PL179320B1

PL179320B1 - Sposób wytwarzania kompozytowych, niezapalnych i nietoksycznych pfyt lignocelulozowych

Info

Publication number: PL179320B1
Application number: PL31259596A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Kozlowski; Bozena Mieleniak; Malgorzata Helwig; Alojzy Przepiera; Andrzej Kubacki; Boleslaw Czerwinski; Zygmunt Awin; Andrzej Ciemniecki
Original assignee: Inst Wlokien Naturalnych
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2000-08-31
Also published as: PL312595A1

Abstract

Sposób wytwar/miakompyzytowych, mycpalnyco i nietoysycznycli. płyt lignocelulozowych, zawierających wermikulit, w którym cząstki ligp/cylul/z/wy suszy się, frakcjonuje, miesza ze środkiem wiążącym i prasuje, znamienny tym, że wermikulit poddaje się grawitacyjnemu opadaniu w pi/n/wym kanale przez strefę o temperaturze 750 do 950°C w czasie kilku do kilkunastu sekund, a następnie schładza'się wermikulit i miesza ze środkiem wiążącym, po czym formuje się z tej mieszaniny warstwę, którą pokrywa się warstwą, cząstek lign/celul/z/wych wymieszanych ze środkiem wiążącym i na niej formuje się warstwę wermikulitu wymieszanego ze środkiem wiążącym oraz całość prasuje się znanym sposobem.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytowych, niezapalnych i nietoksycznych płyt lignocelulozowych, zawierających wermikulit.

Znana jest duża odporność minerału krzemianowego o nazwie wermikulit na wysokie temperatury oraz jego nietoksyczność. Z polskiego opisu patentowego nr 132 389 znana jest masa sypka ognioodporna i izolacyjna, zawierająca wermikulit, z której można wytwarzać płyty. Masę sypką uzyskuje się z zawiesiny wodnej napęczniałego wermikulitu przez mielenie, wysuszenie i wymieszanie z dodatkami powodującymi polepszenie masy. Uzyskany suchy, sypki proszek miesza się z wodą i z otrzymanej zawiesiny formuje się lub odlewa płyty, które poddaje się suszeniu. Uzyskane płyty mogą stanowić okładziny płyt zapalnych oraz różnych elementów budowlanych. Znany jest sposób wytwarzania płyt wiórowych, w którym wióry drzewne miesza się z wermikulitem i do tej mieszaniny dodaje się klej. Innym sposobem, celem równomiernego rozprowadzenia cząstek wermikulitu w płytkach, wióry drzewne po ich pokryciu klejem miesza się z nieoklejonymi cząstkami wermikulitu i sprasowuje.

Sposobem według wynalazku surowy wermikulit w postaci płatków poddaje się grawitacyjnemu opadaniu w pionowym kanale przez strefę o temperaturze 750 do 950°C w czasie kilku do kilkunastu sekund. Po ochłodzeniu do temperatury otoczenia wermikulit miesza się ze środkiem wiążącym. Jako środek wiążący stosuje się klej lub produkt polikondensacji polifosforanów mocznika i boranów mocznika z krzemianami. Z uzyskanej mieszaniny formuje się warstwę, którą pokrywa się warstwę cząstek lignocelulozowych wymieszanych ze środkiem wiążącym. Na tej warstwie formuje się ponownie warstwę mieszaniny wermikulitu ze środkiem wiążącym. Korzystnym jest, gdy obie warstwy wermikulitu ze środkiem wiążącym mają łączną masę zbliżoną do masy wewnętrznej warstwy stanowiącej mieszaninę cząstek lignocelulozowych ze środkiem wiążącym. Uzyskany kobierzec składający się z trzech warstw prasuje się znanym sposobem.

Otrzymane sposobem według wynalazku płyty charakteryzują się niezapalnością i nietoksycznością, przy równoczesnym uzyskaniu właściwości fizyko-mechanicznych zbliżonych do płyt wiórowych. Nieoczekiwanie okazało się, że cząstki surowego wermikulitu poddane

179 320 gwałtownemu ogrzaniu i prażeniu przez krótki okres czasu, ulegając pękaniu i pęcznieniu uzyskują specyficzny kształt zwiększający ich przyczepność oraz izolacyjność termiczną.

Proces pęcznienia podczas prażenia powodujący wielokrotne zwiększenie objętości cząstek odbywa się pod kątem prostym do powstających w tym czasie pęknięć, dając cząstki o harmonijkowym kształcie. Istotne są parametry prażenia, ponieważ wydłużenie czasu prażenia lub wyższa temperatura powodują zniszczenie powstałej specyficznej struktury cząstek wermikulitu.

Płyty pokryte spęcznionym sposobem według wynalazku wermikulitem posiadają dobre właściwości dźwiękoszczelne i znaczną izolacyjność termiczną. Płyty mają dobrą przyczepność i można je uszlachetniać przez pokrycie fornirem naturalnym, folią lub lakierem.

Płyty uzyskane sposobem według wynalazku mogą mieć wielokierunkowe zastosowania, zwłaszcza w budownictwie jako okładziny ścienne, sufity, ścianki działowe.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, w których, jeśli nie zaznaczono inaczej, występują części i procenty wagowe.

Przykład I. Surowy wermikulit o masie nasypowej 850 kg/m³ poddaje się grawitacyjnemu opadaniu w pionowym kanale przez strefę, w której temperatura waha się od 800 do 900°C, w czasie około ośmiu sekund. Po usunięciu z kanału i ochłodzeniu do temperatury otoczenia uzyskuje się spęczniony wermikulit o masie nasypowej 125 kg/m3.

Spęczniony wermikulit, którego cząstki mają kształt harmonijkowy miesza się z klejem. Klej otrzymuje się przez dodanie do żywicy mocznikowo-formaldehydowej roztworu siarczanu amonu i wody dla uzyskania stężenia mieszanki roboczej w ilości 55% suchej masy. Wermikulit miesza się z klejem w ilości 13⁰% suchej masy kleju w stosunku do masy wermikulitu.

W równoległym ciągu technologicznym wióry drzewne suszy się do uzyskania 7% wilgotności oraz rozdrabnia się. Następnie wióry drzewne frakcjonuje się przepuszczając je przez sita. Wióry, które przeszły przez sito o średnicy oczek 5 mm, a zatrzymały się na sicie o średnicy oczek 0,2 mm miesza się z klejem. Stosuje się klej o tym samym składzie jak do wermikulitu, lecz w ilości 8,3% suchej masy kleju w stosunku do masy wiórów drzewnych. Z mieszaniny wermikulitu i kleju formuje się warstwę, na której umieszcza się warstwę wiórów drzewnych zmieszanych z klejem. Uzyskaną warstwę pokrywa się warstwą mieszaniny wermikulitu z klejem. Przy formowaniu poszczególnych warstw stosuje się takie ilości, żeby łączna waga zewnętrznych warstw wermikulitu z klejem, o tej samej grubości, była równa wadze wewnętrznej warstwy zawierającej wióry drzewne z klejem.

Otrzymany kobierzec składający się z trzech warstw zostaje skierowany do prasy wstępnej, na której prasuje się w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem 2 MPa przez okres 60 sekund. Następnie za pomocą urządzenia załadunkowego uformowane płyty transportuje się do prasy głównej, gdzie prasuje się je w temperaturze 150°C pod ciśnieniem 2 MPa przez 25 minut. Uzyskane płyty o grubości 20 milimetrów formatyzuje się za pomocą pił tarczowych, sezonuje i szlifuje do grubości 18 milimetrów.

Właściwości uzyskanych płyt kompozytowych, niezapalnych w porównaniu z właściwościami płyt wiórowych przedstawia tabela 1.

Wyniki porównawcze badań palności przeprowadzonych zgodnie z normą BN-87/8826-02 dla płyt kompozytowych, niezapalnych, otrzymanych sposobem według wynalazku; surowych, pokrytych lakierem lub oklejonych folią oraz płyt wiórowych przedstawia tabela 2.

Tabela 1

Parametr	Jednostka	Rodzaj płyty
wiórowa typu Z wg BN-85/7123-04/16	kompozytowa wermikulit/wióry drzewne
1	2	3	4
Grubość	mm	13-19	18
Gęstość	kg/m3	500-700	710

179 320 cd. tabeli 1

1	2	3	4
Spęcznienie na grubość: - po 2 h	%	8	1,9
- po 24 h		13	6,4
Nasiąkliwość w H₂O: - po 2 h	%	22	11,6
- po 24 h		60	32,7
Wytrzymałość na zginanie statyczne, nie mniej niż	MPa	17	14,8
Wytrzymałość na rozciąganie w kierunku prostopadłym, nie mniej niż	MPa	0,35	0,37
Zdolność utrzymania wkrętów w kierunku prostopadłym	N/mm	65	56
Zdolność utrzymania wkrętów w kierunku równoległym, nie mniej niż	N/mm	35	49
Współczynnik przewodności cieplnej		0,135	0,124
Zawartość formaldehydu		klasa E 1	klasa E 0,5-1

Tabela 2

Rodzaj materiału	Wartość wskaźnika	Klasyfikacja materiału
„i”	c”
Płyta kompozytowa, niezapalna - surowa	0	0,012	I stopień palności, materiał niezapalny
Płyta kompozytowa, niezapalna - oklejona fornirem naturalnym, wykończona lakierem Plastlack	0	0,018	I stopień palności, materiał niezapalny
Płyta kompozytowa, niezapalna - oklejona folią Elastofol	0	0,010	I stopień palności, materiał niezapalny
Płyta wiórowa - surowa	0,529	2,328	IIII stopień palności, materiał łatwo zapalny
Płyta wiórowa - oklejona fornirem naturalnym, wykończona lakierem Plastlack	0,698	2,422	IIII stopień palności, materiał łatwo zapalny
Płyta wiórowa - oklejona folią Elastofol	0,313	1,736	IIII stopień palności, materiał łatwo zapalny

Przykład II. Postępując jak w przykładzie I otrzymano mieszaninę wermikulitu z klejem.

Paździerze lniane po wysuszeniu do wilgotności 11% i oczyszczeniu miesza się ze środkiem wiążącym w ilości 8,3% suchej masy kleju w stosunku do masy paździerzy. Dalszy proces wytwarzania płyt odbywa się jak w przykładzie I, z tym, że wewnętrzną warstwą jest mieszanina paździerzy lnianych z klejem. Uzyskane płyty mają właściwości zbliżone do kompozytowych, niezapalnych płyt otrzymywanych sposobem opisanym w przykładzie I.

Przykład III. Wermikulit o masie nasypowej 750 kg/m³ poddaje się grawitacyjnemu opadaniu w pionowym kanale przez strefę, w której temperatura wynosi od 750°C do 850°C, w czasie dwunastu sekund. Po ochłodzeniu uzyskuje się spęczniony wermikulit o masie nasypowej 110 kg/m3, który miesza się z produktem polikondensacji polifosforanów mocznika i boranów mocznika z krzemianami, o zawartości suchej masy 46%, w ilości 35% w stosunku do wagi wermikulitu.

179 320

W równoległym ciągu technologicznym paździerze konopne po wysuszeniu do wilgotności 8% i frakcjonowaniu do wielkości cząstek w przedziale od 0,5 mm do 5 mm, miesza się ze środkiem wiążącym. Stosuje się ten sam środek wiążący, z którym wymieszano wermikulit i w tych samych proporcjach wagowych. Uzyskane mieszaniny wermikulitu ze środkiem wiążącym i paździerzy konopnych ze środkiem wiążącym poddaje się procesowi podsuszania w temperaturze 50°C do uzyskania wilgotności ł5%o. Następnie formuje się warstwy, tak jak podano w przykładzie I i prasuje się wstępnie w temperaturze 20°C pod ciśnieniem 1,75 MPa przez 40 sekund. Uformowane płyty transportuje się do prasy głównej, gdzie prasuje się w temperaturze 160°C pod ciśnieniem 1,9 MPa przez 34 minuty i uzyskuje się płyty o grubości 20 mm. Płyty te nie wydzielają szkodliwych dla zdrowia substancji.

177)320

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania kompozytowych, niezapalnych i nietoksycznych płyt lignocelulozowych, zawierających wermikulit, w którym cząstki lignocelulozowe suszy się, frakcjonuje, miesza ze środkiem wiążącym i prasuje, znamienny tym, że wermikulit poddaje się grawitacyjnemu opadaniu w pionowym kanale przez strefę o temperaturze 750 do 950°C w czasie kilku do kilkunastu sekund, a następnie schładza się wermikulit i miesza ze środkiem wiążącym, po czym formuje się z tej mieszaniny warstwę, którą pokrywa się warstwą cząstek lignocelulozowych wymieszanych ze środkiem wiążącym i na niej formuje się warstwę wermikulitu wymieszanego ze środkiem wiążącym oraz całość prasuje się znanym sposobem.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że formuje się warstwy wermikulitu ze środkiem wiążącym, korzystnie o łącznej masie zbliżonej do masy wewnętrznej warstwy stanowiącej mieszaninę cząstek lignocelulozowych ze środkiem wiążącym.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek wiążący stosuje się klej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek wiążący stosuje się produkt polikondensacji polifosforanów mocznika i boranów mocznika z krzemianami.