PL167417B1

PL167417B1 - i/lub opakowan i urzadzenie do wytwarzania ksztaltek, zwlaszcza do elementówkonstrukcyjnych, izolacyjnych l/lub opakowan PL

Info

Publication number: PL167417B1
Application number: PL90285503A
Authority: PL
Inventors: Markus Rettenbacher
Original assignee: Kaindl Holzindustrie
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1995-09-30
Also published as: BG60480B1; NO914747D0; FI93528C; RU2105776C1; AU5745490A; GR900100426A; WO1990014935A1; YU108690A; US6022615A; US5916503A; EP0477203A1; AT393272B; CA2062789A1; HU905209D0; PL285503A1; GR1000952B; YU47162B; ATA139289A; SK280207B6; CS9002832A2

Abstract

polegajacy na tworzeniu ich z wilgotnego, naturalnego materialu, wlóknistego lub zawierajacego wlókna oraz srodka wiazacego w procesie mieszania i zageszczania w prasie slimakowej z dolaczona dysza formujaca, zna- mienny tym, ze jako srodek wiazacy stosuje sie przynaj- mniej jedna biopolimerowa substancje naturalna wybrana sposród: skrobii, dekstryn, pektyn, kolagenu, bialek jaj lub kazeiny, a jednoczesnie stosuje sie wilgotnosc mie- szaniny wynoszaca 6-25% w odniesieniu do masy calko- witej, przy czym w prasie slimakowej zwieksza sie na skutek zageszczania i dzialania scinajacego cisnienie i temperature mieszaniny az do stopienia srodka wiaza- cego do postaci zelu, nastepnie obniza sie cisnienie mie- szaniny stosujac warunki spontanicznej ekspansji i wyt- warzania pary z rozlozonej równomiernie wilgoci, przy czym wytwarza sie ksztaltke wlóknista i/lub wiórowa o malej gestosci i szczelnej powierzchni. 15 Urzadzenie do wytwarzania ksztaltek, zwlaszcza do elementów konstrukcyjnych, izolacyjnych i/lu b opa- kowan, posiadajace przyrzady do rozdrabniania i/lub kondycjonowania i/lub wstepnego mieszania kompo- nentów wyjsciowych oraz przyrzady do ich dozowanego doprowadzania w stanie stalym, w kawalkach lub drob- nych czastkach skladników wyjsciowych i przyrzady do ich dozowanego doprowadzania do prasy z co najmniej jednym, nadajacym ksztalt, otworem wyciskajacym, lub wypychajacym, znamienne tym, ze prasa slimakowa (2, 20) posiada umieszczony przeciwnie do wyplywu stru- mienia z dyszy wylotowej (26, 2 6 0 )... PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kształtek, zwłaszcza do elementów konstrukcyjnych, izolacyjnych i/lub opakowań, przeważnie kształtek wiórowych i/lub pilśniowych i/lub płyt wiórowych i/lub pilśniowych, urządzenie do wytwarzania kształtek, zwłaszcza do elementów konstrukcyjnych, izolacyjnych i/lub opakowań.

167 417

Znanych jest wiele sposobów, umożliwiających przetwarzanie zawierających biopolimery produktów w celu dalszego ich przerabiania w specjalnym drugim etapie roboczym, np. na płyty pilśniowe. Następuje to albo na drodze przetwarzania przy użyciu pary i następującego potem odprężenia, albo na drodze mechanicznego rozdrobnienia. Najczęściej stosowana jest kombinacja tych obu sposobów. Takie sposoby przeróbki obciążone są wadami, które stanowią wysokie zużycie energii i konieczność przeróbki powstających produktów pośrednich jedynie partiami.

Znane są również sposoby, w których następuje przetłaczanie masy z żywicą i ścinkami drewna w celu wytworzenia struktury płytowej. Muszą być przy tym stosowane specjalnie konstruowane wytłaczarki, w szczególności prasy ślimakowe. Najczęściej wymagane jest wytwarzanie półproduktów, nie następuje jednak nigdy uzyskanie produktu końcowego w pojedynczym takcie roboczym. Również nakłady, związane z komecznścią stosowania własnych maszyn do tych produktów, podrażają koszty produkowanych przy pomocy znanych urządzeń, płyt, elementów ściennych itp.

Reprezentatywny dla znanych sposobów przetłaczania w celu wytwarzania płyt i kształtek z zawierającego celulozę drzewną materiału, w szczególności ścinek drewnianych, jest sposób podany w opisie patentowym RFN nr DE-A1 1 653 263, zgodnie z którym wilgotny pocięty surowiec jest najpierw doprowadzany do żądanej wilgotności w mieszalniku osuszającym, a następnie mieszany w co najmniej jednym mieszalniku ze środkiem wiążącym i dopiero po zajściu własnego etapu zwilżania jednym środkiem wiążącym - podane są tu konkretne kleje - przy regulowanym w sposób ciągły ciśnieniu w prasie ślimakowej i regulacji temperatur jest wyciskany w sposób ciągły w gotowy produkt.

Wadę produkowanych przy użyciu znanych dotychczas sposobów płyt wiórowych stanowi ich wysoka gęstość, która przykładowo w przypadku małych mebli prowadzi do zbyt wysokiego ciężaru i nieporęczności, ponadto niezbyt się one nadają do celów izolacji cieplnej, np. na płyty podłogowe, ścienne, stropowe, obudowy poddasza itp.

Inną dużą dziedzinę stanowi produkcja płyt izolacyjnych - zazwyczaj o małej gęstości - z charakteryzująych się zmiennymi w szerokim zakresie własnościami spienionych tworzyw sztucznych, których porowatość jest uzyskiwana przy pomocy gazotwórczych komponentów wyjściowych lub dodatków. Wady stanowią tu ich obniżające się silnie wraz z malejącą gęstością własności mechaniczne, łatwopalność, i łatwotopliwość, niewystarczającą odporność na chemikalia oraz ich niekorzystne własności odnośnie degradacji po zużyciu. Problemy środowiskowe mogą również wystąpić w przypadku opisanych wyżej płyt włóknistych już podczas ich produkcji na skutek stosowanych przy tym chemikaliów, jak tez podczas zgodnego z ich przeznaczeniem użytkownika.

Celem wynalazku jest zatem stwarzanie przy wyeliminowaniu wad znanych dotychczas sposobów i produktów a także przy użyciu zwykłych pras bez etapu wstępnego zwilżenia wiórowych lub włóknistych materiałów, sposobu, który umożliwi wytwarzanie opisanych na wstępie produktów w zasadzie w jednym takcie roboczym przy użyciu nieszkodliwych dla środowiska substancji wyjściowych. Powinny być przy tym otrzymywane produkty, które wyróżniałyby się wysoką izotropią i związanymi z tym równomiernymi własnościami fizycznymi w porównaniu do znanych dotychczas produktów, a ponadto mniejszymi gęstościami przy jednoczesnej wyższej stabilności mechanicznej.

Istota wynalazku w kategorii sposobu wytwarzania kształtek polega na tym, ze jako środek wiążący stosuje się przynajmniej jedną biopolimerową substancję naturalną wybraną spośród: skrobii, dekstryn, pektyn, kolagenu, białek jaj lub kazeiny, a jednocześnie stosuje się wilgotność mieszaniny wynoszącą 6-25% w odniesieniu do masy całkowitej, przy czym w prasie ślimakowej zw iększa się na skutek zagęszczania i działania ścinającego ciśnienie i temperaturę mieszaniny aż do stopienia środka wiążącego do postaci żelu, następnie z mieszaniny uzyskanego w wyniku stopienia żelu usuwa się po jej wytworzeniu ciśnienie stosując warunki spontanicznej ekspansji i wytwarzania pary z rozłożonej równomiernie wilgoci, przy czym wytwarza się kształtkę włóknistą i/lub wiórową o małej gęstości i szczelnej powierzchni.

Korzystnie jako środek wiążący stosuje się skrobię, którą korzystnie co najmniej częściowo zastępuje się przez zawierające skrobię części roślin wybranych spośród: zbóż i owoców pestkowych oraz zawierających skrobię korzeni bulw i nasion w stanie rozdrobnionym lub naturalnym.

Korzystnie stosuje się zawierający włókna lub włóknisty materiał wybrany spośród: wiórów drewnianych, włókien roślinnych, materiałów celulozowych, materiałów celulozowych z odzysku, papieru i papieru z odzysku.

167 417

Korzystnie mieszaninę uzyskanego w wyniku stopienia żelu nagrzewa się w ekstruderze pod działaniem następującej tam obróbki mechanicznej, ścinania i wzrostu ciśnienia do temperatur powyżej 100°C, zwłaszcza z zakresu między 125 do 250°C, i spręża się do ciśnienia od 15 do 600 X 10⁵ hPa, zwłaszcza z zakresu między 20 i 250 X 10⁵ hPa.

Korzystnie w trakcie tworzenia uzyskanego w wyniku stopienia, żelu do mieszaniny doprowadza się właściwą energię mechaniczną („SME“) od 0,05 do 0,7kWh/kg, zwłaszcza od 0,1 do 0,3 kWh/kg.

Korzystnie opuszczającą ekstruder mieszaninę uzyskanego w wyniku stopienia żelu poddaje się bezpośrednio spontanicznemu usunięciu ciśnienia przy zachowaniu wskaźnika ekspansji równego co najmniej 1,1, zwłaszcza od 2 do 8.

Korzystnie wyciskaniu z ekspansją poddaje się mieszaninę o zawartości biopolimerycznego środka wiążącego od 5 do 85% wag., korzystnie od 10 do 50% wag. w odniesieniu do suchej masy podstawowej.

Korzystnie wyciskaniu z ekspansją poddaje się mieszaninę z dodatkiem mieszalnego z wodą, ciekłego środka rozprężającego z grupy alkoholi lub ketonów, które posiadają temperaturę wrzenia przy ciśnieniu normalnym wynoszącą od 70 do 180°C.

Korzystnie wyciskaniu z ekspansją poddaje się mieszaninę co najmniej jednym, modyfikującym własności substancji skrobiowej środka wiążącego, środkiem hydrofobizującym wybranym spośród: olejów naturalnych lub syntetycznych, wosków, tłuszczów, żywic, kauczuków, parafin, silikonów i tworzyw sztucznych.

Korzystnie wyciskaniu z ekspansją poddaje się mieszaninę z co najmniej jednym, zdolnym w warunkach wytłaczania do utworzenia mostków sieciujących między cząsteczkami biopolimerowego środka wiążącego, przeważnie cząsteczkami skrobi, przynajmniej dwufunkcyjnym modyfikatorem, wybranym spośród: krótkołańcuchowym kwasów dwu- i poliwęglowych, dwu- lub poli(tio)olejów i ich pochodnych, zawierających trzeciorzędowe grupy aminowe cząsteczek oraz kwasów polifosforowych.

Korzystnie powierzchnię utworzonego podczas wyciskania pasma mieszaniny stopionego żelu pokrywa się jeszcze przed opuszczeniem ekstrudera doprowadzaną z zewnątrz, tworzącą powłokę, masą, przeważnie żywicą lub klejem.

Korzystnie powierzchnię utworzonego podczas wyciskania pasma mieszaniny stopionego żelu pokrywa się powłoką bezpośrednio po opuszczeniu ekstrudera, zwykle przed zakończeniem ekspansji spontanicznej.

Korzystnie utworzone w ekstruderze i ekspandujące spontanicznie bezpośrednio po jego opuszczeniu pasmo w celu uzyskania żądanego przekroju lub profilu poddaje się ograniczeniu ekspansji.

Korzystnie podczas spontanicznej ekspansji, korzystnie podczas procesu jej ograniczania, pasmo powleka się lub łączy z powłoką powierzchniową, zwłaszcza powłoką foliową.

Szczególnie istotne jest przy tym wykonanie prawidłowego stopionego żelu poprzez zastosowanie ciśnienia i temperatury, przy czym zawierające zazwyczaj skrobię i inne zdolne do tworzenia stopionej masy środki wiążące, do których w ogólności należy zaliczyć również skrobie w rozdrobnionej stałej postaci jak np. całe ziarna ryżu, również z łupinami, jako częścią materiału włóknistego, równomiernie wymieszane z pozostałym biogennym materiałem wiórowym ewentualnie włóknistym, a zatem ścinkami drewna, słomą, papą, papierem itp. mogą być po ustawieniu odpowiedniej wilgotności doprowadzane bezpośrednio do prasy ślimakowej. W związku z tym możliwa jest produkcja praktycznie w ramach jednego taktu roboczego. Do biogennych materiałów wielkocząsteczkowych powinny być również zaliczane poza rozdrobnionymi na wióry, włókna, włóknistymi, zawierającymi włókna i mającymi postać włókien podanymi wyżej materiałami również materiały, posiadające włókniste cząsteczki, np. kauczuk.

Dzięki przeprowadzeniu doprowadzonego jako substancja stała środka wiążącego w stopioną konsystencję typu żelowego możliwa jest mimo następującego bezpośrednio rozszerzania bezproblemowa przeróbka przy użyciu wielu różnych typów pras ślimakowych. Produkt dzięki związaniu zastosowanych biogennych materiałów, np. ścinków drewna, zostaje przeprowadzony w tę wysokolepką fazę, proces jest łatwy do opanowania i daje w efekcie produkty o gładkiej powierzchni, małej gęstości i wysokiej wytrzymałości. Otrzymanie takiej żelowatej konsystencji może być

167 417 również ułatwione przy pomocy dodatków, które same nie posiadają tych własności, wywołują je jednak u innych składników, np. w ścinkach drewna, przy intensywnej przeróbce w prasie ślimakowej, jak np. rozpuszczalniki lub środki do spęczniania celulozy.

W zakresie urządzenia istota wynalazku polega na tym, że prasa ślimakowa posiada umieszczony przeciwnie do wypływu strumienia z dyszy wylotowej obszar przeróbki do częściowego obniżenia ciśnienia, gdzie zachodzi częściowa ekspansja wewnętrzna przewidzianej do przeróbki mieszaniny.

Korzystnie urządzenie według wynalazku posiada dołączony w zasadzie bezpośrednio do otworu wyciskającego przyrząd do ograniczania ekspansji spontanicznej pasma z doprowadzanymi każdorazowo do prędkości ruchu pasma lub regulowanymi walcami i/lub rolkami oraz taśmami współbieżnymi.

Korzystnie walce lub rolki przyrządu do ograniczania pasma są utworzone z umieszczonych lub wykonanych korzystnie poprzecznie do kierunku ruchu pasma, odpowiednio do żądanego przekroju lub profilu ekspandowanego pasma, współbieżnych lub napędzanych z możliwością sterowania odpowiednio do prędkości ruchu pasma, walców o zmniejszającej adhezję, gładkiej lub posiadającej właściwą strukturę, powierzchni.

Korzystnie taśmy współbieżne przyrządu do ograniczania pasma są utworzone z poruszanych korzystnie w kierunku ruchu pasma i z prędkością zbliżoną do prędkości ruchu pasma, wykonanych lub umieszczonych odpowiednio do żądanego przekroju ewentualnie profilu ekspandowanego pasma, ścian ograniczających lub taśm współbieżnych bez końca o zmniejszającej adhezję, gładkiej lub posiadającej właściwą strukturę powierzchni.

Korzystnie urządzenie według wynalazku posiada co najmniej jeden przyrząd do następującego korzystnie z prędkością ruchu pasma, ciągłego doprowadzania folii do powlekania pasma między powierzchnią pasma i walce oraz rolki, przyrządu do ograniczania pasma.

Korzystnie prasa ślimakowa posiada kilka, uchodzących w pobliżu dyszy do obszaru wylotowego komory prasy ślimakowej, rozłożonych na jej obwodzie wewnętrznym, doprowadzeń dla dostarczanych pod ciśnieniem środków do powlekania powierzchni pasma lub klejenia.

Kształtka wytworzona sposobem według wynalazku utworzona jest z co najmniej jednego wilgotnego, naturalnego materiału włóknistego lub zawierającego włókna i co najmniej jednego środka wiążącego, stanowiąca materiał budowlany, meblowy, strukturalny, izolacyjny lub opakowaniowy. Ma ona zasadniczo szczelną powierzchnię i jest utworzona z co najmniej jednej, poddanej bezpośrednio po wyciskaniu ekspansji spontanicznej, mieszaniny stopionego żelu, w której cząstki rozdrobnionego, zawierającego włókna i/lub włóknistego, biogennego, wielkocząsteczkowego materiału są umieszczone wewnątrz posiadającej dużą liczbę pustych przestrzeni o małych wymiarach, decydującej w zasadzie o strukturze, matrycy na bazie utwardzanego pod działaniem podwyższonej temperatury, zwiększonego ciśnienia i/lub obróbki mechanicznej, stopionego, utworzonego z przynajmniej jednej bipolimerowej, naturalnej substancji wybranej spośród: skrobii, dekstryn, pektyn, kolagenu, białek jaj lub kazeiny, środka wiążącego, przy czym udział środka wiążącego wynosi 5 do 85% wag., przeważnie 10 do 50% wag. w odniesieniu do suchej masy podstawowej.

Kształtka taka zawiera oddzielone zasadniczo od siebie puste przestrzenie o małych wymiarach i posiada leżącą poniżej całkowitej gęstości składających się na nią komponentów niegazowych gęstość równą 0,05 do 1,0 t/m , korzystnie od 0,1 do 0,4 t/m .

Kształtka posiada połączoną z powierzchnią wyciskanego, spontanicznie ekspandowanego pasma powłokę. Takie cechy kształtki świadczą o dużych zaletach sposobu według wynalazku.

Zaleta sposobu według wynalazku polega także na tym, że można zrezygnować z rozdrobniania, a także każdego innego przygotowywania składników środków wiążących, jeżeli są one dostarczane jako rozdrobnione naturalnie, a zatem jako owoce ziarniste, jak na przykład wszystkie rodzaje zbóż. Ponadto oprócz wszystkich rodzajów zbóż zastosowania mogą znaleźć także korzenie, bulwy, jak topika i inne korzenie i bulwy roślin tropikalnych, ziemniaki itp., pnie lub inne zawierające lub produkujące środki wiążące części roślin, po odpowiednim, względnie zgrubnym rozdrobnieniu. Mogą one zatem, co jest godne uwagi, być stosowane w stanie naturalnym. Skonstruowane według wynalazku urządzenie wytłaczające przynosi korzyść w postaci szczególnie dokładnej sterowalności wymiarów ekspandowanych elementów obrabianych i „łatwiejszą tech167 417 nikę przetwarzania. Poprzez posiadające odpowiednio zwiększone wysokości suwów obszary ślimaków ewentualnie poprzez uwzględnienie większych „swobodnych objętości transportowych między obracającymi się ślimakami i ścianą prasy ślimakowej.

Szczególną zaletą w innym korzystnym przykładzie wykonania urządzenia, w którym posiada ono dołączone przeważnie bezpośrednio do dyszy wylotowej urządzenie do ograniczania ekspansji spontanicznej pasma z doprowadzanymi każdorazowo do prędkości ruchu pasma, w szczególności regulowanymi, elementami odtaczanymi i/lub współbieżnymi, stanowi jego prosta budowa, która jest w stanie zapewnić prawidłową dokładność wymiarową przy nie dającym się podczas produkcji w prosty sposób sterować odnośnie wymiarów produkcie.

Wytworzone zgodnie z wynalazkiem nowe produkty mają tę szczególną zaletę, że ich ciężar właściwy może być sterowany poprzez zmianę stopnia rozszerzenia, na który ma w dużym stopniu wpływ ciśnienie i temperatura, i w ten sposób możliwa jest do uzyskania znacznie lżejsza płyta pilśniowa, w której dają się zauważyć jedynie niewielkie spadki wytrzymałości.

Kształtka posiada przy grubościach materiału w zakresach 13 - 20 - 25 - 32 - 40 - 50 mm wartości wytrzymałości na zginanie co najmniej 14,5, 13,5, 13, 11, 9,5 i 7 N/mm².

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut ukośny najważniejszych części zgodnego z wynalazkiem urządzenia do produkcji płyt pilśniowych, z urządzeniem ograniczających kształt przekroju na bazie walców, fig. 2 - wycinek również zgodnego z wynalazkiem urządzenia, z zespołem ograniczającym kształt posiadającym wykonane jako taśmy bez końca elementy ścienne.

Jak to pokazano na fig. 1 z zasobników 101, 111 i 121 poprzez taśmy dozujące 10 i 11 oraz ślimak dozujący 12 wprowadzane są kolejne ścinki drewna, zawierający skorbię środek wiążący i „dodatki - wszystkie w postaci stałej, rozdrobnionej na kawałki lub małe części - do leja zasypowego 21 prasy ślimakowej 2. Stamtąd masa jest w sposób ciągły wprowadzana do przestrzeni roboczej prasy dwuślimakowej 2 o napędzie 22, przy czym w następującej bezpośrednio za lejem 21 strefie wciągania 201 prasy ślimakowej następuje wstępne mieszanie komponentów wyjściowych, w dołączonej do niej strefie zagęszczania 202 z jednej strony zahamowane zostaje „parowanie zwrotne, a z drugiej strony następuje pierwsze wstępne zagęszczenie masy podstawowej. W strefie zagęszczania 202 ma swoje ujście przewód 206, poprzez który może być przykładowo doprowadzana woda w celu regulacji ustalanej każdorazowo wilgotności całkowitej masy podstawowej. W następującej dalej strefie przetłaczania 203 - określanej tutaj jako „strefa ścinania - zachodzi, zwłaszcza przy odpowiednim wykonaniu ślimaka, wniesienie dużej ilości energii przy silnym podwyższeniu ciśnienia i temperatury do masy podstawowej. Następująca po strefie ścinania 203, strefa 204 dalszej przeróbki posiada doprowadzenia 207, przykładowo dla dostarczenia środka hydrofobizującego do środka wiążącego, i służy do stabilizacji aktualnie stopionej masy podstawowej, wprowadzenia modyfikatorów środków wiążących - w ten sposób, że przewidziane jest tam np. zwiększenie wysokości suwów ślimaków lub redukcja liczby zwojów w przypadku ślimaka wielokrotnego, co powoduje, ze następuje tam pierwsze, częściowe rozprężenie wstępne, jak również „wygładzenie masy podstawowej. Do dołączonej w kierunku przepływu strumienia materiału strefy wylotowej 205 uchodzi następne doprowadzenie 208, przez które może zachodzić dostarczenie materiału do znajdującej się w stanie „stopionego żelu masy w celu modyfikacji jej powierzchni np. w celu powlekania zewnętrznego produkowanych płyt, sieciującego na gorąco tworzywa sztucznego. Na zakończenie masa podstawowa zostaje wyciikka przez - tutaj prostokątną - dyszę 26 prasy ślimakowej, i w następstwie usunięcia ciśnienia bepośrednio potem rozpoczyna się spontaniczne rozszerzanie się płaskiego pasma 4 na skutek odparowania części znajdującej się w nim wilgoci wraz z jego ciągłym „zagęszczaniem przy obniżeniu gęstości w obszarze 41 po opuszczeniu płaskiej dyszy 26.

Do ograniczenia grubości płyt przewidziany jest zespół 3 ograniczający wyciskany profil, którego korpus 31 posiada korzystnie przesuwne względem siebie i mające możliwość dokładnego ustalenia położenia, umieszczone naprzeciw siebie górne i dolne walce 33 i 32, między którymi wydłużające się bardzo wolno w następstwie podwyższenia lepkości na skutek oziębienia pasmo jest prowadzone i dokładnie profilowane oraz utrzymywane w ten sposób, że na zakończenie otrzymywana jest tzw. „płyta bez końca o żądanej grubości. Następnie ma miejsce przykrojenie do

167 417 przewidzianej każdorazowo wielkości płyty oraz ewentualnie obróbka wykańczająca, np. poprzez hydrofobizację powierzchni itp.

Przy odpowiednim wykonaniu powierzchni walców 32 i 33 pokrytych zazwyczaj silikonem lub teflonem można wytwarzać płyty o żądanej strukturze powierzchni.

Liniami przerywanymi pokazano na fig. 1 ponadto, w jaki sposób taśma powlekająca 50 jest prowadzona poprzez rolkę zaginającą 52 nie pokazanego bliżej urządzenia 5 do powlekania folią. Na końcu obszaru ekspansji 41 przeciwnie do górnej strony pasma 4, jest ona zaginana ponownie wokół pierwszego z górnych walców 33 młyna walcowego do ograniczania profilu 3, i na zakończenie wciągana między pasmo 4 i górne walce 33. Dzięki wprowadzeniu pod ciśnieniem kleju przez doprowadzenie 208 przez dyszę 26 do obszaru 205 prasy ślimakowej, np. poprzez umieszczony po wewnętrznej stronie cylindra, otwarty w kierunku ślimaka, kanał pierścieniowy, powierzchnia pasma 4 może być wyposażona w „warstwę kleju“, przy pomocy której wciągana w klatkę walcową 3 folia tworząca taśmę powlekającą 50 może być podczas tworzenia warstwy foliowej 45 wiązana na stałe z powierzchnią płyty 40.

Drugie analogiczne urządzenie do pokazanego na rysunku urządzenia do doprowadzania folii 50 może być oczywiście przewidziane także do powlekania spodniej strony płyty.

Pokazane na fig. 2 urządzenie do ograniczania przekroju profilu 30 posiada osadzone na szkielecie 310 rolki 311 do prowadzenia górnej i dolnej taśmy 330 i 320 bez końca, które tworzą górny i dolny, poruszający się w sposób ciągły w kierunku ruchu pasma 4 (patrz strzałka) z prędkością ruchu pasma „element ścienny. Taśmy 330 i 320 mogą - odpowiednio do prędkości pasma - być napędzane z regulowaną prędkością, mogą być jednak wykonane również jako „taśmy współbieżne. Poprzez doprowadzenie 270 w dyszy płaskiej 26 w pobliżu obszaru wylotowego 240 -nie pokazanego całkowicie cylindra prasy ślimakowej 20 może być doprowadzane medium do powlekania powierzchni, które w następstwie mającego potem miejsce wyciskania jest wiązane z masą podstawową w integralny sposób w paśmie 40.

Liniami przyrywanymi zaznaczone jest inne urządzenie do powlekania powierzchni, rozciąga się poprzecznie nad opuszczającym dyszę 260, znajdującym się w stanie ekspansji obszarem 410 pasma 40 i posiada na swej spodniej strony otwory wylotowe w celu równomiernego rozdzielenia doprowadzonego przez doprowadzenia 510 środka do powlekania powierzchni. Takie samo urządzenie może być oczywiście przewidziane do zasilania spodniej strony pasma w środek do powlekania.

Rozumie się samo przez się, ze w przypadku, gdy pożądana jest specjalna struktura powierzchni wytwarzania lekkich płyt otrzymanych z pasma 40 taśmy 330 i 320 bez końca mogą one posiadać odpowiednie ukształtowanie powierzchni, przy czym szczególnie korzystne jest wyposażenie jej w obniżającą adhezję powłokę, jak wspomniano powyżej.

Kształtki, wytworzone sposobem według wynalazku mają zastosowanie, zwłaszcza do elementów strukturalnych, izolacji i/lub opakowań, przeważnie profile i/lub płyty pilśniowe, na bazie związanych z utworzeniem struktury, zwłaszcza struktury stałej, posiadającym podzielony na małe cząstki, zawierający w szczególności włókno i/lub mający kszatlt włókien materiał, otrzymanych na drodze wyciskania mas. Kształtki te stanowią wyjątkowo wytrzymałe mechanicznie, odporne łatwe w manipulowaniu, np. dające się bezproblemowo przycinać i szlifować, kształtki o estetycznym wyglądzie i długim czasie życia, których dziedziny zastosowania nie są ograniczone i sięgają od budownictwa poprzez architekturę wnętrz, budowę pojazdów i samochodów aż po różnorodne lekkie opakowania.

Przy zastosowaniu tekstury piaskowej kształtki charakteryzują się szczególnie wysoką wytrzymałością i izotropią swoich właściwości mechanicznych i technologicznych.

Kształtki o teksturze zamkniętych komórek mają zaletę w postaci wysokiej odporności na wchłanianie cieczy, w szczególności wody, dlatego też mogą być stosowane również w obszarach o wysokiej wilgotności, np. w tropikach, pomieszczeniach piwnicznych lub jako materiał opakowaniowy dla świeżych owoców i mięsa.

Zgodnie z wynalazkiem kształtki o gęstościach od 0,05 do 1,0 t/m³, zwłaszcza 0,1 do 0,4 t/m³są zalecane z powodu swojej „lekkości przy zapewnionej jednocześnie wystarczającej stabilności mechanicznej.

Zalety, które może dla nowych kształtek o obniżonej gęstości wnieść powłoka połączona korzystnie integralnie z powierzchnią pasma 40 wynikają z objaśnionych już poprzednio korzyści.

167 417

Dzięki powłoce uzyskuje się poza uszlachetnieniem powierzchni podnoszący dodatkowo stabilność i eliminujący braki powierzchni efekt typu „sandwich.

Nowe, w szczególności płytowe, ekspandowane kształtki o wartościach wytrzymałości w zależności od grubości od 14,5 do 7 N/mm² mają tę zaletę, że dają się bez problemów stosować na miejsce zwykłych płyt wiórowych o dowolnej grubości.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony bliżej na podstawie następujących przykładów:

Pi zy kład I . Wytwarzanie ekspanoowanej płyty pilśniowej 60% wgg. ćcinóów drewniancch o wielkości 6 do 3 mm, wilgotności resztkowej 12%, 35% wag. mączki Cassaya o wilgotności 12% i 5% wag. żywicy szwedzkiej, wszystko w stanie stałym, dozowane było do stożkowej prasy dwummakowej, która praca została tak ustawiona, ze uzyskano temperaturę masy 166° i ciśnienie masy 156 X 16³ hPa w pobliżu dyszy. Stopiona do stanu plastycznego masa była wyciskana przez płaską dyszę o wyrównywanej temperaturze i poprzez gwałtowne usunięcie ciśnienia przy ustawianiu wskaźnika ekspansji na 3 przeprowadzana z płytą bez końca, która następnie była transportowana do dalszych miejsc przeróbki.

Płyta miała zwartą powierzchnię, grubość 26 mm, gęstość 6,48 t/m3 i wytrzymałość na zlamao nie przy zginaniu 14,2 N/mm .

Przykład II. Do prasy nwuślimakoorJ doprowadzano w sposób ciągły poprzez oddzielne urządzenia dozujące łamany ryz i kauczuk naturalny w proporcjach ilościowych 76% wag. do 29% wag.

W obszarze strefy zagęszczania do prasy ślimakowej doprowadzano przez przewód taką ilość wody (w zakresie od około 2 do 10% wag. w odniesieniu do 99% substancji wyjściowych), ze do strefy kompresji prasy przesyłana była masa podstawowa o całkowitej zawartości wody 14% wag. Przez iany przewód do „obszaru dalszej przeróbki prasy wprowadzano, w odniesieniu do stałych składników wyjściowych 1% wag. 66% óonanj emulsji parafiny. Temperatura masy wynosiła podczas stabilnej pracy ciągłej 165°C, ciśnienia masy podstawowej 266 X 163cPp. Przez dwa kołowe otwory o średnicy 1,5cm przy ustawieniu wskaźnika ekspansji na 6 óny^^epan były w sposób ciągły pasma o przekroju kołowym, rozdrobnione następnie w stanie nadal wolno ekspandującym przy pomocy noża rotacyjnego na granulat z drobnych kulek. Otrzymany w efekcie, estetycznie wyglądający wypełniacz opakowaniowy był wodoodporny, elastyczny, posiadał ponadto wysokie siły przywracające do stanu sleróotango i na koniec wykazywał po zużyciu dobre własności samodegdanacyjne.

Przykład III. Postępowano w sposób, opisany w przykładzie II, z tą Jednnin różnicą, ze poza 70% wag. łamanego ryżu dozowano tam mniej naturalnego kauczuku, a mianowicie 24% wag. i dodatkowo 5% wag. celulozy jako biogennego materiału włóknistego i poprzez płaską dyszę wyciskano opakowaniowy materiał foliowy o grubości około 1,5 mm.

Otrzymane elastyczne, charakteryzujące się stałością kształtu i obniżoną gęstością runo, które wraz z rosnącym ciśnieniem wykazywało rosnące proporcjonalnie siły przywracające do stanu pindóotango i wysoką wytrzymałość na dozdtóaaie.

Przykład IV. Do procesu wytłaczania zostały dobrane następujące komponenty i parametry:

skrobia ziemniaczana bezwodnik kwasu ftalowego wartość pH celuloza (z przemysłu papierniczego) zawartość wody w całej mieszaninie ustawiona na

Parametry procesu:

77,5% wwg.

2,55% wwg.

do 11 (regulowana przy pomocy 36% NaOH) 36% ld%wag.

Wskaźnik ekspansji gęstość temperatura masy ciśnienie masy

4,5

0,25 t/n^3 150°C

0X 10³hPa

Otrzymane płyty o grubości 3,5 mm, które nadają się przede wszystkim śp materiał do opakowań owoców, pojemników do utrzymywania ciepła dla świeżych posiłków itp , ρο^ό^ο jednak niezbędną dla usuwania w formie odpadów „topliwość przy rozdrabnianiu.

167 417

Przykład V. Masa podstawowa o składzie:

grysik kukurydziany 37% wag.

polietylen 10% wag.

ścinki miękkiego drewna 50% wag. (wielkość cząstek 1 do 10 mm) olej lniany 3% wag.

była wyciskana w prasie jedeośliwakowej w lekką płytę wiórową o grubości 24 mm. Stopień ekspansji wynosił 3,0, gęstość otrzymanej płyty 0,3 t/m³.

Parametry procesu były następujące:

temperatura masy ciśnienie masy

145°C

90bar X 10³hPa

Otrzymany produkt w postaci płyty wiórowej okazał się wodoodporny również w warunkach zbliżonych do tropikalnych, posiadał wytrzymałość na zginanie 13,8 i był przyjemnego żółtobrązowego zabarwienia.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania kształtek, zwłaszcza do elementów konstrukcyjnych, izolacyjnych i/lub opakowań, polegający na tworzeniu ich z wilgotnego, naturalnego materiału, włóknistego lub zawierającego włókna oraz środka wiążącego w procesie mieszania i zagęszczania w prasie ślimakowej z dołączoną dyszą formującą, znamienny tym, ze jako środek wiążący stosuje się przynajmniej jedną biopolimerową substancję naturalną wybraną spośród: skrobii, dekstryn, pektyn, kolagenu, białek jaj lub kazeiny, a jednocześnie stosuje się wilgotność mieszaniny wynoszącą 6-25% w odniesieniu do masy całkowitej, przy czym w prasie ślimakowej zwiększa się na skutek zagęszczania i działania ścinającego ciśnienie i temperaturę mieszaniny aż do stopienia środka wiążącego do postaci żelu, następnie obniża się ciśnienie mieszaniny stosując warunki spontanicznej ekspansji i wytwarzania pary z rozłożonej równomiernie wilgoci, przy czym wytwarza się kształtkę włóknistą i/lub wiórową o małej gęstości i szczelnej powierzchni.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze jako środek wiążący stosuje się skrobię, którą korzystnie co najmniej częściowo zastępuje się przez zawierające skrobię części roślin wybranych spośród zbóż i owoców pestkowych oraz zawierających skrobię korzeni bulw i nasion w stanie rozdrobnionym lub naturalnym.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze stosuje się zawierający włókna lub włóknisty materiał wybrany spośród: wiórów drewnianych, włókien roślinnych, materiałów celulozowych, materiałów celulozowych z odzysku, papieru i papieru z odzysku.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, ze mieszaninę uzyskanego w wyniku stopienia zelu nagrzewa się w ekstruderze pod działaniem następującej tam obróbki mechanicznej, ścinania i wzrostu ciśnienia do temperatur powyżej 100°C, zwłaszcza z zakresu między 125 do 250°C, i spręża się do ciśnienia od 15 do 600 X 10⁵hPa, zwłaszcza z zakresu między 20 i 250 X 10⁵hPa.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w trakcie tworzenia uzyskanego w wyniku stopienia, żelu do mieszaniny doprowadza się właściwą energię mechaniczną od 0,05 do 0,7 kWh/kg, zwłaszcza od 0,1 do 0,3 kWh/kg.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, ze opuszczającą ekstruder mieszaninę uzyskanego w wyniku stopienia żelu poddaje się bezpośrednio spontanicznemu usunięciu ciśnienia przy zachowaniu wskaźnika ekspansji równego co najmniej 1,1, zwłaszcza od 2 do 8.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze wyciskaniu z ekspansją poddaje się mieszaninę o zawartości biopolimerowego środka wiążącego od 5 do 85% wag., korzystnie od 10 do 50% wag. w odniesieniu do suchej masy podstawowej.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyciskaniu z ekspansją poddaje się mieszaninę z dodatkiem mieszalnego z wodą, ciekłego środka rozprężającego z grupy alkoholi lub ketonów, które posiadają temperaturę wrzenia przy ciśnieniu normalnym wynoszącą od 70 do 180°C.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze wyciskaniu z ekspansją poddaje się mieszaninę co najmniej jednym, modyfikującym własności substancji skrobiowej środka wiążącego, środkiem hydrofobizującym wybranym spośród: olejów naturalnych lub syntetycznych, wosków, tłuszczów, żywic, kauczuków, parafin, silikonów i tworzyw sztucznych.
10. Sposób wedługzastr z. l.znamienny tym, że wyżiskaniuzeks pansjąpoddaje się im ieszaninz co najmniej jednym, zdolnym w warunkach wytłaczania do utworzenia mostków, sieciujących między cząstkami biopolimerowego środka wiążącego, przeważnie cząsteczkami skrobi, przynajmniej dwufunkcyjnym modyfikatorem wybranym spośród: krótkołαńcuchowew kwasów dwu- i poliwęglowych, dwu- lub ąoli(tio)olejów i ich pochodnych, zawierających trzeciorzędowe grupy aminowe cząsteczek oraz kwasów polifouforowech.

167 417
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnię utworzonego podczas wyciskania pasma mieszaniny stopionego żelu pokrywa się jeszcze przed opuszczeniem ekstrudera doprowadzaną z zewnątrz, tworzącą powłokę, masą, przeważnie żywicą lub klejem.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnie utworzonego podczas wyciskania pasma mieszaniny stopionego żelu pokrywa się powłoką bezpośrednio po opuszczeniu ekstrudera, zwykle przed zakończeniem ekspansji spontanicznej.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utworzone w ekstruderze i ekspandujące spontanicznie bezpośrednio po jego opuszczeniu pasmo w celu uzyskania żądanego przekroju lub profilu poddaje się ograniczeniu ekspansji.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas spontanicznej ekspansji, korzystnie podczas procesu jej ograniczania, pasmo powleka się lub łączy z powłoką powierzchniową, zwłaszcza powłoką foliową. '
15. Urządzenie do wytwarzania kształtek, zwłaszcza do elementów konstrukcyjnych, izolacyjnych i/lub opakowań, posiadające przyrządy do rozdrabniania i/lub kondycjonowania i/lub wstępnego mieszania komponentów wyjściowych oraz przyrządy do ich dozowanego doprowadzania w stanie stałym, w kawałkach lub drobnych cząstkach składników wyjściowych i przyrządy do ich dozowanego doprowadzania do prasy z co najmniej jednym, nadającym kształt, otworem wyciskającym, lub wypychającym, znamienne tym, że prasa ślimakowa (2,20) posiada umieszczony przeciwnie do wypływu strumienia z dyszy wylotowej (26, 260) obszar przeróbki (204) do częściowego obniżenia ciśnienia, gdzie zachodzi częściowa ekspansja wewnętrzna przewidzianej do przeróbki mieszaniny.
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że posiada dołączony w zasadzie bezpośrednio do otworu wyciskającego (26, 260) przyrząd (3, 30) do ograniczania ekspansji spontanicznej pasma (4, 40) z doprowadzanymi każdorazowo do prędkości ruchu pasma lub regulowanymi walcami (32, 33) i/lub rolkami oraz taśmami (320, 330) współbieżnymi.
17. Urządzenie według zastrz. 15 albo 16, znamienne tym, ze walce (32,33) lub rolki przyrządu do ograniczania pasma (3, 30) są utworzone z umieszczonych lub wykonanych korzystnie poprzecznie do kierunku ruchu pasma, odpowiednio do żądanego przekroju lub profilu ekspandowanego pasma (4, 40), współbieżnych lub napędzanych z możliwością sterowania odpowiednio do prędkości ruchu pasma, walców o zmniejszającej adhezję, gładkiej lub posiadającej właściwą strukturę powierzchni.
18. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że taśmy współbieżne (320, 330) przyrządu do ograniczania pasma (30) są utworzone z poruszanych korzystnie w kierunku ruchu pasma i z prędkością zbliżoną do prędkości ruchu pasma, wykonanych lub umieszczonych odpowiednio do żądanego przekroju ewentualnie profilu ekspandowanego pasma (40), ścian ograniczających lub taśm (320, 330) współbieżnych bez końca o zmniejszającej adhezję, gładkiej lub posiadającej właściwą strukturę powierzchni.
19. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że posiada co najmniej jeden przyrząd (5) do następującego korzystnie z prędkością ruchu pasma, ciągłego doprowadzania folii jako taśmy powlekającej (50) do powlekania pasma między powierzchnią pasma i walce oraz rolki (32, 33), przyrządu (3) do ograniczania pasma.
20. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że prasa ślimakowa (2) posiada kilka, uchodzących w pobliżu dyszy (26) do obszaru wylotowego (205) komory prasy ślimakowej, rozłożonych na jej obwodzie wewnętrznym, doprowadzeń (208) dla dostarczanych pod ciśnieniem środków do powlekania powierzchni pasma lub klejenia.