NO119170B

NO119170B -

Info

Publication number: NO119170B
Application number: NO16236266A
Authority: NO
Inventors: E Nystroem
Original assignee: E Nystroem
Priority date: 1965-04-05
Filing date: 1966-03-30
Publication date: 1970-03-31
Also published as: GB1125641A

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av mineralfiberplater. Method for the production of mineral fiber boards.

i in

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte til fremstilling av flate fibergjenstander<J>f.eks. plater og ark, fra et materiale bestående av et syntetisk uorganisk fibrost materiale f.eks. slaggfiber, stenfiber eller glassfiber. Uttrykket mineralfiberplate er benyttet i beskrivelsen og kravene og med dette menes en flat fib- The present invention relates to a method for producing flat fiber objects, e.g. plates and sheets, from a material consisting of a synthetic inorganic fibrous material, e.g. slag fiber, rock fiber or fiberglass. The term mineral fiber board is used in the description and requirements and by this is meant a flat fiber

ros gjenstand bestående av syntetisk uorganisk fibrSst materiale. ros object consisting of synthetic inorganic fibrous material.

Fiberplater utgjores vanligvis av to typer, trefiberplater Fiberboard is usually made of two types, wood fiberboard

og mineralfiberplater. I fremstillingen av fiberplater blir det be- and mineral fiber boards. In the production of fiber boards, it is

standig forst tildannet et vått stykke fra en vandig suspensjon av fibrene, i en tildanningsmaskin, som kan være av den forlengede wire- standing first formed a wet piece from an aqueous suspension of the fibers, in a forming machine, which may be of the extended wire-

typen eller kartongmaskintypen. Det således tillagede stykket har vanligvis et betydelig vanninnhold, f.eks. betraktelig over 50$. Dette type or carton machine type. The thus prepared piece usually has a significant water content, e.g. considerably over 50$. This

vannet fjernes vanligvis ved å torke stykket i en valsetorkemaskin. Ved fremstillingen av trefiberplater, vil trefibrene normalt binde the water is usually removed by drying the piece in a tumble dryer. In the production of wood fiber boards, the wood fibers will normally bond

seg sammen uten bruk av et bindemiddel, skjont det er mulig å inklu-dere et bindemiddel i sammensetningen. ' I motsetning til dette er det i fremstillingen av mineralfiberplater absolutt nodvendig med et bindemiddel på grunn av mineralfibrenes egenskaper. Mineralfibrene er i virkeligheten glatte og har vanligvis et sirkelformet tverrsnitt slik at det er meget vanskelig å oppnå adhesjonen mellom fibrene uten,bruk av et tilsatt bindemiddel. together without the use of a binder, although it is possible to include a binder in the composition. In contrast, in the production of mineral fiber boards, a binder is absolutely necessary due to the properties of the mineral fibers. The mineral fibers are in fact smooth and usually have a circular cross-section so that it is very difficult to achieve adhesion between the fibers without the use of an added binder.

Ved fremstillingen av mineralfiberplater brukes vanligvis mellom 1 og 15$, fortrinnsvis mellom 5 og 8% bindemiddel. Det oppstår imidlertid vanskeligheter når det anvendes vannopploselige bindemidler, spesielt ved avvanning av stykket, fordi slike bindemidler er vanligvis opploselige i vann under de betingelser som hersker i fibersuspensjonen som fores til tilformingsmaskinen. Between 1 and 15%, preferably between 5 and 8%, of binder is usually used in the production of mineral fiber boards. However, difficulties arise when water-soluble binders are used, especially when dewatering the piece, because such binders are usually soluble in water under the conditions that prevail in the fiber suspension that is fed to the forming machine.

Ifolge de fremstillingsmetoder som har vært benyttet hit-til, transporteres det våte stykket fra tilformingsmaskinen inn i en valsetorkemaskin, den kalles dette fordi de våte stykkene plaseres på roterende valser under transporten gjennom ttfrkeren. Denne torke-maskintypen ble konstruert for og opprinnelig brukt ved fremstillingen av trefiberplater og omfatter et enkelt trinn eller en flerhet av trinn f.eks. 8, 12 eller 20 trinn. According to the manufacturing methods that have been used up to now, the wet piece is transported from the forming machine into a roller dryer, it is called this because the wet pieces are placed on rotating rollers during transport through the conveyor. This drying machine type was designed for and originally used in the production of wood fiber boards and comprises a single step or a plurality of steps e.g. 8, 12 or 20 steps.

Hvert trinn i torkemaskirien er forsynt med éh"'vifte eller vifter for å sirkulere luften ved en h5y hastighet, f,eks. 6 m/sek., over og under de våte stykkene under transporten av disse gjennom torkeanordningen. Torkeanordningen omfatter vanligvis innretning for oppvarming av den sirkulerende luften. Each stage of the drying machinery is provided with a fan or fans to circulate the air at a high speed, e.g. 6 m/sec., over and under the wet pieces during their transport through the drying device. The drying device usually includes means for heating of the circulating air.

Ytterligere tSrking kan bevirkes ved varmer5r, plasert over og under stykkene idet de passerer gjennom torkeanordningen. Når de passerer gjennom torkeren avgir det våte stykket sitt vanninnhold og dette oker dampmengden i den sirkulerende luften. På grunn av luf-tens store hastighet i torkeren vil overflaten på det våte stykket ha samme temperatur som et vått termometer så lenge stykkets overflate er fuktig. Det våte stykket vil således aldri nå gelatineringstemperaturen til stivelse, fordi den sirkulerende luften vil avkjole det våte stykket ved å få vannet på overflaten til å fordampe. Additional drying can be effected by heaters placed above and below the pieces as they pass through the dryer. When they pass through the dryer, the wet piece releases its water content and this increases the amount of steam in the circulating air. Due to the high speed of the air in the dryer, the surface of the wet piece will have the same temperature as a wet thermometer as long as the surface of the piece is moist. Thus, the wet piece will never reach the starch gelatinization temperature, because the circulating air will cool the wet piece by causing the water on the surface to evaporate.

Ifolge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte til fremstilling av en jmineralfiberplate ved tilforming av et vått stykke fra en suspensjon bestående av syntetiske uorganiske i fiber og ugelatinert stivelse i vann og ved å torke det våte stykket i en valsetorkeanordning, idet det våte stykket oppvarmes til minst gelatineringstemperaturen for stivelsen for det går inn i den delen av valsetSrkeanordningen i hvilken stykket torkes, kjennetegnet ved at det våte stykket i en presse presses mellom oppvarmede presseplater og her oppvarmes til minst gelatineringstemperaturen for stivelsen, for det går inn i den delen av valsetfirkeren hvori stykket torkes. According to the present invention, a method is provided for the production of a jmineral fiber plate by forming a wet piece from a suspension consisting of synthetic inorganic fibers and ungelatinized starch in water and by drying the wet piece in a roller drying device, the wet piece being heated to at least the gelatinization temperature of the starch before it enters the part of the roller. the piece is dried.

Et apparat som er egnet for bruk ved foreliggende fremgangsmåte omfatter en oppvarmningsanordning til oppvarming av et vått stykke dannet fra en suspensjon bestående av syntetiske uorganiske fibre og ugelatinert stivelse i en formningsmaskin, idet nevnte opp-varmingsanordning er plasert mellom formningsmaskinen og den delen av en valsetSrker i hvilken stykket torkes. An apparatus which is suitable for use in the present method comprises a heating device for heating a wet piece formed from a suspension consisting of synthetic inorganic fibers and ungelatinized starch in a forming machine, said heating device being placed between the forming machine and that part of a rolling mill in which the piece is dried.

Stivelsen innsettes fortrinnsvis til fibersuspensjonen i pulverform f.eks. som mais eller potetsmel, eller som pulverformet ris. The starch is preferably added to the fiber suspension in powder form, e.g. as corn or potato flour, or as powdered rice.

Når stivelsen er i pulverform fordeles den grundig over alle fibrene i det våte stykket og således 5ker ikke viskositeten i When the starch is in powder form, it is thoroughly distributed over all the fibers in the wet piece and thus the viscosity in

fibersuspensjonen og avvanning i formingsmaskinen er lett. Derfor kan bindemidler som er tilsatt til det våte stykket i fast form, kombineres med mindre mengder vannopplSselige bindemidler som tilsettes til fiber-suspens jonen eller til det våte stykket under dets tildannelse og be-handling i formingsmaskinen. the fiber suspension and dewatering in the forming machine is easy. Therefore, binders that are added to the wet piece in solid form can be combined with smaller amounts of water-soluble binders that are added to the fiber suspension or to the wet piece during its formation and processing in the forming machine.

Oppvarmingen av det våte stykket til minst gelatinerings-temperatur for stivelsen må finne sted mens stykket enda inneholder vann og må derfor utf&rés fOr tørkingen a<y>stykket. Grunnen til dette er at stivelsen ikke kan danne en bindémiddelopplSsning hvis ikke vann er tilstede. Gelatineringstemperaturen er spesiell for forskjellige typer stivelse og det er onskelig at det våte stykket varmes til en temperatur i' overkant av gelatineringstemperaturen av den spesielle stivelse som er brukt, for å oppnå en homogén stivelsesopplosning eller stivelséslim. The heating of the wet piece to at least the gelatinization temperature for the starch must take place while the piece still contains water and must therefore be carried out before drying the piece. The reason for this is that the starch cannot form a binder solution if water is not present. The gelatinization temperature is specific for different types of starch and it is desirable that the wet piece be heated to a temperature in excess of the gelatinization temperature of the particular starch used, in order to obtain a homogeneous starch solution or starch slime.

.Oppvarmingen av det våte stykket til minst gelatineringstemperaturen for stivelsen,; kan tilveiebringes ved å omdanne den fSrste delen av en,vaniig tOrkeanordning til et varmeapparat f.eks. ved å senke hastigheten på sirkulerende luft i den fflrste delen av t<y>rkeren. På denne måten vil varmeanordningene i torkeren oppvarme det våte stykket og på grunn av minkingen av den sirkulerende luftmengden i torkeren vil fuktigheten i luften, som grenser til det våte stykket, Ske til et slikt nivå at fordampning av vann fra stykket ikke vil finne sted. Så- .The heating of the wet piece to at least the gelatinization temperature of the starch,; can be provided by converting the first part of an ordinary drying device into a heater, e.g. by lowering the speed of circulating air in the first part of the dryer. In this way, the heating devices in the dryer will heat up the wet piece and due to the reduction of the circulating amount of air in the dryer, the humidity in the air, which borders the wet piece, will reach such a level that evaporation of water from the piece will not take place. So-

ledes vil avkjoling av stykket ved fordampning unngås. Hastigheten av den sirkulerende luft over det våte stykkets overflate, reduseres fortrinnsvis til under 2 meter per sekund, f.eks. 1 meter per sekund. in this way, cooling of the piece by evaporation will be avoided. The speed of the circulating air over the surface of the wet piece is preferably reduced to below 2 meters per second, e.g. 1 meter per second.

Det foretrekkes imidlertid at hastigheten på den sirkulerende luften However, it is preferred that the velocity of the circulating air

reduseres til under 1/2 meter per sekund eller viftene slåes helt av. is reduced to less than 1/2 meter per second or the fans are switched off completely.

Det våte stykket oppvarmes som nevnt til minst gelatineringstemperaturen for stivelsen, samtidig som stykket presses mellom pressplatene på en presse, og presseplatene oppvarmes f.eks. ved hjelp av elektrisitet, damp eller varmt vann. Denne oppvarmingen og press- As mentioned, the wet piece is heated to at least the gelatinization temperature for the starch, at the same time as the piece is pressed between the press plates of a press, and the press plates are heated, e.g. using electricity, steam or hot water. This heating and pressure

ingen finner sted mellom formingstrinnet og det normale torketrinnet og bevirker at viskositeten til vannet i det våte stykket nedsettes og dette letter således avvanningen. none takes place between the forming step and the normal drying step and causes the viscosity of the water in the wet piece to decrease and this thus facilitates dewatering.

Ved fremgangsmåten blir de våte stykkene presset ved In the process, the wet pieces are pressed with wood

hjelp av overflatetrykk og avvanning kan således finne sted uten at fibrene krysses. Vanlige transporteringsanordninger kan brukes til å surface pressure and dewatering can thus take place without crossing the fibers. Common transport devices can be used to

lede de våte stykkene til og fra pressen. Et transportbånd kan be- guide the wet pieces to and from the press. A conveyor belt can

nyttes til dette formål og hvis det materiale det er laget av er egnet, is used for this purpose and if the material from which it is made is suitable,

f.eks. trådnetting, kan det forbli mellom presseplatene under press- e.g. wire mesh, it may remain between the press plates during pressing

ingen. Trådnettingen vil således lette vanngjennomgangen fra det våte stykket. Hvis det er onskelig kan presseplatene være perforerte og det kan benyttes et vakuum i forbindelse med disse for å assistere fjerningen av vann fra stykket. Avhengig av fibertypen i det våte stykket og av formingsmaskintypen, kan forskjellige mengder vann fjer- no. The wire mesh will thus facilitate the passage of water from the wet piece. If it is desired, the press plates can be perforated and a vacuum can be used in connection with these to assist the removal of water from the piece. Depending on the type of fiber in the wet piece and the type of forming machine, different amounts of water can be removed

nes fra de våte stykkene i pressen. Mellom 5°g 10% vann kan f.eks. nes from the wet pieces in the press. Between 5°g 10% water can e.g.

fjernes fra det våte stykket. Storre mengder kan fjernes i visse til- removed from the wet piece. Larger quantities can be removed in certain add-

feller hvis det er Onskelig. traps if it is Undesirable.

Presseplatene utsettes for trykk f5r stykket når gelatineringstemperaturen for stivelsen og inntil gelatineringstemperaturen er nådd, vil vann presses ut av det våte stykket. Så snart det er nådd en temperatur ved hvilken stivelsen begynner å gelatinere, vil imidlertid viskositeten oke og det vil ikke presses ut mer vann fra det våte stykket. The press plates are subjected to pressure before the piece reaches the gelatinization temperature for the starch and until the gelatinization temperature is reached, water will be pressed out of the wet piece. However, as soon as a temperature is reached at which the starch begins to gelatinize, the viscosity will increase and no more water will be squeezed out of the wet piece.

Det våte stykket gis fortrinnsvis anledning til å forbli The wet piece is preferably allowed to remain

i pressen inntil dets temperatur når mellom 80° og 100°C. Stivelsen vil da være fullstendig gelatinert og burde være godt homogenisert gjennom hele stykket. Det er således mulig å bruke mindre stivelse som bindemiddel enn i de tidligere kjente metoder. Ved å benytte mindre stivelse reduseres omkostningene av råmaterialer sammenlignet med tidligere kjente fremgangsmåter og de eventuelt fremstilte mineral- in the press until its temperature reaches between 80° and 100°C. The starch will then be completely gelatinized and should be well homogenized throughout the piece. It is thus possible to use less starch as a binder than in the previously known methods. By using less starch, the costs of raw materials are reduced compared to previously known methods and the possibly produced mineral

fiberplater vil i tillegg til dette inneholde mindre organisk materi- fiber boards will, in addition to this, contain less organic matter

ale og er således mer brannsikkert enn tidligere kjent mineralfiber-platemateriale. ale and is thus more fireproof than previously known mineral fiber board material.

Hvis onskelig kan det våte stykket dekkes med papir eller annet arkmateriale, f.eks. et vinyl plastmateriale, aluminiumfolie, If desired, the wet piece can be covered with paper or other sheet material, e.g. a vinyl plastic material, aluminum foil,

fineer eller lignende for pressingen. Hvis det er nodvendig kan pa- veneer or similar for the pressing. If necessary, pa-

piret eller arkmaterialet være dekorert. Overtrekksarket vil forbli festet til fiberplaten etter pressingen. Ved hjelp av denne metoden kan det fremstilles fiberplater som har et overflatebelegg på en eller begge overflatene. the pier or the sheet material be decorated. The cover sheet will remain attached to the fiberboard after pressing. Using this method, fiber boards can be produced which have a surface coating on one or both surfaces.

Presseplatene kan også være profilerte slik at det preges The press plates can also be profiled so that it is embossed

en dekorasjon på fiberplaten. En dekorasjon på fiberplatematerialet kan også oppnås ved å bruke et transportbånd som har et dekorasjons-monster, et gitter kan f.eks. brukes som transportbånd. Platene vil således presse monsteret eller dekorasjonen inn i det våte stykket. a decoration on the fibreboard. A decoration on the fiberboard material can also be achieved by using a conveyor belt which has a decoration monster, a grid can e.g. used as a conveyor belt. The plates will thus press the monster or decoration into the wet piece.

På grunn av at pressingen foregår i nærvær av et stivel-sesbindemiddel med hoy viskositet, kan fiberen i det fuktige stykket være i elastisk kompresjon som beskrevet i britisk patent nr. 958 468. Graden av elastisk kompresjon avhenger av trykket, mengden av bindemiddel og pressingstiden i pressen. Det er også mulig å fremstille mineralfiberplater hvor den'elastiske kompresjon er utelatt. Due to the pressing taking place in the presence of a high viscosity starch binder, the fiber in the moist piece may be in elastic compression as described in British Patent No. 958 468. The degree of elastic compression depends on the pressure, the amount of binder and the pressing time in the press. It is also possible to produce mineral fiber boards where the elastic compression is omitted.

Ved å benytte foreliggende oppfinnelse kan bindemiddelmaterialet spares og produksjonskapasiteten kan okes. Innsparingen av bindemiddelmaterialet (stivelse) er viktig for økonomiske grunner, By using the present invention, the binder material can be saved and the production capacity can be increased. Saving the binder material (starch) is important for economic reasons,

og fordi ved å bruke mindre organisk bindemiddel vil ildfastheten til produktet forbedres i hoy grad. En mindre mengde bindemiddel (stivelse) kan brukes fordi fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen gir bindemidlet anledning til å virke bedre, idet det fordeles mer jevnt i produktet og fordi det gelatineres under prosessen. and because by using less organic binder, the refractoriness of the product will be greatly improved. A smaller amount of binder (starch) can be used because the method according to the invention gives the binder the opportunity to work better, as it is distributed more evenly in the product and because it is gelatinized during the process.

Det fibrose materiale som brukes i fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse, er hovedsakelig kunstig fremstilte mineralfibre. I tillegg til dette kan imidlertid naturlige mineralfibre, f. eks. asbestfibre eller organiske fibre som cellulosefibre, tilsettes. Fyllstoffer så som kritt, gips, leire og vermikulitt, kan også tilsettes . The fibrous material used in the method according to the present invention is mainly artificially produced mineral fibres. In addition to this, however, natural mineral fibres, e.g. asbestos fibers or organic fibers such as cellulose fibers are added. Fillers such as chalk, gypsum, clay and vermiculite can also be added.

Foreliggende oppfinnelse skal videre illustreres under henvisning til folgende eksempel. The present invention shall be further illustrated with reference to the following example.

Eksempel Example

Våte stykker fra en Foundrinier-maskin ble plasert på et transportbånd av trådnetting og sendt inn i en presse. De våte stykk ene hadde en storrelse på 1.2 ra x 2.7 ra og hadde et vanninnhold på 55%« Et papirark (50 g/m ) ble plasert på toppoverflaten på hver av stykkene. Hvert stykke ble deretter etter tur f6rt inn i pressen og pressen ble lukket. Et trykk på 5 kg ble deretter påf6rt stykket ved hjelp av presseplater som hadde en temperatur på 215°C. Platene for-ble lukket i 20 sekunder, og ble deretter åpnet og stykket fjernet. Transporteringstiden for hvert stykke inn i pressen var 5 sekunder, pressens lukningstid var 5 sekunder og pressens åpningstid 5 sekunder. Pressen ble således drevet med en tidssyklus på 35 sekunder. Tempera-turen til det våte stykket for pressing var 35°C og etter pressing 95°C. Vanninnholdet i stykket etter pressing var åJo%. Tykkelsen av det våte stykket for pressing var l8 mm og etter pressing 15 mm. Wet pieces from a Foundrinier machine were placed on a wire mesh conveyor belt and sent into a press. The wet pieces were 1.2 ra x 2.7 ra in size and had a water content of 55%. A sheet of paper (50 g/m 2 ) was placed on the top surface of each of the pieces. Each piece was then fed in turn into the press and the press was closed. A pressure of 5 kg was then applied to the piece by means of press plates which had a temperature of 215°C. The plates were closed for 20 seconds, then opened and the piece removed. The transport time for each piece into the press was 5 seconds, the press closing time was 5 seconds and the press opening time 5 seconds. The press was thus operated with a time cycle of 35 seconds. The temperature of the wet piece before pressing was 35°C and after pressing 95°C. The water content of the piece after pressing was øJo%. The thickness of the wet piece before pressing was 18 mm and after pressing 15 mm.

På grunn av nedsettelsen av vanninnholdet i stykket, ble t5rkerens kapasitet oket med omtrent 100%. Denne kapasitetsøkning oppnås fordi i tidligere kjente prosesser blir vanninnholdet i stykket meget ofte 6ket i de innledende trinn (f.eks. de forste tre trinn) i torkeren på grunn av tilstedeværelsen av en stor mengde damp. I den utforelsen som er beskrevet i dette eksemplet har avvanning allerede begynt i pressen og en okning i vanninnholdet i de innledende trinn i valsetorkeren oppstår derfor ikke. Due to the reduction of the water content in the piece, the capacity of the dryer was increased by approximately 100%. This increase in capacity is achieved because in previously known processes the water content of the piece is very often reduced in the initial stages (e.g. the first three stages) of the dryer due to the presence of a large amount of steam. In the embodiment described in this example, dewatering has already begun in the press and an increase in the water content in the initial stages of the roller dryer therefore does not occur.

Styrken av den tildannede platen i dette eksemplet, var meget lik styrken til de plater som ble fremstilt ved bruk av tidligere kjente prosesser, men stivelsesinnholdet i den fremstilte platen var 'omtrent 25% lavere enn stivelsesinnholdet i de tidligere kjente prosesser hvor det ble brukt stivelse som bindemiddel. Den fremstilte platen hadde således bedre brannsikre egenskaper enn de som ble laget ved bruk av tidligere kjente prosesser hvor stivelse ble anvendt. The strength of the formed plate in this example was very similar to the strength of the plates produced using previously known processes, but the starch content of the produced plate was approximately 25% lower than the starch content of the previously known processes where starch was used as a binder. The produced plate thus had better fireproof properties than those made using previously known processes where starch was used.

Claims

Process for the production of a mineral fiber board by forming a wet piece from a suspension consisting of synthetic inorganic fibers and ungelatinized starch in water and by drying the wet piece in a roller drying device, the wet piece being heated to at least the gelatinization temperature of the starch before it enters in the part of the roller dryer in which the piece is dried, characterized in that the wet piece is pressed in a press between heated press plates and is here heated to at least the gelatinization temperature for the starch, because it enters the part of the roller dryer in which the piece is dried.