on noin 205 - 235°C.
Ei-koristeelliset päällysteet tai päällysteettömyys sallivat korkeampien puristuslämpötilojen käyttämisen siitä seikasta johtuen, että pieni määrä värinmuutosta ei ole haitallinen tuotteelle, koska se joko lopullisesti päällystetään sopivalla pigmentoidulla viimeis-tyspäällysteellä, joka tehokkaasti peittää mahdolliset värinmuutos-kohdat taikka sitä käytetään sovellutuksissa, joissa värinmuutokset ovat hyväksyttävissä. Koristeelliset päällysteet eivät kuitenkaan saa muuttaa väriään puristimessa ja tästä syystä on aiheellista käyttää jonkin verran pienempiä puristuslämpötiloja. Jotta saataisiin keksinnöstä irti maksimaaliset edut, olisi kuitenkin käytettävä korkeimpia sallittuja lämpötiloja. Jos prosessia ajetaan lämpötila-alueen alapäässä, tarvitaan pidempiä puristusjaksoja, jotta saataisiin aikaan haluttu puristimen ulkopuolinen levyn lujuus ja kosteuspitoisuus .
Puristusaikaan tietyssä puristuslämpötilassa vaikuttaa osittain haluttu puristimenulkopuolinen kosteuspitoisuus. Kosteuspitoisuudet "puristimen ulkopuolella" voivat olla noin 5 - 40 % (kuivapainosta laskettuna). Edullinen alue on noin 15 - 30 % (kuivapainosta laskettuna) . Puristimen ulkopuolinen kosteuspitoisuus, joka on niin alhainen kuin 5 %, vaatii pidempiä puristusjakson aikoja ja näin alhaisia kosteuspitoisuuksia ei yleensä suositella. Kosteuspitoisuus-alueen toisessa päässä, kosteuspitoisuuden ollessa yli 40 %, voi tuloksena olla levy, joka on liian heikko tehokkaasti käsiteltäväksi puristimen jälkeen ja/tai on altis delaminaatiolle ja muille rakenteellisille pulmille. Ylimääräisen sidehartsin lisääminen voi auttaa tässä tapauksessa. Parhaan kokonaistuloksen saavuttamiseksi puristimen ulkopuolisen kosteuspitoisuuden tulisi olla 15 - 30 % ja kosteuspitoisuus olisi edullisesti pidettävä tämän alueen yläosassa lyhyimpien puristusaikojen saavuttamisen edistämiseksi.
Puristus jakson ajan lyhentämiseksi minimiin tietyissä olosuhteissa puristin tulisi saattaa "suljetuksi", so. pysäyttimiin saakka minimiä jassa, joka on mahdollinen rakenteellisesti vahingoittamatta mattoa. Puristuksen kokonaisaika riippuu niistä eri tekijöistä, jotka edellä on mainittu, mukaanluettuna käytetty kuitu-raaka-aine, puristuslämpötilat, puristimen ulkopuolinen kosteuspitoisuus, levyn lopullinen paksuus ja tiheys, minkä vuoksi sitä on vaikea yleistää; 6741 8 14 kuitenkin edullisimmissa olosuhteissa aika puristuksessa, so. suljettuna pysäyttimelle, voidaan lyhentää 2 minuuttiin tai vähän alle kysymyksessä olevaa tyyppiä olevalla levyllä, jonka nimellispaksuus on 6,35 mm, mikä merkitsee suurta säästöä ajassa verrattuna ennestään tunnettuihin S-l-S prosesseihin.
Yleisesti sanoen, valitsemalla edullisimmat prosessiolosuhteet, kokonaispuristusjakson aika 6,35 mm nimellispaksuiselle levylle voidaan alentaa noin 3 minuuttiin tai jonkin verran tämän alle samalla kun 12 mm paksuiselle levylle puristusjakson kokonaisaika voidaan lyhentää noin 8 minuuttiin tai jonkin verran tämän alle. Nämä ajat sisältävät ne ajat, jotka vaaditaan puristimen sulkemiseen ja avaamiseen .
Tietyissä olosuhteissa voi olla suositeltavaa käyttää irrotusarkkia puristuksen aikana, erityisesti jos käytetään annetun alueen yläosassa olevia lämpötiloja ja tuotetaan koristepaneeleja. Tämä pitää paikkansa erityisesti kysymyksen ollessa korkopuristetuista koris-tepäällystyksellä varustetuista paneeleista. Kun käytetään pehmentävää arkkia ei-tarttuvaa tyyppiä olevasta aineesta (irrotusarkkia) sijoitettuna levymaton yläpinnan ja kuuman yläpuristuslevyn välissä ennen kuumapuristusta, tämä helpottaa säilyttämään koristeellisen levyn pinnan tilan ja ulkonäön. Voidaan käyttää sellaisia arkkima-teriaaleja kuten glassiinia, pergamenttipaperia, voipaperia ja erityisesti käsiteltyjä voimapapereita. On tärkeää, että tällaisilla irrotusarkeilla on hyvin hieno kuitukcostumus sekä hyvät irrotus-ominaisuudet, jos levyn lopullinen pinta on pidettävä vapaana korkopainetusta kuvioinnista, joka aiheutuisi käytettäessä karkeam-pikuituista irrotusarkkia. Tavallisesti tällainen kuviointi on hyväksyttävä korkokuvioiduissa tuotteissa mutta ei sileäpintaisissa paneeleissa.
Yhtenä pääsyynä irrotusarkkien käyttämiselle esillä olevassa lyhyt-jaksoisessa prosessissa korkokuvioitetuille päällysteille on estää mahdollisuus päällysteen säröilyyn. Irrotusarkkeja voidaan myös tarvita tietyissä olosuhteissa, esim. edellä mainituissa korkeissa lämpötiloissa, so. 235-245°C, jopa tasaisten (ei kokokuvioitujen) koristepaneelien yhteydessä värinmuutosmahdollisuuksien välttämiseksi. Irrotusarkkia ei tavallisesti tarvita ei-koristepäällysteil-lä, sileillä tai korkokuvioiduilla, myöskään korkeimmilla lämpötila-alueilla .
15 6741 8
Kuumapuristuksen jälkeen puoleksikovetetut levyt poistetaan puristimesta, irrotetaan niiden pohjaa kantavasta sihdistä ja kuormataan vaunuihin sillä tavoin (edullisesti vaakasuoraan asentoon), että vältetään muodonmuutos ja vahingoittuminen ja sitten levyt lämpökä-sitellään tavalliseen tapaan esim. useita tunteja ympäristölämpöti-lassa noin 150°C kovettumisprosessin loppuunsaattamiseksi ja sitten levyt johdetaan läpi kosteuskammion niiden saattamiseksi haluttuun kosteuspitoisuuteen, tavallisesti noin 7 paino-%:iin.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti tuotetuilla lopullisilla levyillä on, riippuen kulloinkin käytetyistä prosessiolosuhteista, keskimääräiset tiheydet likimain alueella 0,60 - 0,85, edullisen tiheysalueen ollessa noin 0,70 - 0,82.
Paistamisen ja kosteuttamisen jälkeen levyt leikataan vaadittuun kokoon ja niille annetaan sellainen lisäviimeistelykäsittely kuin halutaan. Esimerkiksi sisäkäyttöön tarkoitetut koristepaneelit voidaan varustaa koristeellisilla lautajuovilla ja kirkkaalla suojaa-valla pintaviimeistyksellä. Levyt, joissa on ei-koristeellinen päällyste tai ei lainkaan päällystettä, maalataan asiakkaan vaatimusten mukaisesti tai myydään raakalevyinä.
Seuraavien esimerkkien tarkoituksena on edelleen kuvata prosessia. Esimerkki 1
Tehtaan koeajossa puuhakeseos mäntyä, tammea ja muita sekakovapuita, mukaanluettuna kuori, höyrykeitettiin "Bauer Rapid Cycle" höyry-keittimessä 0,9 MPa höyrynpaineessa 2 1/2 minuuttia, mitä seurasi 20 sekunnin tyhjennys esikuumennetulla höyryllä. Höyrykeiton jälkeen kuuma pehmentunyt hake syötettiin puhallusbunkkerista atmosfäärisessä paineessa Bauer #411 pyörivillä kaksoislevyillä varustettuun puristettujen kuitulevyjen raaka-aineen mekaanisiin jauhimiin, jotka oli varustettu Bauer #40504, -05, Ni-kova X-seos levyillä ja jauhennettiin 8 % pitoisuudessa tuottamaan hyvänlaatuista, vapaasti vettä luovuttavaa (6 sekuntia Williams) kuitua, jonka kutis-tuvuusarvo oli +0,7 mm määrättynä edellä aikaisemmin kuvatulla ku-tuvuusarvon testausmenettelyllä.
Tämän kuidun vesidispersioon (likimain 3 % pitoisuus) sekoituslaa-tikossa lisättiin 1 1/2 % fenolihartsia, 1/2 % parafiinivahaemul- 16 . _ .
6741 8 siota ja 1 % alunaa. Fenolihartsi oli veteen liukenevaa, hapossa saostuvaa, alkalista fenoliformaldehydiä edistynyttä Redfern-tyyp-piä, jota yleisesti käytetään puristettujen kuitulevyjen märkäpro-sessivalmistuksessa ja joka pystyy aikaansaamaan puristimen sisällä sidonnan yhä kosteissa olosuhteissa, jotka vallitsevat lyhyen jakson lopussa. Kaikki lisäainemäärät on ilmoitettu kiinteiden aineiden painoprosentteina lopullisen levyn kiinteiden aineiden koko painosta. Kuitu-kemikaali-seoksen pH oli noin 4,0.
Tulokseksi saatu raaka-aineseos muodostettiin sitten tavanomaisessa märässä prosessissa kuitulevylaapiksi Fourdrinier-koneessa pinta-alapainon ollessa 490 kg (kuiva) sata neliömetriä kohden ja siitä poistettiin vettä imulaatikoi11a ja kuivapuristuksella pitoisuuteen likimain 30 % (kosteuspitoisuus 70 %).
Tämän kylmäpuristetun märän laapin pinnalle sijoitettiin 4,5 kg/100 m koristepainettu puunsyykuvioinen sanomalehtityyppinen päällyste, 2 jonka alapinnalle oli sideaineeksi juuri sijoitettu 1,7 kg/100 m seosta, joka käsitti raakaa pellavansiemenöljyä katalysoituna 5 paino-%:lla booritrifluoridia. Päätön märkä laappi (yhä 30 % pitoisuudessa) päällysteineen katkaistiin sitten 5 m pituisiksi ja kuljetettiin kantosihdeillä kuumapuristimeen.
Kuumapuristin oli pitkillä sivuillaan varustettu kiinteillä teräksisillä pysäytyspalkeilla, joiden leveys oli 2,5 cm ja paksuus 7,5 mm, ja jotka sijaitsivat alemmalla levypinnalla. Kuumien levyjen lämpötila oli 230°C. Puristimen ylempää levyä ei oltu korkokuvioitu. Puristin suljettiin 15 sekunnissa ja märkä matto puristettiin py-säyttimiä vastaan paineella 1,65 MPa (levyllä). Kahden minuutin kuluttua tässä puristuksessa puristin avattiin, avaamiseen kului 45 sekuntia. Puristusjakson kokonaisaika, mukaanluettuna sulkeminen ja avaaminen, oli kolme minuuttia ja varsinainen aika puristuksessa oli kaksi minuuttia.
Kuumapuristetut levyt, nyt 25 % kosteuspitoisuudessa ja 7 mm paksuisina (pienempi kuin pysäytyspaksuus) poistettiin puristimesta ilman kerrostenirtautumis- tai rakkuloitumispulmia, irrotettiin niitä kantavilta pöhjasihdeiltä, kuormattiin vaakasuorana vaunuihin, lämpökäsiteltiin tavanomaisessa puristettujen kuitulevyjen in-line paistamisuunissa seitsemän tuntia ympäröivän ilman lämpötilassa 150°C ja johdettiin kosteutuskammion lävitse saamaan 7 % kosteuspitoisuus .
17 6741 8
Tarkastuksessa todettiin, että lopulliset levyaihiot olivat kauttaaltaan tasaiset ja puunsyy-pintakuviointi oli erinomainen ilman mitään värinmuutoksia tai kuvioinnin kirkkauden tai yksityiskohtien menetyksiä. Substraatin sydän oli jäykkä ja rakenteellisesti terve, siinä ei ollut rakkuloita eikä delaminaatioita.
Testauksessa osoittivat lopulliset levyt hyvää yhtenäisyyttä ja lujuutta ja niillä oli seuraavat erinomaiset fysikaaliset ominaisuudet sisäkäyttöön tarkoitetulle seinäpaneelille: paksuus 6,3 mm tiheys (ominaispaino) 0,77 veden absorptio 17 % (24 tunnin upotus 2,5 cm vedenpinnan alapuolelle lämpötilassa 21°C) paisuminen 6 % (24 tunnin upotus 2,5 cm vedenpinnan alapuolelle lämpötilassa 21°C) murtomoduli 28 MPa vetolujuus (pinnan suuntainen) 14 MPa vetolujuus (kohtisuoraan pintaa vastaan) 0,4 MPa naulattavuus erinomainen
Esimerkki 2
Levy valmistettiin noudattaen esimerkissä kuvattua yleistä menettelyä. Puristimen ylempi puristuslevy oli kuitenkin varustettu kuvioidulla pinnalla, joka oli komplementaarinen ja yhteensopiva painetulla päällystyspaperilla olevan puunsyykuvioinnin kanssa kuten on selitetty US-patentissa n:o 3 576 711. Tarkoituksella eliminoida mahdollisuus paperipäällysteen murtumiseen sijoitettiin glassiini-tyyppinen 48^,um paksuinen irrotusarkki paperisen puunsyykuvioisen päällysteen päälle ennen puristusta. Puristamisen jälkeen tarkastettiin korkopainettu koristeellinen puunsyykuvioinen päällyste ja havaittiin, että ei ollut mitään merkkiä paperipäällysteen murtumisesta. Myöskään tässä tapauksessa ei tapahtunut pinnan värinmuutoksia taikka kuvioinnin selkeyden ja yksityiskohtien menetystä.
Esimerkki 3
Tuotettiin puristettua kuitulevyä, jossa oli painettu puunsyykuvioinen päällystys, esimerkissä 1 kuvatun yleisen menettelyn mukaisesti paitsi että maton paino oli 820 kg/100 m2 ja puristin oli varustettu 6741 8 18 12 mm paksuisilla pysäytyspalkeilla. Puristusjakson kokonaisaika oli 7 1/2 min (verrattuna 20-25 minuuttiin tämän painoisilla levyillä tavanomaisissa prosesseissa). Puristimen ulkopuolinen kosteuspitoisuus (kuiva-ainepohjalta) oli 25 %.
Lopullisten levyjen paksuus oli 10 mm ja ominaispaino 0,75. Pinnan ulkonäkö oli erinomainen, kuviointi kirkas ja yksityiskohtainen ja substraatin fysikaaliset ominaisuudet olivat jälleen tyypillisesti sopivat sisäpaneelina käytettäväksi.
Esimerkki 4
Sellaisen kuidun tehottomuus, jonka kutistusvuusarvo on suurempi kuin + 3 mm, osoitetaan seuraavassa esimerkissä.
Puristettuja kuitulevyjä valmistettiin laboratoriossa tehdasmenet-telyn mukaisesti lähtien samasta puuhakeraaka-aineesta kuin selitettiin esimerkissä 1 paitsi että höyrystäminen ja jauhentaminen molemmat toteutettiin Bauer'in 418 painejauhime11a höyrynpaineessa 620 kPa. Höyrystyksen paisunta-aika ennen varsinaista kuidutusta oli 3 min. Pitoisuus kuidutusvaiheessa oli 19 %. Veden poisto kuiduista oli samanlainen 5 sekunnissa (Williams) mutta kutistuvuus-arvo oli + 6,2 mm +0,7 mm:n sijasta.
Avattaessa kuumapuristin ei puristettu levy ollut kutistunut vaan paremminkin paksuntunut (paisunut). Tuloksena oleva levy jopa jäl-kilämpökäsittelyn jälkeen, oli huonosti yhdistynyt, sen tiheys oli alhainen (ominaispaino 0,54), se oli sisäisesti hyvin heikko (kohtisuora vetolujuus 28 kPa) ja se arvosteltiin kelpaamattomaksi si-säseinäpanelointiin.
Claims (9)
1. Menetelmä puristettujen kuitulevyjen valmistamiseksi, jossa menetelmässä puukuiduista muodostetaan vesipitoinen liete, tästä lietteestä poistetaan vettä märän maton muodostamiseksi, matto kuumapuristetaan kuumennettujen ylempien ja alempien puristuseli-mien välissä mattoon sisältyvän veden olennaisen osan poistamiseksi ja kuitujen sidonnan saamiseksi aikaan levyn muodostamiseksi, ja sen jälkeen siirretään puristuselimet erilleen ja poistetaan levy puristimesta, jossa on valvontaelimet, jotka rajoittavat puristus-elinten liikettä kohti toisiaan, tunnettu siitä, että kuiduilla on kutistuvuusarvo, joka on enintään noin +3000 ^um, niin että kuumapuristuksen aikana kuitumatto kutistuu paksuudeltaan samalla kertaa kun puristuselimet ovat valvontaelimillä estetyt liikkumasta kohti toisiaan, kutistumisen ollessa riittävä vähentämään puristuselinten ja kuitumaton välistä painetta ja sallimaan niiden höyrynpaineiden asteettaisen häviämisen, joita levyn sisällä syn-tyy, jolloin puristuselimet pidetään kuumapuristamisen aikana noin 190-260°C:n lämpötilassa, ja kuumapuristamisen päätyttyä puristus-elimet siirretään erilleen ja levy poistetaan sen kosteuspitoisuuden ollessa noin 5-40 %, ilman että tapahtuu levyn delaminaatiota siinä olevan purkautumattoman höyrynpaineen vaikutuksesta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidut on valittu siten, että niiden'kutistuvuusarvo ei ole suurempi kuin noin +2500 ^um.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut kuidut on valittu siten, että niiden kutistuvuusarvo ei ole suurempi kuin noin +2000 ^um.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että matto on tuettu sihdillä tai sihdinkaltai-sella pinnalla kuumapuristuksen aikana, ja että paperipäällystys sijoitetaan märän maton yläpinnalle ennen kuumapuristusta, jolloin märän maton kutistuminen puristuksen aikana auttaa estämään ylemmän puristuselimen aiheuttamaa ylikuumentumista ja päällysteen vä-rinmuutoksia kuumapuristuksen aikana.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällyste on koristeltu ja että lämpötila ei ole suurempi kuin noin 245°C. 6741 8 20
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että levyn kosteusprosentti kuumapuristuksen lopussa on noin 15-40 % kuivapainosta laskettuna.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että levyn kosteusprosentti kuumapuristuksen lopussa on enintään noin 30 % kuivapainosta laskettuna.
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puristetut levyt karkaistaan kovettumisen loppuun saattamiseksi ja sitten levyt kosteutetaan, jolloin niiden ominaispaino on noin 0,60-0,85.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmössä kovettuvaa hartsia lisätään lietteeseen kuu-mapuristimesta ulostulevan levyn lujuuden lisäämiseksi. 6741 8 21
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/620,182 US4038131A (en) | 1975-10-06 | 1975-10-06 | Short cycle pressed fiberboard manufacturing process |
| US62018275 | 1975-10-06 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI762793A7 FI762793A7 (fi) | 1977-04-07 |
| FI67418B FI67418B (fi) | 1984-11-30 |
| FI67418C true FI67418C (fi) | 1985-03-11 |
Family
ID=24484919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI762793A FI67418C (fi) | 1975-10-06 | 1976-09-30 | Foerfarande foer framstaellning av pressade fiberskivor |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4038131A (fi) |
| JP (1) | JPS5245681A (fi) |
| BR (1) | BR7606719A (fi) |
| CA (1) | CA1054414A (fi) |
| FI (1) | FI67418C (fi) |
| FR (1) | FR2327084A1 (fi) |
| IE (1) | IE43839B1 (fi) |
| NO (1) | NO148527C (fi) |
| PT (1) | PT65670B (fi) |
| SE (1) | SE420937B (fi) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5428475A (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-03 | Kubota Ltd | Press molding machine |
| JPS56165100A (en) * | 1980-05-20 | 1981-12-18 | Daiken Trade & Industry | Production of medium density fiberboard |
| US4411738A (en) * | 1982-04-30 | 1983-10-25 | United States Gypsum Company | Press cycle reduction for wet pressed hardboard |
| DK169925B1 (da) * | 1993-02-23 | 1995-04-03 | Dacompa As | Fremgangsmåde og anlæg til fremstilling af formet emne og formet emne |
| US5755917A (en) * | 1996-08-20 | 1998-05-26 | Macmillan Bloedel Limited | Manufacture of consolidated composite wood products |
| US7851021B2 (en) * | 2006-08-30 | 2010-12-14 | Louisiana-Pacific Corporation | Treated wet process hardboard |
| US8297027B2 (en) * | 2008-03-28 | 2012-10-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Engineered molded fiberboard panels and methods of making and using the same |
| US9604393B2 (en) * | 2011-02-02 | 2017-03-28 | Nanjing University Of Technology Dafeng Institute Of Marine Industry | Wet process of fabricating fiber wall panels |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1663505A (en) * | 1925-09-18 | 1928-03-20 | Mason Fibre Company | Hard grainless fiber products and process of making same |
| US1862688A (en) * | 1929-07-12 | 1932-06-14 | Emil C Loetscher | Process for making a fibrous building material |
| US1900698A (en) * | 1929-08-10 | 1933-03-07 | Insulite Co | Insulating body |
| US2046750A (en) * | 1934-04-12 | 1936-07-07 | Masonite Corp | Pressure inversion process of making hard board products |
| US2542025A (en) * | 1946-07-01 | 1951-02-20 | Edward S Heller | Method of pressing sheet lumber |
| GB876037A (en) * | 1958-09-22 | 1961-08-30 | Abitibi Power & Paper Co | Improvement in hardboard having an overlay |
| GB881301A (en) * | 1959-03-03 | 1961-11-01 | Bowater Board Company | Method of making consolidated lignocellulose boards |
| US3367828A (en) * | 1964-08-26 | 1968-02-06 | Johns Manville | Hot, wet pressing technique of forming fiberboard |
| FR1471365A (fr) * | 1966-03-08 | 1967-03-03 | Abitibi Paper Co Ltd | Panneau pour la construction et son procédé d'obtention |
| JPS5414239B2 (fi) * | 1973-08-18 | 1979-06-05 |
-
1975
- 1975-10-06 US US05/620,182 patent/US4038131A/en not_active Expired - Lifetime
-
1976
- 1976-08-24 CA CA259689A patent/CA1054414A/en not_active Expired
- 1976-08-27 SE SE7609498A patent/SE420937B/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-08-31 IE IE1937/76A patent/IE43839B1/en unknown
- 1976-09-30 FI FI762793A patent/FI67418C/fi not_active IP Right Cessation
- 1976-10-01 NO NO763377A patent/NO148527C/no unknown
- 1976-10-01 PT PT65670A patent/PT65670B/pt unknown
- 1976-10-05 FR FR7629944A patent/FR2327084A1/fr active Granted
- 1976-10-05 JP JP51119787A patent/JPS5245681A/ja active Granted
- 1976-10-06 BR BR7606719A patent/BR7606719A/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO148527B (no) | 1983-07-18 |
| JPS5245681A (en) | 1977-04-11 |
| FI762793A7 (fi) | 1977-04-07 |
| FR2327084A1 (fr) | 1977-05-06 |
| PT65670A (en) | 1976-11-01 |
| CA1054414A (en) | 1979-05-15 |
| SE420937B (sv) | 1981-11-09 |
| NO763377L (fi) | 1977-04-12 |
| PT65670B (en) | 1978-04-12 |
| FI67418B (fi) | 1984-11-30 |
| BR7606719A (pt) | 1977-11-16 |
| US4038131A (en) | 1977-07-26 |
| SE7609498L (sv) | 1977-04-07 |
| IE43839L (en) | 1977-04-06 |
| NO148527C (no) | 1983-10-26 |
| FR2327084B1 (fi) | 1982-03-19 |
| IE43839B1 (en) | 1981-06-03 |
| JPS5642463B2 (fi) | 1981-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5441040B2 (ja) | 吸音天井パネルの製造方法 | |
| US11781270B2 (en) | Methods of making multi-ply fibrous sheets | |
| EP0006362B1 (en) | Process for the production of non-combustible asbestos-free board products | |
| US3434918A (en) | Process of forming absorbent paper from a mixture of cellulosic fibers and partially crosslinked cellulosic fibers and paper thereof | |
| WO2006127880A3 (en) | Modified kraft fibers | |
| UA124525C2 (uk) | Фасонна підкладка або тарілка з волокнистого матеріалу і спосіб її виготовлення | |
| FI67418C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av pressade fiberskivor | |
| KR100858041B1 (ko) | 성형가공 원지 및 그로부터 제조되는 성형가공된 종이용기 | |
| US10696594B2 (en) | High noise reduction coefficient, low density acoustical tiles | |
| US8034203B2 (en) | Gypsum wallboard with improved nail pull strength and the method for making same | |
| US2206042A (en) | Wallboard | |
| NO773753L (no) | Cellulosefiberholdig plate og fremgangsmaate til fremstilling derav | |
| CN106368045B (zh) | 一种装饰原纸制造方法 | |
| JP3714124B2 (ja) | 嵩高板紙 | |
| CN100510251C (zh) | 一种湿帘纸生产方法 | |
| CN111005261A (zh) | 一种耐高温格拉辛离型纸的制备方法 | |
| US4009073A (en) | Production of hardboard in a closed water system | |
| US4227965A (en) | Production of hardboard | |
| FI59280C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av ett skivformigt byggnadselement | |
| CN107090740A (zh) | 一种强化地板用浸渍纸的制备方法 | |
| SU1647066A1 (ru) | Способ изготовлени бумаги дл внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика | |
| CA2409987A1 (en) | Method for increasing the absorption capacity of saturating papers | |
| US3490989A (en) | Resin-impregnated,fibrous sheet overlay products and method for their production | |
| FI69159B (fi) | Behandling foer att foerbaettra impregneringen hos normalt impregneringspapper | |
| Lewis et al. | Insulating board, hardboard, and other structural fiberboards |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: ABITIBI PAPER CO. LTD. |