HU213466B

HU213466B - A method for manufacture of fiberboard

Info

Publication number: HU213466B
Application number: HU9403101A
Authority: HU
Inventors: Lars-Ake Lindstroem; Aron Mikaelsson; Thomas Olofsson; Christer Saefstroem
Original assignee: Sunds Defibrator Ind Ab
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1993-05-04
Publication date: 1997-06-30
Also published as: FI945790A; PL170405B1; JPH07507735A; DK0647174T3; KR950701267A; HRP930967A2; RU2083359C1; CN1029461C; TW223036B; IL105811A0; MY131192A; RU94046252A; HUT69072A; ATE143625T1; CZ308894A3; CZ281548B6; SE470330B; NZ253367A; HU9403101D0; WO1993025358A1

Description

(57) KIVONAT

A találmány tárgya eljárás farostlemez gyártására. Ennek során száraz eljárással a facellulóz-tartalmú alapanyagot aprítják, ragasztóval látják el, szárítják, lemezzé formálják és préselik. Az eljárás lényege, hogy a végleges felaprítása előtt az alapanyagot egy szál-felületaktíváló vegyszerrel

Na₂SO₃-ban kifejezve, szálasanyag-tonnára vetítve 1-30 kg közötti mennyiségű impregnálóoldattal kezelik, előmelegítik 150-200 °C közötti hőmérsékletre, a pH-értékét 2-12 között tartják, továbbá az aprítást szálasanyag-tonnára vetítve 50-400 kWh energiabevitellel végzik.

A leírás terjedelme: 3 oldal

HU 213 466 B

HU 213 466 Β

A találmány tárgya farostlemez gyártására való eljárás.

Az ilyen típusú lemezek gyártásához jelenleg az alapanyagot rostnyalábokat és -szálakat tartalmazó részekre aprítják. Ezután az aprított anyaghoz ragasztót adnak, majd az anyagot szárítják és lemezzé formázzák. Végül magasabb hőmérsékleten préselik készre a lemezt, miközben a ragasztó kikeményedik. A farostlemez olyan alapanyagból készül, amely rostbontással, azaz többé vagy kevésbé szabad szálakra van aprítva. A DD 205382 és 242193 számú szabadalmi leírások lignocellulóz alapú anyag felületaktív (Na₂O₃) szerrel történő kezelésére vonatkozik, azonban a leírásban nincs ismertetés a tűzálló forgácslapok gyártásáról száraz módszerrel.

Kötőanyagként általában karbamid-formaldehid ragasztót alkalmaznak, amelyet az aprított anyaghoz kevernek. A ragasztó mennyisége 61% vagy több. Az ilyen ragasztó azonban rendkívül drága, éppen ezért kívánatos lenne a ragasztó mennyiségét a minimumra csökkenteni. A kisebb mennyiségű ragasztó alkalmazása viszont azzal a veszéllyel jár, hogy a kész faforgácslap szilárdsága helyenként nem éri el az előírt értéket. Tekintettel erre a körülményre, a ragasztó hozzáadását optimalizálni próbálják.

A ragasztóval ellátott alapanyag szárításánál gyakran előfordul, hogy a vízben oldható formaldehid kisebb vagy nagyobb mennyisége kiválik a ragasztóból. A szálasanyagból a szárítógáz leválasztása után, ez például ciklonban történhet, a gáz folyadéktartalma kondenzálással leválaszható. A hagyományos tisztítási technológiáknál a vízben oldódó formaldehid egy sor problémát okoz. Az alapanyagban a végső préselésig jelen levő formaldehid akkor is problémákat okoz, ha azt a kész faforgácslapból kellően eltávolítják. Ha a szárítás után ragasztóanyagot adnak az alapanyaghoz, akkor a formaldehid leválasztásának problémája egyrészt a préselésnél, másrészt a kész faforgácslapnál jelentkezik.

Faforgácslapokat általában úgynevezett száraz eljárással gyártanak (ezt általában közepes sűrűségű faforgácslemeznek nevezik) és ehhez alapanyagként farostokat alkalmaznak. A kiindulási alapanyag általában faforgács, amelyet viszonylag kis energiabevitellel, szálasanyag-tonnára vetítve 100-500 kWh energiával rostokra bontják, amelynek során a szálakat szabaddá teszik. A rostbontás után a szálasanyagot ragasztóval látják el, szárítják, lemezzé formázzák, és forró présben készre préselik. Adott esetben az alapanyagot a ragasztóval való egyesítés előtt szárítják. Az alapanyagot a rostbontás előtt általában előmelegítik 150 °C fölötti hőmérsékletre, majd elvégzik a rostbontást ezen a hőmérsékleten és nyomás alatt, hogy a szálak felszabadítását elősegítsék. A gyakorlati tapasztalatok azonban azt mutatják, hogy ezen a viszonylag magas hőmérsékleten az alapanyag degradálódik és elszíneződik a fellépő hidrolízis következtében. A hőntartási idő csökkentésével az elsőként említett hátrány csökkenthető ugyan, de az elszíneződés ezzel sem küszöbölhető ki, és tetemes energiafelhasználással kell számolni.

A karbamid-formaldehid ragasztók általában a szállító csővezetékben (füvócsőben) keverik a szálasanyaggal, amely szállító csővezeték a rostbontó berendezéstől, illetve a külön keverőgépbe vezet. A hozzákevert ragasztó mennyisége általában 6 t%.

Ha a szálasanyagot ezután csöves szárítóban magas hőmérsékletű gázzal szárítják, a vízben oldódó formaldehid nagyobb vagy kisebb mennyisége kiválik a ragasztóból. Amint fentebb már említettük, a formaldehid a végleges préselésig együtt halad a szálasanyaggal, ami akkor is problémákat idézhet elő, ha az a kész faforgácslapból kipréselődik. Ez különösen akkor fordul elő, ha az alapanyaghoz szárítás után adjuk a ragasztót a faforgácslap gyártása során.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan tökéletesített megoldás létrehozása farostlemezek gyártásához, amellyel nagyobb szilárdságú és kedvezőbb külső megjelenésű farostlemezek gazdaságosabban gyárthatók.

A kitűzött feladatot a bevezetőben ismertetett eljárás továbbfejlesztésével oldottuk meg. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a végleges felaprítása előtt az alapanyagot a rostokra ható vegyszert, előnyösen Na₂SO₃-t tartalmazó, szálasanyag-tonnára vetítve 1-30 kg közötti mennyiségű impregnáló oldattal kezeljük, 150-200 °C közötti hőmérsékletre előmelegítjük, és a pH-értéket 2-12 között tartjuk, továbbá az aprítást szálasanyag-tonnára vetítve 50-400 kWh közötti energiabevitellel végezzük.

Célszerűen szálaktiváló vegyszerként a ligninre ható szert, például Na₂SO₃ és/vagy NaHSO₃ tartalmú imprenálóoldatot alkalmazunk.

A találmány további jellemzője szerint célszerű az olyan foganatosításmód, amelynél az aprított anyaghoz először ragasztót adunk, majd szárítjuk a lemezzé formázás előtt. De eljárhatunk úgy is, hogy az aprított anyagot először szárítjuk, majd ragasztóval látjuk el a lemezzé formázás előtt.

A találmány szerinti eljárás révén tökéletesebb minőségű terméket nyerünk, a gyártás során kisebb az energiaigény és a felhasznált ragasztó mennyisége, és ennek dacára nő a késztermék szilárdsága. Továbbá, a formaldehid kiválást a találmány jelentős mértékben csökkenti.

A találmányt részletesebben kiviteli példa kapcsán az alábbiakban ismertetjük.

Farostlemez gyártásához alapanyagként faforgácsot, például fenyőfaforgácsot alkalmaztunk, amelyet a ligninre ható vegyszerrel, például Na₂SO₃ és NaHSO₃tartalmazó szerrel impregnáltunk. Az impregnálószer mennyisége 1-30, előnyösen 10-20 kg volt, szálasanyag-tonnára vetítve.

Az impregnálást viszonylag gyorsan kell elvégezni, ez tarthat például néhány percig. Ezután a hőmérsékletet 150-200 °C-ra, előnyösen 160-180 °C közötti értékre növeljük, 2-3 perces időtartamig. Ez az előmelegítés történhet az impregnálás előtt, de azzal egyidejűleg is. A találmány értelmében a pH-értéket 2-12 között kell tartani. Az impregnáló oldat tehát Na₂SO₃-t és NaHSO₃-t tartalmaz, de ez ugyancsak tartalmaz szulfitot, mégpedig HSO₃ ^_ és/vagy SO₃ ²' ionok formájában.

A pH-érték megfelelően szabályozható NaOH-val. Ennek a kémiai kezelésnek (szulfonálásnak) köszönhe2

HU 213 466 Β lönböző adagokra felhasznált energiafogyasztást ugyancsak mértük. A mérések az alábbi eredményt adták:

tőén az ezt követő rostbontás a kívánt mértékben elvégezhető, mégpedig jóval kisebb energiafelhasználással, mint a hagyományos megoldásoknál. Az energiafelhasználás a találmány szerinti eljárásnál szálasanyag-tonnára vetítve 50—400 kWh közötti értékű. Az energiamegtakarítás tehát legalább 10%-os a hagyományos rostbontási technológiákhoz képest.

A találmány szerinti impregnálásnak köszönhetően a kész farostlap fényessége is nagyobb.

A rostbontás után az alapanyagban azt tapasztaltuk, hogy mind a finomanyag-tartalom, mind pedig a pozdorja-tartalom csökkent, azaz a szálak részaránya nőtt.

A találmány szerinti impregnálás során azt tapasztaltuk, hogy a kész farostlemeznél a szilárdsági tulajdonságok számottevően javultak. A farostlemeznek a hajlítási szilárdsága és a rugalmassági modulusa legalább 10%kal nőtt a hagyományos technológiával gyártott termékekhez képest. Adott esetben ez az előnyös hatás arra is felhasználható, hogy az adott szilárdsági tulajdonság elérése mellett csökkentsük a felhasznált ragasztó menynyiségét. A 10%-os szilárdságjavulás megfelel 1 t%-os ragasztómennyiség-csökkentésnek. A találmány szerinti szulfonálás azt eredményezi, hogy a formaldehid kiválása hatásosan csökkenthető. Ez annak a körülménynek köszönhető, hogy az impregnáló oldatban lévő szulfít ionok reakcióba lépnek a formaldehiddel, úgyhogy azt megkötik a szálasanyagban, és így a kész farostlemezből az nem képes kiválni.

PÉLDA:

A kísérleteink során a faforgács-alapanyagból készült adagokat különböző impregnálási kezelésnek vetettük alá. Az első adagot 10 kg Na₂SO3-mal kezeltük tonnánként (II. adag), a második adagot 10 kg NaHSO₃-mal kezeltük faforgács-tonnánként (III. adag). A referencia adagot nem impregnáltuk (I. adag).

Ezt a három adagot előmelegítettük 170 °C-os hőmérsékletre, és ezután végeztük a rostbontást, azaz aprítást. A rostbontás után a pneumatikus szállítócsőben E2 típusú karbamind-formaldehid ragasztót adagoltunk az aprított alapanyaghoz 10 t%-os mennyiségben (a száraz ragasztót a száraz szálasanyagra számítottuk). Ezután az anyagot 90 t%-os szárazanyag-tartalmúra szárítottuk. Ezután a szárított szálasanyagot lemezzé alakítottuk, amelynek során az előpréselést 1,5 MPa körüli nyomással végeztük, majd meleg préselést végeztünk 5-6 percig 160 °C-on.

Az így gyártott farostlemezeket vizsgáltuk szilárdságra, ISO-fényességre és formaldehid-tartalomra. A kü-

	Referencia adag (I.)	Na2SO3 adag (II.)	NaHSO₃adag (III.)
Hajlítási szilárdság (MPa)	38,4	43,8	40,0
Belső kötési szilárdság (MPa)	1,8	2,1	2,0
ISO-fényesség (%)	+24	26	26
Formaldehid tartalom (mg CH₂0/100 g)	27	20	18
Viszonylagos energiaigény	1,0	0,95	0,95

A fenti eredményekül kitűnik, hogy a találmány szerinti eljárással a II. és III. adagokból készített farostlemezek lényegesen kedvezőbb paramétereket mutatnak a hagyományos megoldáshoz képest.

Végül megemlítjük, hogy a találmány természetesen nem korlátozódik a fenti leírásban ismerteit példakénti előnyös kiviteli alakokra, annak számos más változata is lehetséges az igényelt oltalmi körön belül.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás farostlemez gyártására, amelynél száraz eljárással a facellulóz-tartalmú alapanyagot aprítjuk, ragasztóval látjuk el, szárítjuk, lemezzé formáljuk és préseljük, azzal jellemezve, hogy a végleges felaprítása előtt az alapanyagot egy szál-felületaktiváló vegyszerrel, Na₂SO3-ban kifejezve, szálasanyag-tonnára vetítve 1-30 kg közötti mennyiségű impregnálóoldattal kezeljük, előmelegítjük 150-200 °C közötti hőmérsékletre, a pH-értékét 2-12 között tartjuk, továbbá az aprítást szálasanyag-tonnára vetítve 50-400 kWh energiabevitellel végezzük.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szálaktiváló vegyszerként a ligninre ható szert használunk.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy Na₂SO₃ és/vagy NaHSO₃- tartalmú impregnálóoldatot alkalmazunk.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lemezzé formázás előtt az aprított alapanyaghoz először ragasztót adunk, majd szárítjuk.
5. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lemezzé formázás előtt az aprított alapanyagot először szárítjuk, majd ragasztót adunk hozzá.