FI75201C

FI75201C - Process for making a fibrous sheet.

Info

Publication number: FI75201C
Application number: FI862464A
Authority: FI
Inventors: Kyoesti Kakko
Original assignee: Suomen Kuitulevy Oy
Priority date: 1986-06-09
Filing date: 1986-06-09
Publication date: 1988-05-09
Also published as: FI862464A0; FI862464A; FI75201B

Description

7520175201

MENETELMÄ KUITULEVYN VALMISTAMISEKSI - FÖRFARANDE FÖR FRAMSTÄLLNING AV EN FIBERSKIVAMETHOD OF MANUFACTURING FIBERBOARD - FÖRFARANDE FÖR FRAMSTÄLLNING AV EN FIBERSKIVA

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä kuitulevyn valmistamiseksi, jossa menetelmässä hienonnetut puukuidut sidotaan pääasiassa puun itsensä sisältämien liima-aineiden avulla huokoiseksi levyksi ja jossa menetelmässä huokoista levyä edelleen tiivistetään lämmön ja puristuksen avulla niin, että levyyn muodostuu tiivis, kovetettu pintakerros samalla, kun levy jää mainitun kerroksen alta huokoiseksi.The present invention relates to a method for producing a fibreboard, in which the chopped wood fibers are bonded to a porous board mainly by means of the adhesives contained in the wood itself, and in which the porous board is further compacted by heat and compression to form a dense, cured surface layer. below porous.

Varsinkin haavasta, mutta nyttemmin myös havupuusta saaduista kuiduista valmistettuja huokoisia kuitulevyjä käytetään rakennusmateriaalina. Levyn valmistus tapahtuu hakettamalla ja jauhamalla puuaines kuiduiksi, lisäämällä saatuun kuitulietteeseen tarvittavat kemikaalit, muodostamalla lietteestä vastakkain asetettujen telojen avulla jatkuva raina, tiivistämällä rainaa puristamalla niin, että osa vedestä poistuu, ja kuivaamalla raina lopullisesti kuumalla ilmalla. Tällä tavoin jatkuvana rainana saatu kuitulevy sahataan lopuksi arkeiksi.Porous fibreboards made especially from wound fibers, but now also from softwood fibers, are used as a building material. The board is made by chipping and grinding the wood into fibers, adding the necessary chemicals to the resulting fibrous slurry, forming a continuous web from the slurry by means of opposed rollers, compacting the web by squeezing so that some of the water is removed, and finally drying the web with hot air. The fiberboard thus obtained as a continuous web is finally sawn into sheets.

Lietteeseen lisättävät kemikaalit riippuvat valmistettavan kuitulevyn laadusta. Mitään huomattavia kemikaalilisäyksiä ei kuitenkaan yleensä tarvita, sillä puun ligniini toimii levyissä kuidut toisiinsa sitovana liima-aineena. Noin 1,5 Z pellavaöljyä puumateriaalin painosta laskettuna sekä pieni määrä saostimena toimivaa ferrosulfaattia voi olla riittävä lisäys ligniinin aktivoimiseksi.The chemicals added to the slurry depend on the quality of the fiberboard being made. However, no significant chemical additions are usually required, as the lignin in the wood acts as an adhesive to bind the fibers together in the boards. Approximately 1.5 Z of linseed oil based on the weight of the wood material and a small amount of ferrous sulfate acting as a precipitator may be a sufficient addition to activate lignin.

Huokoisia kuitulevyjä on käytetty erityisesti rakennusten seinien ja kattojen sisäpuolisena pinnoitemateriaalina. Erityisesti sillä on ollut käyttöä vanhojen rakennusten remontoinnissa. Kuitulevyn tärkeimpiä ominaisuuksia on sen hengittävyys: levy voi väliaikaisesti sitoa kosteutta ja päästää sitä lävitseen kuitenkaan itse lahoamatta. Huokoisuudestaan huolimatta levy muodostaa esteen ilman suoralle läpivirtaukselle ja toimii täten lämmöneristeenä. Lisäksi levy eristää tehokkaasti ääntä.Porous fibreboards have been used especially as an internal coating material for building walls and roofs. In particular, it has had use in the renovation of old buildings. The most important feature of a fibreboard is its breathability: the board can temporarily bind moisture and let it through without rotting itself. Despite its porosity, the plate forms an obstacle to the direct flow of air and thus acts as a thermal insulator. In addition, the disc effectively insulates sound.

2 752012 75201

Huokoisissa kuitulevyissä on haittapuolena niiden pehmeys, minkä johdosta ne saattavat vahingoittua vähäistenkin töytäisyjen seurauksena. Tämän epäkohdan välttämiseksi on valmistettu levy-tuotteita, joissa huokoiseen levyyn on liimattu pinnoitteeksi ohut kovalevy, sekä levytuotteita, jotka on toiselta puolelta tiivistetty lämmön ja puristuksen avulla niin, että levy käsittää tiiviin kovetetun pintakerroksen ja sen alla olevan, pääosan levyn paksuudesta muodostavan pehmeämmän huokoisen kerroksen.The disadvantage of porous fibreboards is their softness, as a result of which they can be damaged as a result of even minor bumps. To avoid this disadvantage, sheet products have been made in which a thin hard sheet is glued to the porous sheet, as well as sheet products sealed on one side by heat and compression so that the sheet comprises a densely cured surface layer and a softer porous layer below it. .

Mainittujen toiselta puolelta kovetettujen kuitulevyjen valmistusta on kuvattu mm. FI-patenttihakemuksissa 916/67 ja 773228. FI-patentti-hakemuksessa 916/67 kuvatussa prosessissa puristuslämpötila on alueella 300 - 500 °C. Tällöin puristusajan tulee olla lyhyt, hakemuksen mukaan enintään 15 sek. ja mieluimmin alle 10 sek. FI-patenttihakemuksessa 773228 puolestaan kuvataan menetelmä, jossa puristuslämpötila on vähintään 274 °C ja puristusalka on sopivlmmin välillä 5-60 sek. Lyhyt puristusalka johtuu hakemuksen mukaan siitä, että sillä vältetään levyn pintakerrosten hiiltyminen tai hajoaminen.The manufacture of said hardened fibreboards on the other side has been described e.g. In FI patent applications 916/67 and 773228. In the process described in FI patent application 916/67, the compression temperature is in the range of 300 to 500 ° C. In this case, the pressing time must be short, according to the application, not more than 15 sec. and preferably less than 10 sec. FI patent application 773228, on the other hand, describes a method in which the compression temperature is at least 274 ° C and the compression start is preferably between 5-60 sec. According to the application, the short compression start is due to the fact that it avoids carbonization or disintegration of the surface layers of the plate.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa parannus toiselta puolelta kovetettujen kuitulevyjen nykyiseen valmistustekniikkaan. Tunnusomaista keksinnön mukaiselle menetelmälle on se, että tiivistys-vaiheessa levyä puristetaan toiselta puolelta puristuselimellä, joka on noin 230 - 260 °C:n, sopivlmmin noin 240 - 255 °C:n lämpötilassa, ja toiselta puolelta puristuselimellä, joka on oleellisesti ympäristön lämpötilassa, jolloin levyn toiselle puolelle saadaan kuumennuksen vaikutuksesta kova pintakerros, kun taas levyn vastakkainen, kuumennusta vaille jäävä puoli säilyttää huokoisuutensa.The object of the present invention is to provide an improvement on the current manufacturing technique of hardened fibreboards on the other hand. The method according to the invention is characterized in that in the sealing step the sheet is pressed on one side by a pressing member at a temperature of about 230 to 260 ° C, preferably at about 240 to 255 ° C, and on the other hand by a pressing member at substantially ambient temperature, whereby a hard surface layer is obtained on the other side of the plate under the effect of heating, while the opposite, unheated side of the plate retains its porosity.

Keksinnön mukaisen menetelmän puristusalka on sopivlmmin noin 4,5-6 minuuttia.The compression start time of the process of the invention is preferably about 4.5 to 6 minutes.

Keksinnön mukaisesti on todettu, että käytettävillä, ennestään tunnettua alhaisemmilla, alueella noin 230 - 260 °C olevilla puris-tuslämpötiloilla ja aikaisempaa pitemmillä puristusajoilla saadaan toiselta puolelta kovetettuja kuitulevyjä, jotka ominaisuuksiensa 3 75201 puolesta soveltuvat erinomaisesti keksinnön päämäärän mukaisiin käyttötarkoituksiin, kuten rakennusten seinä- ja kattomateriaaliksi sekä parketin alustaksi. Alhaisemman puristuslämpötilan etuna on hallitumpi valmistusprosessi, jossa levyn pintojen hiiltymis- tai palamlsvaara on oleellisesti vältetty.According to the invention, it has been found that the lower previously known compression temperatures in the range from about 230 to 260 ° C and the longer compression times result in hardened fibreboards on the one hand which, due to their properties 3 75201, are excellently suited for the purposes of the invention. as a roofing material and as a parquet base. The advantage of a lower compression temperature is a more controlled manufacturing process in which the risk of carbonization or flaking of the plate surfaces is substantially avoided.

Keksinnön mukaisesti valmistetulle kuitulevylle on ominaista se, että se käsittää yhtenäisen rakenteen, jossa kovetettu pintakerros ja sen alla oleva huokoinen kerros liittyvät orgaanisesti toinen toisiinsa ilman mitään jyrkkää rajapintaa tai rajakerrosta. Kun pintakerros on kovetuksesta huolimatta kosteutta läpäisevä, eikä mitään ylimääräisiä liima-aineita ole käytetty, vastaa levy hengittävyydeltään oleellisesti täysin huokoista levyä. Kovetettu pintakerros antaa kuitenkin levylle lujuutta, jonka ansiosta se kestää kolhuja ja töytäisyjä, ja kovetuksessa levyn pinta saadaan sileäksi niin, että esim. tapetti on helposti kiinnitettävissä siihen.The fibreboard produced according to the invention is characterized in that it comprises a unitary structure in which the hardened surface layer and the porous layer below it are organically connected to each other without any steep interface or boundary layer. When the surface layer, despite curing, is permeable to moisture and no additional adhesives have been used, the sheet is substantially identical in breathability to a porous sheet. However, the cured surface layer gives the board strength, which makes it resistant to bumps and bumps, and in curing the surface of the board is made smooth so that, for example, wallpaper can be easily attached to it.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka on kaavakuva eräästä keksinnön mukaisesta prosessista toiselta pinnaltaan kovetetun kuitulevyn valmistamiseksi.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, which is a schematic diagram of a process according to the invention for producing a fibreboard hardened on one surface.

Levyn valmistuksen raaka-aineena on haapa tai havupuu, joka haketetaan kiekkohakkurilla 1. Hake siirtyy pesurin 2 ja esi-kuumentimen 3 kautta levyjauhimiin 4, jotka jauhavat hakkeen hierteeksi jauhatussakeuden ollessa 12 %. Saatu hierre laimennetaan vedellä 4 X:n kiintoainepitoisuuden omaavaksi massalietteeksi, joka siirtyy säiliöön 5. Tämän jälkeen massalietteeseen lisätään tarvittavat kemikaalit asemissa 6 ja 7, esimerkkitapauksessa pellavaöljyä ja ferrosulfaattia, ja mahdolliset karkeammat massajakeet erote-. taan asemassa 8 uutta jauhatusta varten. Kemikaalilisäyksen jälkeen liete, joka on edelleen laimennettu noin 1 X:n kiintoainepitoisuuteen, siirtyy altaaseen 9, joka on varustettu kahdella rinnakkaisella 4 75201 pyörivällä sylinterillä 10. Sylinterit 10 muodostavat lietteestä massarainan, joka sylinterien välitse kuljettuaan siirtyy puristimeen 11, jossa raina tiivistyy ja osa sen sisältämästä vedestä poistuu. Tämä vesi kierrätetään prosessissa takaisin jauhinten 4 tuottaman hierteen laimennusvedeksi. Puristuksen alustavasti kuivaama raina, jonka kiintoainepitoisuus on n. 47 %, siirtyy höyrylämmitteiseen kuumailmakuivaajaan 12, jonka lämpötilat ovat alueella 135 - 180 °C. Kuivaajasta 12 raina poistuu kuivana, huokoisena kuitulevynä, jossa on kosteutta 0,9 %. Raina sahataan erillisiksi levykappaleiksi asemassa 13.The raw material for the production of the board is aspen or softwood, which is chipped with a disc chopper 1. The chips pass through a scrubber 2 and a preheater 3 to disc grinders 4, which grind the chips into a grind at a grinding density of 12%. The resulting pulp is diluted with water to a pulp slurry with a solids content of 4 X, which enters tank 5. The necessary chemicals are then added to the pulp slurry at positions 6 and 7, in this case linseed oil and ferrous sulphate, and any coarser pulp fractions are separated. in position 8 for new grinding. After the chemical addition, the slurry, further diluted to a solids content of about 1 X, is transferred to a basin 9 equipped with two parallel rotary cylinders 10, 752011. The cylinders 10 form a pulp web of slurry which passes between the cylinders to a press 11 the water contained in it is removed. This water is recycled in the process back to the dilution water produced by the refiner 4. The pre-dried web, which has a solids content of about 47%, is transferred to a steam-heated hot air dryer 12 at temperatures in the range of 135-180 ° C. The web 12 leaves the dryer 12 as a dry, porous fiberboard with a moisture content of 0.9%. The web is sawn into separate pieces of sheet in position 13.

Saaduista sahatuista huokoisista kuitulevyistä valmistetaan keksinnön mukaan edelleen toiselta puolelta kovapintaiseksi tiivistettyjä levyjä. Tätä varten levyt järjestetään yksittäin kahden puristus-levyn eli ns. kiiltolevyn 14, 15 väliin purlstusasemassa 16. Puristuslevy 14 on kuumennettu höyrykierrolla lämpötilaan 255 °C, kun taas toinen puristuslevy 15 on vailla minkäänlaista kuumennus-elintä ja täten oleellisesti ympäristön lämpötilassa. Puristin-levyjen 14, 15 väliin on sijoitettu tangot (ei esitetty) niiden keskinäisen liikkeen rajoittamiseksi niin, että kuitulevy saa puristuksessa tankojen määräämän paksuuden. Esim. 27 mm:n paksuinen huokoinen kuitulevy voidaan puristaa 20 mm:n paksuuteen, jolloin sen lopullinen paksuus tulee puristuksen jälkeisen lievän laajenemisen johdosta olemaan 22 mm. Puristuksessa kuumennetun puristinlevyn 14 puoleiseen kuitulevyn pintaan syntyy tiivis kovettunut pintakerros, jonka paksuus on muutaman millimetrin suuruusluokkaa. Pintakerros muuttuu asteettain ilman selvää rajaa huokoiseksi kerrokseksi, jonka osalta puristus ei ole muuttanut levyn ominaisuuksia. Puristusaika, jolla voidaan vaikuttaa levyn pintakerroksen kovuuteen, on sopivasti n. 4,5-6 min. Mitä kauemmin puristusta jatketaan, sitä kovemmaksi levyn pinta muodostuu. Puristuksen jälkeen levyt siirretään jäähdyttimeen 17, jossa ne jäähdytetään nopeasti ilmapuhalluksella.According to the invention, the obtained sawn porous fibreboards are further used to make hard-compacted sheets on one side. For this purpose, the plates are arranged individually in two compression plates, i.e. the so-called between the glossy plate 14, 15 in the pressing station 16. The pressing plate 14 is heated by steam circulation to a temperature of 255 ° C, while the second pressing plate 15 is devoid of any heating element and thus substantially at ambient temperature. Between the press plates 14, 15, bars (not shown) are placed to limit their mutual movement so that the fiberboard gets the thickness determined by the bars when pressed. For example, a 27 mm thick porous fiberboard can be compressed to a thickness of 20 mm, whereby its final thickness will be 22 mm due to a slight expansion after compression. In compression, a dense cured surface layer having a thickness of the order of a few millimeters is formed on the surface of the fibrous sheet on the side of the pressed plate 14. The surface layer gradually changes to a porous layer without a clear boundary, for which compression has not changed the properties of the plate. The pressing time with which the hardness of the surface layer of the plate can be influenced is suitably about 4.5-6 min. The longer the compression is continued, the harder the surface of the plate becomes. After pressing, the plates are transferred to a cooler 17, where they are rapidly cooled by air blowing.

7520175201

Esitetyn mukaisesti valmistetut kovapintaiset» osaksi huokoiset kuitulevyt, joiden paksuus on suuruusluokkaa 2 cm, soveltuvat erityisesti käytettäväksi rakennusten seinissä ja katossa. Aivan vastaavasti voidaan kuitenkin valmistaa ohuempia, alle 1 cm:n paksuisia levyjä, jotka sopivat lattiaan kiinnitettävän parketin alustaksi. Levy parantaa lattian äänieristystä, jolla kerrostalossa vähennetään askelten kuuluvuutta alemman kerroksen asunnon puolelle.Hard-surfaced »partially porous fibreboards with a thickness of the order of 2 cm, manufactured as shown, are particularly suitable for use in the walls and roof of buildings. Similarly, however, thinner boards less than 1 cm thick can be made, which are suitable as a base for parquet to be fixed to the floor. The board improves the sound insulation of the floor, which in the apartment building reduces the audibility of the steps to the lower floor apartment side.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutus-muodot eivät rajoitu edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be clear to a person skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the examples given above, but may vary within the scope of the appended claims.

Claims

A method of making a fibreboard, wherein the comminuted wood fibers are bonded to a porous sheet mainly by the adhesives contained in the wood itself, and wherein the porous sheet is further compacted by heat and compression to form a dense, cured surface layer while leaving the sheet porous; characterized in that in the sealing step the sheet is pressed on one side by a compression suction at a temperature of about 230-260 ° C, preferably at about 240-255 ° C, and on the other hand by a pressing member substantially at ambient temperature, whereby the sheet a hard surface layer is obtained on the side due to heating, while the opposite, unheated side of the plate retains its porosity

A method according to claim 1, characterized in that the pressing time is about 4.5 to 6 minutes.