NO137932B

NO137932B - PROCEDURES FOR HEAT PRESSING OF SHEETS OF MATERIALS CONTAINING LIGNOCELLULOSIS

Info

Publication number: NO137932B
Application number: NO4522/69A
Authority: NO
Inventors: Alpo Eino Maekinen
Original assignee: Maekinen Alpo & Co Instmsto
Priority date: 1968-11-18
Filing date: 1969-11-14
Publication date: 1978-02-13
Also published as: DE1957604A1; US3686383A; FR2023547A1; IT974523B; NL6917250A; BE741839A; ES373607A1; AT298770B; NO137932C; CH515116A; GB1275445A; DK128992B

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til varmpressing av plater av lignocelluloseholdig materiale, av hvilke det på i og for seg kjent måte utformes plateemner under anvendelse av celluloseavlut som limmiddel, idet plateemnet presses og oppvarmes i et lukket pressrom. The invention relates to a method for hot pressing sheets of lignocellulosic material, from which sheet blanks are formed in a manner known per se using cellulose waste liquor as adhesive, the sheet blank being pressed and heated in a closed pressing room.

Det er kjent å fremstille plater av lignocelluloseholdig materiale i et lukket pressrom, som imidlertid ved de kjente metoder, særlig ved materialer som inneholder celluloseavlut som bindemiddel, krever meget høye trykk i størrelsesorde-nen 50 - 300 atmosfærer overtrykk og en høy temperatur med på-følgende hurtig avkjøling av massen. Det er likeledes kjent å lede varme luftstrømmer inn i pressrommet for oppvarming av pressemnet, men denne prosess er relativt langsom. It is known to produce slabs of lignocellulosic material in a closed press room, which, however, with the known methods, particularly with materials containing cellulose waste liquor as binder, requires very high pressures in the order of 50 - 300 atmospheres overpressure and a high temperature with following rapid cooling of the mass. It is also known to direct hot air currents into the press room for heating the press blank, but this process is relatively slow.

Fra britisk patent nr. 993693 er det f. eks. kjent en fremgangsmåte av den omhandlede type, hvor behandlingen skjer i to trinn. I det første trinn presses og oppvarmes en blanding av celluloseprodukter og bindemiddel ved et trykk på 5 - 50 kp/cm<2 >og en temperatur på 170 - 230°C for preliminær herding, og i det annet trinn oppvarmes det således frembragte halvfabrikata etter uttak fra pressen til 180 - 240°C i en periode på 40 - 10.0 minutter for avsluttende herding av harpiksen. Som det ses er denne fremgangsmåte også forholdsvis langsom og besværlig. From British patent no. 993693, there is e.g. known a method of the type in question, where the treatment takes place in two stages. In the first stage, a mixture of cellulose products and binder is pressed and heated at a pressure of 5 - 50 kp/cm<2 > and a temperature of 170 - 230°C for preliminary curing, and in the second stage the semi-finished product thus produced is heated after extraction from the press at 180 - 240°C for a period of 40 - 10.0 minutes for final curing of the resin. As can be seen, this method is also relatively slow and cumbersome.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte av den omhandlede art, som er hurtigere enn de kjente fremgangsmåter og som kan utføres ved relativt lave trykk og tem-peraturer og i et enkelt trinn på en forholdsvis enkel og billig måte. The purpose of the invention is to provide a method of the type in question, which is faster than the known methods and which can be carried out at relatively low pressures and temperatures and in a single step in a relatively simple and inexpensive way.

Dette oppnås ved en fremgangsmåte av den innlednings-vis nevnte art, som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravet. This is achieved by a method of the type mentioned at the outset, which is characterized by what appears in the claim.

Ved å benytte den i pressrommet oppstående gass til regulering av trykket kan platene fremstilles i et enkelt trinn med vesentlig lavere presstrykk og med billigere apparatur enn tidligere, og trykket i pressrommet kan lett reguleres ved å bortføre en større eller mindre del av gassen. På grunn av den kjemiske reaksjon som finner sted ved avlutens innvirkning på trematerialet i det lukkede pressrom, skjer oppvarmingen meget hurtig, og de dannede gasser påvirker platen og polymeriserer i denne. Da det benyttes celluloseavlut, er det viktig at den luftforurensende gass ikke slippes ut i atmosfæren, men gjenvin-nes slik at den igjen kan benyttes. By using the gas created in the press room to regulate the pressure, the plates can be produced in a single step with significantly lower press pressure and with cheaper equipment than before, and the pressure in the press room can be easily regulated by removing a larger or smaller part of the gas. Due to the chemical reaction that takes place when the effluent affects the wood material in the closed pressing room, the heating takes place very quickly, and the gases formed affect the plate and polymerize in it. As cellulose waste liquor is used, it is important that the air-polluting gas is not released into the atmosphere, but is recovered so that it can be used again.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, som viser en utførelsesform for en varmpresse til bruk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. In the following, the invention will be explained in more detail in connection with the drawing, which shows an embodiment of a hot press for use in the method according to the invention.

På tegningen, som viser et snitt gjennom et pressmellomrom som avgrenses av et par pressplater, betegnes pressplatene med 1 og 2, av hvilke platen 1 er bevegelig og platen 2 er stasjonær. Platene kan f. eks. ad hydraulisk vei presses sammen, slik det skjematisk er antydet med pilene. Ved kanten til den bevegelige øvre plate 1 er det festet en pakning 3, som lukker mellomrommet mellom platene lufttett når platene 1 og 2 presses sammen om plateråmaterialet. Pakningen 3 er fremstilt av elastisk deformerbart stoff som tåler de forekomne temperatu-rer og består av en liggende rundt langs hele pressmellomrommets kant gående tetningslist med U-formet tverrsnitt. Pakningen 3 er i det viste eksempel fastgjort med en støttedel 4 som går inn i pakningen, og som igjen er fastgjort til kanten av pressplaten 1. Støttedelen 4 kan være fortløpende eller kan bestå av deler som er anbragt med innbyrdes avstand. Da pakningen 3 er fastgjort til den øvre pressplate 1 følger den denne når pressmellomrommet åpnes, slik at platenes råmateriale kan plaseres i pressmellomrommet, og den ferdig pressede plate kan fjernes fra mellomrommet uten at pakningen hindrer dette. In the drawing, which shows a section through a press gap which is delimited by a pair of press plates, the press plates are denoted by 1 and 2, of which plate 1 is movable and plate 2 is stationary. The plates can e.g. ad hydraulically pressed together, as schematically indicated by the arrows. At the edge of the movable upper plate 1, a gasket 3 is attached, which closes the space between the plates airtight when the plates 1 and 2 are pressed together around the plate raw material. The gasket 3 is made of elastically deformable material that can withstand the temperatures encountered and consists of a sealing strip with a U-shaped cross-section running all around the edge of the compression space. In the example shown, the gasket 3 is attached with a support part 4 which goes into the gasket, and which in turn is attached to the edge of the pressure plate 1. The support part 4 can be continuous or can consist of parts that are spaced apart. As the gasket 3 is attached to the upper press plate 1, it follows this when the press gap is opened, so that the plates' raw material can be placed in the press gap, and the finished pressed plate can be removed from the gap without the gasket preventing this.

På tegningen er det vist sponplateråmateriale 6 mellom pressplatene 1 og 2. Rundt råmaterialet er det anbragt i og for seg kjente begrensningslister 5, som imidlertid ikke bestandig er nødvendige. På tegningen er det også vist et kjent hjelpeorgan som letter bortføringen av gassene og dampene fra råmateria-lets midtparti og som består av et trådnett 7 som er anbragt mellom råmaterialet og pressplaten. Dette hjelpeorgan kan like godt være en kombinasjon av en med hull forsynt plate og et nett, idet hullplaten derved vender mot råmaterialet. Organet kan også benyttes på begge sider av råmaterialet, selv om det på tegningen bare er vist på den øvre side av dette. In the drawing, chipboard raw material 6 is shown between the press plates 1 and 2. Around the raw material there are in and of themselves known limiting strips 5, which, however, are not always necessary. The drawing also shows a known auxiliary device which facilitates the removal of the gases and vapors from the central part of the raw material and which consists of a wire mesh 7 which is placed between the raw material and the press plate. This auxiliary device can just as well be a combination of a perforated plate and a net, the perforated plate thereby facing the raw material. The organ can also be used on both sides of the raw material, although in the drawing it is only shown on the upper side of this.

Den del av pressmellomrommet som begrenses av pakningen 3 og av platematerialets begrensningsliste 5 danner et lukket rom. Dette rom er i kontakt med den omgivende luft eller med et samlerør eller en samlebeholder. I det viste eksempel skjer dette ved at det i den faste nederste plate er utformet en kanal 8, som strekker seg fra det lukkede rom ut til kanten. Til denne kanal er festet et rør 9, som er forsynt med en regu-leringsventil 10. Dette rør kan som nevnt enten være åpent ut mot den omgivende luft eller kan være forbundet med en samlebeholder, og når det er tale om flerlagspresser, kan hvert rør væ-re forbundet med et felles samlerør som igjen kan være åpent ut mot den omgivende luft eller kan være forbundet med en samlebeholder. Ved hjelp av reguleringsventilen 10 kan man lett regule-re det i pressmellomrommet herskende gasstrykk uten at det er nødvendig å forandre presstrykket, og i en flerlagspresse kan man få gasstrykkene i alle pressmellomrom nøyaktig like store, noe som naturligvis er fordelaktig av hensyn til oppnåelse av et ensartet sluttprodukt. The part of the press gap which is limited by the gasket 3 and by the plate material's limiting strip 5 forms a closed space. This space is in contact with the ambient air or with a collection pipe or a collection container. In the example shown, this occurs by the fact that a channel 8 is formed in the fixed bottom plate, which extends from the closed space out to the edge. Attached to this channel is a pipe 9, which is equipped with a control valve 10. As mentioned, this pipe can either be open to the surrounding air or can be connected to a collecting container, and when it comes to multi-layer presses, each pipes be connected with a common collection pipe which can again be open to the surrounding air or can be connected to a collection container. With the help of the control valve 10, the prevailing gas pressure in the press space can be easily regulated without it being necessary to change the press pressure, and in a multi-layer press, the gas pressures in all press spaces can be made exactly the same, which is naturally advantageous in terms of achieving a uniform end product.

I det følgende belyses ved hjelp av et eksempel opp-finnelsens særpreg, f. eks. i forbindelse med fremstilling av spon- eller sagsponplater. In the following, the distinctive features of the invention are illustrated with the help of an example, e.g. in connection with the production of chipboard or sawdust boards.

Til lignocelluloseholdige spon eller sagspon tilsettes celluloseavlut eller en derav fremstilt fraksjon på en eller annen kjent måte. Til dette som limstoff benyttede materiale kan det tilsettes små mengder katalytisk virkende tilsetnings-stoffer, og dets surhet kan reguleres etter behov. To lignocellulose-containing chips or sawdust, cellulose waste liquor or a fraction produced from it is added in some known way. Small amounts of catalytically active additives can be added to this material used as an adhesive, and its acidity can be regulated as required.

Av de således fremstilte blandinger av spon eller sagspon og limstoffer dannes råmaterialet som presses i varmpressen ved en temperatur som er større enn 16 5°C og med et trykk som er over 20 kp/cm 2 i pressmellomrommet, som er således lukket fra rå-materialkantenes ytterside at trykket i den gass som forblir mellom pressene sprer seg jevnt over råmaterialet, og gassene kan føres bort gjennom ventilen fra råmaterialet, og på denne måte kan det virkende gasstrykk reguleres innenfor de ønskede grenser. From the mixtures of shavings or sawdust and adhesives produced in this way, the raw material is formed, which is pressed in the hot press at a temperature greater than 16 5°C and with a pressure greater than 20 kp/cm 2 in the press space, which is thus closed from the raw the outer side of the material edges that the pressure in the gas that remains between the presses spreads evenly over the raw material, and the gases can be led away through the valve from the raw material, and in this way the effective gas pressure can be regulated within the desired limits.

Etter behov kan man til dette system gjennom den tidligere nevnte ventil utenfra til pressen lede slike gasser som er nyttige for prosessen. If necessary, such gases that are useful for the process can be led to this system through the previously mentioned valve from outside the press.

Ofte kan det bli tale om å frembringe et undertrykk Often it can be a matter of creating a negative pressure

i råmaterialet før de nevnte gasser ledes inn i pressmellomrommet. Dette letter gassenes inntrengning i råmaterialet. Under-trykkets størrelse har betydning forsåvidt som inntrengningsdyb-den for den benyttede gass på denne måte kan reguleres. in the raw material before the aforementioned gases are led into the press space. This facilitates the penetration of gases into the raw material. The size of the underpressure is important insofar as the penetration depth for the gas used can be regulated in this way.

I de vanlige spon som benyttes til fremstilling av sponplater, blandes i sponindustrien på kjent måte restlut, som inneholder 50 % tørrstoff. Denne mengde er 12 % av sponenes vekt. In the ordinary shavings that are used for the production of chipboard, residual liquor, which contains 50% dry matter, is mixed in the chipping industry in a known manner. This amount is 12% of the chips' weight.

Av denne blanding dannes platens råmateriale, som ikke behøver å være lagdelt. This mixture forms the raw material of the plate, which does not need to be layered.

Råmaterialet presses i en varmpresse med et trykk på 35 kp/cm^ og ved en temperatur på 200°C. The raw material is pressed in a hot press with a pressure of 35 kp/cm^ and at a temperature of 200°C.

Hvis platens sluttykkelse er 18 mm, er presstiden ca. If the plate's final thickness is 18 mm, the pressing time is approx.

18 minutter. 18 minutes.

I denne tid forsvinner en stor del av det i råmaterialet værende vann som damp. During this time, a large part of the water remaining in the raw material disappears as steam.

Med en pressautoklav menes her den autoklav som opp-står når pressen er fast og det i pressmellomrommet dannes et rom som ihvert fall i noen grad er tilstengt, slik at den deri værende gassmengde og trykket i denne kan reguleres ved hjelp av en ventil. By a press autoclave is meant here the autoclave that arises when the press is fixed and a space is formed in the press space which is at least to some extent closed off, so that the amount of gas in it and the pressure in it can be regulated with the help of a valve.

Når den nevnte presstid på 18 minutter er avsluttet, lukkes pressautoklavens ventil. When the aforementioned press time of 18 minutes has ended, the press autoclave's valve is closed.

Etter at ventilen er lukket, begynner trykket i pressautoklaven å stige. Gassens trykk i pressautoklaven stiger på After the valve is closed, the pressure in the pressure autoclave begins to rise. The pressure of the gas in the pressure autoclave rises

2 2

11 minutter til 10 kp/cm . 11 minutes to 10 kp/cm.

Når det nevnte trykk er oppnådd, holdes platen ennu When the mentioned pressure is achieved, the plate is still held

9 minutter på dette trykk på 10 kp/cm 2 for at den skal få de ønskede egenskaper. 9 minutes at this pressure of 10 kp/cm 2 for it to acquire the desired properties.

En slik plate har i sammenligning med en tradisjonell sponplate god strekkfasthet i tverretningen, liten vannaborbsjon, liten svelning (bare ca. 2 - 6 %) og ytterst stor værbestandig-het. Compared to a traditional chipboard, such a board has good tensile strength in the transverse direction, little water absorption, little swelling (only approx. 2 - 6%) and extremely high weather resistance.

Den foran omtalte plate kan fremstilles ifølge britisk patent nr. 993.693, men ved denne kjente fremgangsmåte flyttes platens råmateriale etter den 18 minutter lange presstid i sam-svar med fremgangsmåten som er angitt i det britiske patent, bort fra pressen til en ny varmebehandling, som ifølge de forekomne opplysninger varer ca. 100 minutter. The plate mentioned above can be produced according to British patent no. 993,693, but in this known method, the raw material of the plate is moved after the 18-minute pressing time in accordance with the method stated in the British patent, away from the press to a new heat treatment, which according to the available information lasts approx. 100 minutes.

Ved den her beskrevne pressautoklavmetode er auto-klavtiden bare 20 minutter. With the pressure autoclave method described here, the autoclave time is only 20 minutes.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har viset seg å væ-re av særlig betydning ved fremstilling av plateprodukter av barkavfall og sulfittavlut. The method according to the invention has proven to be of particular importance in the production of plate products from bark waste and sulphite leachate.

I et laboratorieforsøk har man på kjent måte tilført en findelt blanding av gran- og furubark 10 % av 50 prosentig sulfittavlut. Av således behandlede spon har man fremstilt pla-teråmateriale på samme måte som sponplatens råmateriale fremstilles. Platematerialet er formet på et trådnett og ved hjelp av dette anbragt i varmpressen. Etter lukking av pressen blir pla-teproduktet presset ved en temperatur på 220°C i 20 minutter, slik at den dannede nærmest vanndampholdige gass fritt kan for-svinne. Etter denne pressing lukkes pressautoklavens ventil og trykket bringes til å stige til 10 kp/cm . Platen holdes ytter-ligere 9 minutter ved dette trykk ved at trykket reguleres ved hjelp av pressautoklavens ventil. Deretter fjernes platen fra pressen og avkjøles og slipes. Når man benytter forskjellige barklag og forskjellig avlut, må man modifisere pressforholdene og lengden av de forskjellige stadier. In a laboratory experiment, 10% of 50% sulfite liquor was added to a finely divided mixture of spruce and pine bark in a known manner. Plate raw material has been produced from chips treated in this way in the same way as chipboard raw material is produced. The plate material is shaped on a wire mesh and with the help of this placed in the hot press. After closing the press, the sheet product is pressed at a temperature of 220°C for 20 minutes, so that the formed gas containing almost water vapor can freely disappear. After this pressing, the pressure autoclave's valve is closed and the pressure is brought to rise to 10 kp/cm. The plate is held for a further 9 minutes at this pressure by regulating the pressure using the pressure autoclave's valve. The plate is then removed from the press and cooled and ground. When using different bark layers and different liquors, the pressure conditions and the length of the different stages must be modified.

Når platen behandles i en pressautoklav isteden for When the plate is processed in a pressure autoclave instead

i en vanlig autoklav, fås en bedre platekvalitet, og man behøver ikke å slipe bort en så stor mengde ferdig plate som man måtte gjøre ved anvendelse av en vanlig autoklav. in a normal autoclave, a better plate quality is obtained, and one does not have to grind away as large a quantity of finished plate as one would have to do when using a normal autoclave.

Claims

Process for hot pressing sheets of lignocellulosic material, from which sheet blanks are formed in a manner known per se using cellulose waste liquor as adhesive, the sheet blank being pressed and heated in a closed pressing room, characterized by the rising water vapor being removed while the sheet is in place in the same closed room, and that the pressure prevailing therein is regulated using the gases arising in the plates, which are then collected, - the pressure being at least 10 kp/cm 2 , the treatment time not exceeding 40 minutes and the temperature being at least 165° C