PL180910B1 - Sposób ciągłej produkcji płyt z włóknistego materiału lignocelulozowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób ciaglej produkcji plyt z wlóknistego materialu lignocelulozowego, w którym material rozdrabnia sie na czastki i/lub wlókna, które suszy sie, skleja i formu- je sie z nich mate, która prasuje sie do goto- wej plyty, przy czym mate wstepnie prasuje sie podczas równoczesnego wprowadzania pary wodnej, znamienny tym, ze doprowa- dza sie pare wodna podczas wstepnego pra- sowania wlóknistej maty (1) do osiagniecia przez mate (1) temperatury z przedzialu 60-95°C. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciągłej produkcji płyt z włóknistego materiału lignocelulozowego.

Sposoby wytwarzania płyt z materiałów lignocelulozowych są dobrze znane i mają istotne zastosowania praktyczne. W skład procesu produkcji wchodzą następujące główne etapy: rozdrobnienie surowca na cząstki o odpowiednich wymiarach i/lub włókna, suszenie do określonego stopnia wilgotności i klejenie materiału przed lub po suszeniu, formowanie maty ze sklejonego materiału, która może składać się z kilku warstw, ewentualnie wstępne prasowanie na zimno, wstępne ogrzewanie, natryskiwanie wody na powierzchnie, itp. oraz prasowanie na gorąco pod ciśnieniem i działaniem ciepła w prasie o działaniu skokowym lub ciągłym do chwili wytworzenia gotowej płyty.

Podczas konwencjonalnego prasowania na gorąco, prasowany materiał jest ogrzewany głównie za pomocą cewek topikowych z leżących w pobliżu siebie płyt grzejnych lub taśm stalowych. Ich temperatura wynosi 150-200°C w zależności od typu prasowanego wyrobu, typu używanego kleju, wymaganej wydajności, itp. W ten sposób, w miarę prasowania, znajdująca się w materiale wilgoć odparowuje w miejscach znajdujących się najbliżej źródła ciepła tak, że w obszarze tym powstaje sucha warstwa, a czoło pary stopniowo przemieszcza się ku środkowi płyty z każdej jej strony. Powstanie suchej warstwy oznacza, że temperatura w tej warstwie wynosi co

180 910 najmniej 100°C, co inicjuje utrwalanie typowych klejów. Po odejściu czoła pary wodnej do środka, temperatura w środku dochodzi do co najmniej 100°C i płyta zaczyna równomiernie wysychać w środku tak, że w ciągu kilku sekund można zakończyć prasowanie. Dotyczy to takich sytuacji, w których stosuje się typowe kleje mocznikowo formaldehydowe (UF) i podobne, takie jak klej wzbogacony melaminą(MUF). W przypadku używania innych klejów, o wyższej temperaturze utrwalania, trzeba stosować wyższą temperaturę i wyższe ciśnienie pary wodnej do zapoczątkowania utrwalania.

Dla uzyskania wymaganej gęstości prasa musi wywierać wyższe ciśnienia i trzeba podwyższyć temperaturę procesu. Nie stanowi to problemu w przypadku prasowania nieciągłego w tak zwanej prasie skokowej, ale prasy tego typu mąjąinne wady, takie jak gorsza tolerancja grubości, itp. W przypadku stosowania pras o działaniu ciągłym konieczność jednoczesnego uzyskania wysokich ciśnień i wysokich temperatur doprowadziła do kosztownych bardzo dokładnych rozwiązań konstrukcyjnych, takich jak rolki filcowe pomiędzy stalową taśmą a znaj dującą się poniżej płytą grzejną. Sposób doprowadzania ciepła do płyty za pośrednictwem cewek topikowych jest stosunkowo czasochłonną techniką ogrzewania, której skutkiem są długie odcinki prasowania (duże prasowane powierzchnie).

Ogrzewanie można również uzyskać doprowadzając parę wodną do prasowanej maty. W ten sposób znacznie skraca się czas ogrzewania, a ponadto znacznie zmniejsza się odporność materiału na prasowanie podczas wprowadzania pary wodnej tak, że potrzebne są mniejsze siły prasujące i mniejsze powierzchnie prasujące. Do wtryskiwania pary wodnej w materiał stosuje się skrzynię wtryskową, chociaż ma ona pewne wady. Dla ich uniknięcia rolki prasujące, które są perforowane i pełniąrolę zespołu doprowadzającego parę wodną. Urządzenie tego typu ujawniono w opisie do patentu SE 502 810.

W technice znane jest stosowanie pary wodnej do ogrzewania materiału. Przykładowo, w opisach patentowych EP 383 572, U. S. 2 480 851, GB 999 696, DE 2 058 820, DE 36 40 682, DE 40 09 883 i AU 57390/86 ujawniono różnorodne przykłady ciągłego wtryskiwania pary wodnej w procesach wytwarzania płyt wiórowych.

Według sposobu ujawnionego w opisie do patentu DE 36 40 682, parę wodną wtryskuje się na etapie wstępnego prasowania. Natychmiast po wstępnym prasowaniu matę materiału przepuszcza się przez skrzynię parową lub podobne urządzenie, gdzie poddaje się ją działaniu strumienia pary wodnej w takim stopniu, żeby nie została przekroczona temperatura utrwalania lepiszcz, co oznacza normalnie temperaturę 65-90°C. Następnie materiał prasuje się do postaci gotowej, z równoczesnym dodatkowym działaniem na niego ciepłem tak, że się utrwala.

Ponieważ w sposobie tym wtryskuje się parę wodną po etapie rzeczywistego wstępnego prasowania i służy ona głównie do przygotowania następnych etapów obróbki, nie wpływa to na stan maty materiału w etapie wstępnego prasowania.

Według sposobu ujawnionego w opisie do patentu DE 20 58 820, parę wodną wprowadza się podczas rzeczywistego etapu wstępnego. Skutkiem tego jest wzrost temperatury maty włóknistej tak, że rozpoczyna się utrwalanie kleju lub lepiszcz, które w przypadku typowych klejów występuje w temperaturze powyżej 100°C. Wywołuje to problemy z realizacją następnych etapów obróbki.

Celem wynalazku jest uzyskanie wstępnego prasowania dzięki doprowadzaniu pary wodnej w taki sposób, że nie utrudnia to realizacji następnych etapów obróbki.

Sposób ciągłej produkcji płyt z włóknistego materiału lignocelulozowego, w którym materiał rozdrabnia się na cząstki i/lub włókna, które suszy się, skleja i formuje się z nich matę, którą prasuje się do gotowej płyty, przy czym matę wstępnie prasuje się podczas równoczesnego wprowadzania pary wodnej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że doprowadza się parę wodną podczas wstępnego prasowania włóknistej maty do osiągnięcia przez matę temperatury z przedziału 60-95°C.

Korzystnie doprowadza się parę wodną podczas wstępnego prasowania włóknistej maty do osiągnięcia przez matę temperatury z przedziału 80-9076C.

180 910

Korzystnie do wstępnego prasowania maty stosuje się co najmniej jeden prasujący walec, a parę doprowadza się przez co najmniej jeden z walców prasujących.

Korzystnie podczas wprowadzania pary wodnej doprowadza się włóknistą matę do gęstości z przedziału 100-500 kilogramów na metr sześcienny.

Korzystnie gęstość wynosi około 300 kilogramów na metr sześcienny.

Korzystnie matę prasuje się wstępnie do grubości, która jest 2-5 razy większa od końcowej grubości włóknistej płyty.

Korzystnie przed wstępnym prasowaniem matę (1) kondycjonuje się.

Korzystnie kondycjonowanie obejmuje kondycjonowanie do zadanej temperatury, wilgotności i gęstości.

Korzystnie reguluje się ilość wprowadzanej pary wodnej.

Wprowadzenie pary wodnej w etapie wstępnego prasowania o temperaturze ze wspomnianego zakresu zmniejsza sprężyste właściwości włókien wskutek wzrostu temperatury oraz w pewnym stopniu wskutek wzrostu wilgotności bez znaczniejszego utrwalania stosowanych klejów, co nie utrudnia później końcowego prasowania.

Dzięki opisanemu sposobowi według wynalazku, możliwe jest uzyskanie wstępnego sprasowania do mniejszej grubości w porównaniu ze stanem obecnym. Alternatywnie, wpływ wywierany na materiał włóknisty można wykorzystać budując urządzenie do wstępnego prasowania o znacznie mniejszych wymiarach niż stosowane dotychczas.

Ponadto, urządzenie do prasowania końcowego może mieć krótszą strefę prasowania dzięki mniejszej grubości włóknistego wyrobu po jego wstępnym sprasowaniu według wynalazku. Podwyższając temperaturę na etapie wstępnego prasowania można zbudować urządzenie prasujące o krótszej strefie utrwalania.

Reasumując, efektem tych zalet jest proces produkcji, który jest znacznie ekonomiczniejszy finansowo w porównaniu ze znaną dotychczas technologią.

Według zalecanego przykładu wykonania, parę wodną wprowadza się bezpośrednio przez walec lub walce używane do wstępnego prasowania. W ten sposób unika się wad związanych z doprowadzaniem pary wodnej w sposób konwencjonalny, na przykład za pomocą skrzyni parowej lub podobnego urządzenia. W konwencjonalnych układach doprowadzania pary wodnej, mata lub materiał włóknisty może ślizgać się względem skrzyni parowej tak, że wskutek tego występuje znaczne zużycie wymagające regularnej wymiany ślizgowych powierzchni skrzyni, z czym wiążą się również problemy uszczelnienia krawędzi wynikające ze ślizgania się maty lub materiału włóknistego po skrzyni parowej.

Zalety tego sposobu wykorzystuje się znacznie zmniejszając grubość maty na etapie prasowania wstępnego tak, że grubość ta odpowiada grubości, która jest 2-3 razy większa od końcowej grubości płyty włóknistej.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do stosowania sposobu według wynalazku, w przekroju podłużnym, schematycznie, fig. 2 - walec, przez który doprowadza się parę wodną, w przekroju poprzecznym, schematycznie, fig. 3 - część walca z fig. 2, w przekroju poprzecznym, fig. 4 - część walca z fig. 3, w przekroju podłużnym.

W skład maty 1, jak pokazano na fig. 1, wchodzą cząstki o odpowiednich wymiarach oraz/ lub włókna, klej itp., które są przemieszczane w kierunku pokazanym strzałką A. Zanim nastąpi jakiekolwiek prasowanie, matę 1 przepuszcza się przez strefę 19 wstępnego kondycjonowania, gdzie kondycjonuje się ją do zadanej temperatury, zawartości i gęstości. Następnie matę 1 przepuszcza się pomiędzy parą walców 2, 3, które ją wstępnie prasują od grubości większej 15-25 razy od grubości płyty końcowej do grubości 2-3 razy większej od grubości płyty końcowej, to jest prasuje się matę 1 do grubości wynoszącej około 10% jej grubości początkowej. Podczas wstępnego prasowania doprowadza się parę wodną, co w sposobach konwencjonalnych robi się za pomocą skrzyni parowej. Według zalecanego przykładu wykonania wynalazku, parę wodną doprowadza się bezpośrednio przez jeden lub oba walce 2, 3 do prasowania wstępnego.

180 910

Wprowadzanie pary reguluje się w taki sposób, żeby temperatura włóknistej maty 1, dzięki wprowadzaniu pary, wynosiła pomiędzy 60-95°C, korzystnie 80-90°C. Wskutek wzrostu temperatury oraz w pewnym stopniu wskutek wzrostu zawartości wilgoci, j akie zapewnia doprowadzenie pary wodnej, zmniejszają się sprężyste właściwości włóknistej maty 1 tak, że zmniejsza się odporność na prasowanie. Zapewniając, że wzrost temperatury nie przekroczy wspomnianego powyżej zakresu, zapobiega się równocześnie utrwalaniu stosowanych zazwyczaj klejów, ponieważ warunkiem znaczniejszego utrwalenia klejów jest uzyskanie temperatury przekraczającej 100°C. Podczas wtryskiwania pary gęstość włóknistej maty 1 powinna wynosić 100-500 kilogramów na metr sześcienny, a jeszcze lepiej około 300 kilogramów na metr sześcienny. Para wodna wypiera całe powietrze znajdujące się we włóknistej macie 1, tj. w kierunku przeciwnym do przemieszczania się maty 1.

Po wstępnym prasowaniu mata 1 jest transportowana dalej do końcowego urządzenia prasującego 20, gdzie prasuje się ją do grubości, jakąpowinna mieć gotowa płyta. Odległość pomiędzy walcami 2,3 do wstępnego prasowania, a końcowym urządzeniem prasującym 20, powinna być możliwie mała ze względu na konieczność minimalizacji chłodzenia, jakie występuje podczas przemieszczania się płyty na tym odcinku.

W końcowym urządzeniu prasującym 20 strefa prasowania jest krótsza dzięki znaczącemu zmniejszeniu grubości włóknistej maty 1, jakie zachodzi w etapie wstępnego prasowania sposobem według wynalazku. Ponadto strefa utrwalania jest krótsza niż w urządzeniach znanych dotychczas, ponieważ temperatura wlotowa w końcowym urządzeniu prasującym 20 jest wyższa niż stosowana w znanych dotychczas technologiach.

Za końcowym urządzeniem prasującym 20 materiał płytowy przechodzi przez i za strefę kondycjonowania typu konwencjonalnego, gdzie następuje również chłodzenie płyty.

Jeden lub oba walce 2 i 3 mogą być skonstruowane w znany sposób, jak pokazano na fig. 2, 3 i 4.

Pokazany na fig. 3 prasujący i wtryskowy walce 2 ma perforowanąpowierzchnię osłonową 6 do doprowadzania pary wodnej do maty 1. Wewnątrz powierzchni osłonowej 6 biegnie wokół walca 2 osiowy system kanałów 7. System kanałów 7 jest przystosowany do rozprowadzania pary wodnej w walcu 2, a tym samym wzdłuż szerokości maty 1. Regulowana skrzynia ślizgowa (fig. 4) jest skonstruowana tak, że szczelnie styka się z końcem walca 2, umożliwiając wpływanie pary wodnej do systemu kanałów 7. Zatem para wodna dopływa do ograniczonego przekroju (fig. 2) walca 2, w którym odbywa się prasowanie maty 1. Z obu stron ograniczonego sektora wtryskowego 9, jak widać na obrzeżu, znajdują się strefy uszczelnienia 10, gdzie walec 2 styka się z matą 1. System kanałów 7 można zaślepić na drugim końcu walca 2. Alternatywnie, na obu końcach może znajdować się skrzynia ślizgowa 8.

Skrzynia ślizgowa 8 trzyma się w miejscu dzięki regulowanemu stoisku tak, że istnieje możliwość jej regulowania wzdłuż kierunku obwodu. W ten sposób można zmieniać położenie sektora wtryskowego 9. Korzystnie, w skład skrzyni ślizgowej 8 wchodzi wymienna część zużywalna 14 wykonana z materiału o niskim współczynniku tarcia, która opiera się o obrobione powierzchnie na końcu walca 2. Zatem skrzynia ślizgowa 8 trzyma się i jest dociskana do końca walca 2 dzięki, na przykład, sprężynom, pod działaniem sprężonego powietrza lub płynu tak, że minimalizuje się w ten sposób przecieki na powierzchni uszczelniającej.

Skrzynię ślizgową 8 można skonstruować z jednym lub więcej kanałami 11, 12, 13 o różnych polach powierzchni. Można zastosować nawet wymienne części zużywalne 14 z różnymi, znajdującymi się w nich otworami, takie jak płyta ślizgowa z otworem, który można zmieniać. Zatem można zmieniać wymiary sektora wtryskowego 9. Co więcej, w różnych częściach sektora wtryskowego 9 można utrzymywać różne natężenia przepływu i ciśnienia. Kanały skrzyni ślizgowej 8 można również wykorzystać do czyszczenia i zasysania.

Na figurze 4 pokazano schematycznie powierzchnię styku skrzyni ślizgowej 8 z końcem walca 2. W ten sposób skrzynia ślizgowa 8 jest wyposażona we wtryskowe kanały 11 do pary wodnej, kanał 12 do czyszczenia oraz ssący kanał 13.

180 910

Perforowaną powierzchnię osłonową 6 na walcu 2 może stanowić wykrawana lub nawiercana blacha w kształcie pierścieni, które mogą być obkurczone termicznie na walcu. Osiowe wytłoczenia nośne 15 w blasze mogą mieć kształt blaszanej osłony 16 na walcu 2 uformowanej techniką frezowania lub odlewania, albo też blachę można zaprojektować w formie oddzielnych wytłoczek mocowanych do zagłębień w blaszanej osłonie 16. Wytłoczki te mogą równocześnie ograniczać system kanałów 7 biegnących w powierzchni osłonowej 6.

Te otwory w systemie kanałów 7 na końcu walca 2, które nie sąpokryte przez skrzynię ślizgową 8, można uszczelnić dociskając regulowany pierścień ślizgowy z materiału o niskim współczynniku tarcia do końca.

180 910

180 910

L·

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

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób ciągłej produkcji płyt z włóknistego materiału lignocelulozowego, w którym materiał rozdrabnia się na cząstki i/lub włókna, które suszy się, skleja i formuje się z nich matę, którąprasuje się do gotowej płyty, przy czym matę wstępnie prasuje się podczas równoczesnego wprowadzania pary wodnej, znamienny tym, że doprowadza się parę wodnąpodczas wstępnego prasowania włóknistej maty (1) do osiągnięcia przez matę (1) temperatury z przedziału 60-95°C.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się parę wodnąpodczas wstępnego prasowania włóknistej maty (1) do osiągnięcia przez matę (1) temperatury z przedziału 80-90°C.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że do wstępnego prasowania maty (1) stosuje się co najmniej jeden prasujący walec (2,3), a parę doprowadza się przez co najmniej jeden z walców prasujących (2, 3).
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że podczas wprowadzania pary wodnej doprowadza się włóknistą matę (1) do gęstości z przedziału 100-500 kilogramów na metr sześcienny.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że gęstość wynosi około 300 kilogramów na metr sześcienny.
6. 6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że matę (1) prasuje się wstępnie do grubości, która jest 2-5 razy większa od końcowej grubości włóknistej płyty.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przed wstępnym prasowaniem matę (1) kondycjonuje się.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że kondycjonowanie obejmuje kondycjonowanie do zadanej temperatury, wilgotności i gęstości.
9. 9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że reguluje się ilość wprowadzanej pary wodnej.