PL180929B1 - Sposób ciągłej produkcji płyt z włóknistego materiału lignocelulozowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób ciaglej produkcji plyt z wlókni- stego materialu lignocelulozowego, w którym material rozdrabnia sie na czastki i/lub wlókna, które suszy sie, skleja i formuje sie z nich mate, która prasuje sie do gotowanej plyty za pomoca co najmniej jednego walca prasujacego i w któ- rym do uformowanej maty doprowadza sie pare wodna, znamienny tym, ze prasowanie maty (1) przeprowadza sie w jednym pojedynczym etapie, podczas którego doprowadza sie pare wodna przez co najmniej jeden walec pracujacy (2, 3). F i g . 1 PL PL PL

Description

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

Sposoby wytwarzania płyt z materiałów lignocelulozowych sądobrze 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° Celsjusza 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

180 929 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 najmniej 100° Celsjusza, co inicjuje utrwalanie typowych klejów. Po dojściu czoła pary wodnej do środka, temperatura w środku dochodzi do co najmniej 100° Celsjusza i płyty 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, takiejak klej wzbogacony melaminą(MUF). W przypadku używania innych klejów, o wyższej temperaturze utrwalania, trzeba stosować wyższątemperaturę 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 mająinne 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, takichjak rolki filcowe pomiędzy stalową taśmą a znajdującą się poniżej płytą grzejną. Sposób doprowadzania ciepła do płyty za pośrednictwem cewek topikowych jest stosunkowo czasochłonnątechniką 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 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 opracowano walce prasujące, które są perforowane i pełnią rolę zespołu doprowadzającego parę wodną. Urządzenie tego typu ujawniono w opisie do patentu SE 502,810.

W opisie do patentu SE 502,272 ujawniono sposób, w którym wykorzystuje się zalety ogrzewania za pomocąpary wodnej dla uzyskania wymaganych profilów gęstości gotowej płyty. Prasowanie odbywa się w dwóch etapach, w których w pierwszym matę prasuje się do średniej gęstości o w zasadzie równomiernym rozkładzie wzdłuż jej grubości. W drugim etapie prasuje się matę do wyższej gęstości, przy której profil gęstościjest zróżnicowany tak, że wierzchnia warstwa płyty ma gęstość wyższą niż warstwa środkowa. Pomiędzy tymi etapami płytę utrwala się całkowicie albo częściowo.

Technika ta stanowi postęp w dziedzinie wytwarzania płyt wiórowych, jednakże sposób ujawniony w opisie patentowym SE 502,272 jest stosunkowo złożony, gdyż skład się z dwóch etapów prasowania i stosowanego pomiędzy nimi etapu utrwalania.

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. W procesach tychjednak konieczne jest prasowanie w dwóch lub nawet więcej etapach.

W opisie do patentu EP 383 572 ujawniono ponadto proces tylko jednoetapowego prasowania. W procesie tym parę wprowadza się w segmencie wtryskiwania pary wodnej, w którym stosuje się pewien typ tradycyjnego doprowadzania pary za pośrednictwem skrzyni parowej lub podobnego urządzenia. W przypadku takiego sposobu doprowadzania pary wodnej, pomiędzy matą/warstwą a skrzynią parowąwystępuje tarcie, w wyniku którego następuje znaczne zużycie części, co wymaga regularnego wymieniania powierzchni ślizgowych skrzyni i wywołuje problemy z uszczelnianiem krawędzi w wyniku ślizgania się włóknistej maty/warstwy względem skrzyni parowej.

Celem wynalazku jest uzyskanie sposobu, który jest bardziej prostszy niż sposoby znane dotychczas i pozbawiony wad związanych z typowymi sposobami doprowadzania pary wodnej.

180 929

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 za pomocą co najmniej jednego walca prasującego i w którym do uformowanej maty doprowadza się parę wodną, według wynalazku charakteryzuje się tym, że prasowanie maty przeprowadza się wjednym pojedynczym etapie, podczas którego doprowadza się parę wodną przez co najmniej jeden walec prasujący.

Korzystnie parę wodną doprowadza się w takiej ilości, że całe powietrze znajdujące się w macie jest wytłaczane z maty.

Korzystnie przed sprasowaniem matę poddaje się wstępnemu kondycjonowaniu.

Korzystnie wstępne kondycjonowanie obejmuje kondycjonowanie do zadanej temperatury, zawartości wilgoci i gęstości.

Korzystnie matę sprasowaną do postaci płyty przepuszcza się do strefy ogrzewania.

Korzystnie sprasowaną płytę trzyma się w strefie ogrzewania przez czas wystarczający do utrwalenia znajdującego się w niej kleju do jego pełnej wytrzymałości.

Korzystnie sprasowanąpłytę utrzymuje się w strefie ogrzewania w temperaturze, którajest zbliżona do temperatury płyty podczas jej prasowania.

Korzystnie matę sprasowaną do postaci płyty przepuszcza się do strefy kondycjonowania poprocesowego.

Korzystnie w strefie kondycjonowania poprocesowego zmienia się zawartość wilgoci w sprasowanej płycie oraz oddziela się gazy wydzielane ze sprasowanej płyty.

Korzystnie sprasowanąpłytę chłodzi się w strefie kondycjonowania poprocesowego.

Analizując wyniki uzyskiwane sposobami ujawnionymi w opisie do patentu SE 502,272 stwierdzono, że klej, który znajduje się już w materiale z wtryskiwaną parą wodnąpodczas pierwszego etapu prasowania, można utrwalić w stopniu wystarczającym do zapewnienia odporności na naturalny sprężysty powrót znajdujących się w materiale cząstek/włókien. W związku z tym możliwejest uzyskaniejuż w pierwszym etapie płyty o grubości, która z grubsza odpowiada grubości, jakąpowinna mieć gotowa płyta. Po etapie prasowania może być potrzebne kondycjonowanie płyty.

Dzięki realizacji prasowania z wtryskiem pary wodnej tylko w jednym etapie prasowania, uzyskuje się znacznie łatwiejszy i tańszy proces wytwarzania.

Wprowadzając również parę wodną w tym tylko jednym etapie prasowania przez walce, eliminuje się problemy związane z typowymi sposobami doprowadzania pary wodnej. Korzystnie, sprasowanąpłytę przepuszcza się przez strefę ogrzewania. W ten sposób klej, który zazwyczaj nie utrwala się całkowicie do pełnej wytrzymałości podczas prasowania, może utrwalić się w tej strefie do pełnej wytrzymałości.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia etap prasowania w pierwszym przykładzie wykonania według wynalazku, w przekroju poprzecznym, schematycznie, fig. 2 - drugi przykład realizacji sposobu według wynalazku, w przekroju poprzecznym odpowiadającym przekrojowi z fig. 1, fig. 3 walec, przez który doprowadza się parę wodną, w przekroju poprzecznym, schematycznie, fig. 4 - część z fig. 3, w przekroju poprzecznym, fig. 5 - walec z fig. 4 w osiowym przekroju podłużnym, fig. 6 - różne etapy obróbki w zalecanych przykładach realizacji według wynalazku, w przekrojach poprzecznych, schematycznie.

Na figurze 1 pokazano prasowanie materiałowej maty 1, w której skład wchodzą, między innymi, włókna i klej, w jednym pojedynczym etapie do wytworzenia płyty włóknistej o grubości odpowiadającej w przybliżeniu grubości płyty gotowej. Prasowanie maty 1 przeprowadza się za pomocą dwóch walców prasujących 2, 3 z członami do wprowadzania pary wodnej w matę 1 podczas jej prasowania. Skutkiem wprowadzania w matę pary wodnej jest utrwalanie się składników kleju, dzięki czemu uzyskuje się materiał o wytrzymałości wystarczającej do przeciwdziałania sprężystości powrotnej materiału. Umożliwia to prasowanie płyty wjednym pojedynczym etapie. Parę wodną wtłacza się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu materiału.

180 929

Na figurze 2 pokazano alternatywny przykład realizacji sposobu według wynalazku, w którym każdy walec prasujący 2, 3 jest wyposażony w otaczające go druty 19, 20 bez końca albo, alternatywnie, w stalowe taśmy z otworami i drut bez końca.

W walcach prasujących 2 i 3 znajdują się urządzenia doprowadzające parę wodną skonstruowane w znany sposób, jak pokazano na fig. 3,4 i 5.

Pokazany na fig. 4 walec wtryskowy i prasujący 2 ma perforowaną powierzchnię 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. 5) 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. 3) walca 2, w którym dobywa 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 11, 12,13 skrzyni ślizgowej 8 można również wykorzystać do czyszczenia i zasysania.

Na fig. 5 pokazano schematycznie powierzchnię styku skrzyni ślizgowej 8 z końcem walca 2. W ten sposób skrzynia ślizgowa 8 jest wyposażona w wtryskowe kanały 11 do pary wodnej, kanał 12 do czyszczenia oraz ssący kanał 13.

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.

Na figurze 6 pokazano jeden etap prasowania według wynalazku, w którego skład wchodząróżne etapy obróbki, które, korzystnie, występ ująprzed i po rzeczywistym prasowaniu. Matę 1 przepuszcza się najpierw przez strefę wstępnego kondycjonowania 21, w której kondycjonuje się ją do określonej temperatury, zawartości wilgoci i gęstości.

Po sprasowaniu pomiędzy walcami 2,3 sprasowana płyta 4 jest przepuszczana przez strefę ogrzewania 22. W strefie tej, klej, który został podczas prasowania odpowiednio utrwalony i jest odpowiednio wytrzymały do przeciwstawienia się sprężystym właściwościom włókien, utrwala się całkowicie. W celu uzyskania optymalnej wytrzymałości gotowej płyty 4, temperatura w strefie ogrzewania 22jest taka sama, albo bardzo zbliżona, do temperatury walców prasujących 2,3.

180 929

Następnie całkowicie utrwaloną płytę 4 przepuszcza się do strefy kondycjonowania poprocesowego 23. W strefie tej płycie 4 nadaje się odpowiednią wilgotność, jaką powinien mieć gotowy wyrób. Ponadto w strefie tej zbiera się gazy, takie jak formaldehyd, wydzielane przez sprasowaną płytę 4. W strefie kondycjonowania poprocesowego 23 również chłodzi się płytę 4, ponieważ wskutek wysokiej temperatury płyty 4 uzyskanej podczas ogrzewania w strefie 22 staje się ona w pewnym stopniu plastyczna, a tym samym trudniej nią manewrować.

180 929

180 929

?

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

Claims (10)

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, którą prasuje się do gotowanej płyty za pomocą co najmniej jednego walca prasującego i w którym do uformowanej maty doprowadza się parę wodną, znamienny tym, że prasowanie maty (1) przeprowadza się w jednym pojedynczym etapie, podczas którego doprowadza się parę wodną przez co najmniej jeden walec pracujący (2,3).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że parę wodną doprowadza się w takiej ilości, że całe powietrze znajdujące się w macie (1) jest wytłaczane z maty (1).
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przed sprasowaniem matę (1) poddaje się wstępnemu kondycjonowaniu (21).
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wstępne kondycjonowanie (21) obejmuje kondycjonowanie do zadanej temperatury, zawartości wilgoci i gęstości.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że matę (1) sprasowaną do postaci płyty (4) przepuszcza się do strefy ogrzewania (22).
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że sprasowaną płytę (4) trzyma się w strefie ogrzewania (22) przez czas wystarczający do utrwalenia znajdującego się w niej kleju do jego pełnej wytrzymałości.
7. 7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że sprasowaną płytę (4) utrzymuje się w strefie ogrzewania (22) w temperaturze, która jest zbliżona do temperatury płyty (4) podczas jej prasowania.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że matę (1) sprasowaną do postaci płyty (4) przepuszcza się do strefy kondycjonowania poprocesowego (23).
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że w strefie kondycjonowania poprocesowego (23) zmienia się zawartość wilgoci w sprasowanej płycie (4) oraz oddziela się gazy wydzielane ze sprasowanej płyty (4).
10. 10. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że sprasowaną płytę (4) chłodzi się w strefie kondycjonowania poprocesowego (23).