PL194518B1 - Płyta produkowana z włókien albo wiórów, sposób wytwarzania płyty produkowanej z włókien albo wiórów i urządzenia do wytwarzania płyty produkowanej z włókien albo wiórów - Google Patents

Abstract

1. Plyta produkowana z wlókien lub wiórów, w zasadzie skladajaca sie z wlókien drzewnych i kleju, znamienna tym, ze udzial kleju w plycie wynosi 45 do 55 kg na m 3 , w szczególnosci 50 do 52 kg na m 3 . 2. Sposób wytwarzania plyty produkowanej z wlókien albo wiórów, znamienny tym, ze na- nosi sie klej na wlókna lub wióry w temperatu- rze ponizej 100°C i sprasowuje powleczone kle- jem wlókna lub wióry w plyte w temperaturze powyzej 140°C. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest płyta produkowana z włókien lub wiórów, zwłaszcza płyta MDF (średnio zagęszczona płyta pilśniowa) albo płyta HDF (wysoko zagęszczona płyta pilśniowa) albo płyta wiórowa.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania płyty produkowanej z włókien albo wiórów.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do wytwarzania płyty produkowanej z włókien lub wiórów, z suszarką, w której są osuszane włókna lub wióry, oraz z powlekarką klejową, w której na włókna lub wióry jest nanoszony klej, aby oklejone włókna lub wióry sprasować w płytę.

Typowy, znany sposób wytwarzania płyty określonego wyżej rodzaju wygląda następująco. Warzone zrębki są najpierw doprowadzane do tak zwanego rafinera celem wytworzenia włókien, z których jest produkowana płyta. W urządzeniu tym zrębki drzewne są przetwarzane za pomocą tarcz mielących na włókna pod działaniem temperatury i ciśnienia. Z rafinera włókna są wyprowadzane za pomocą pary i są dalej transportowane przewodem zwanym „Blue-line”, przy czym ciśnienie pary wynosi około 10 bar a temperatura wynosi około 150 do 160°. W „Blue-line” dodawany jest klej, a za miejscem dodawania kleju następuje rozszerzenie tego przewodu. Zawirowanie jest powodowane przez to rozszerzenie. Klej mieszany jest z włóknami. Udział kleju stanowi około 22% wag. włókien.

Przewód „Blue-line” ma ujście na środku rury suszącej, która ma średnicę na przykład 2,60 m. Przez tę rurę jest przetłaczane powietrze o temperaturze 160°C, maksymalnie od 220 do 240°C. W rurze tej następuje obniżenie wilgotności ze 100% na 8 do 11%.

W szczególności w rurze suszącej klej jest wystawiony na niepożądane działanie temperatury. Mianowicie w temperaturze od około 80°C klej ulega niekorzystnemu obciążeniu lub uaktywnieniu i w takim stanie nie nadaje się już do użycia w następnej fazie obróbki, w której oklejone włókna są sprasowywane w płytę.

W opisanym stanie techniki następuje redukcja aktywnej części kleju. Gdy mieszanka włóknaklej opuszcza rurę suszącą, to udział tej części kleju wynoszący początkowo 22% wag. spada do 1 do 8% wag.

W płytach HDF, płytach MDF jak też w płytach wiórowych stosuje się obecnie klej na bazie formaldehydowo-mocznikowej. Gdy wytwarza się płytki na podłogi, to dodaje się do kleju melaminę. Ma to zapobiegać pęcznieniu, które może występować pod wpływem wilgoci.

Problemem jest więc to, że pod działaniem temperatury traci się część kleju przed właściwą fazą obróbki. Trzeba więc niekorzystnie dodać do włókien lub wiórów znacznie więcej kleju niż to jest potrzebne, żeby sprasować włókna lub wióry w podwyższonej temperaturze i otrzymać pożądany produkt, czyli płytę MDF. Obecnie płyta taka zawiera około 60 kg kleju na m³.

Zadaniem wynalazku jest stworzenie płyty o mniejszym udziale kleju w porównaniu ze stanem techniki.

Celem rozwiązania tego zadania w zakresie sposobu, zgodnie z wynalazkiem włókna albo wióry w szczególności najpierw suszy się i następnie z osuszonymi włóknami lub wiórami miesza się klej w temperaturze, która jest znacznie niższa od temperatury suszenia i wynosi w szczególności poniżej 100°C. Dzięki temu unika się niepożądanego wystawiania kleju na działanie stosunkowo wysokiej temperatury jaka występuje podczas osuszania.

Poza tym uzyskuje się korzyść polegającą na tym, że w suszarce lub w rurze suszącej paruje tylko woda, ale niechemikalia. Ma to korzystne znaczenie dla środowiska naturalnego, ponieważ powietrze z suszenia nie zawiera oparów, które według stanu techniki wywiązują się z kleju.

Włókna lub wióry podlegające suszeniu korzystnie nie są oklejone, bo klej „zakłóca” proces suszenia. Tak więc w suszarce w porównaniu ze stanem techniki oszczędza się znaczne ilości energii, którą trzeba byłoby w przeciwnym razie użyć do suszenia. Mamy więc znaczącą obniżkę kosztów.

Dzięki stosowaniu kleju zgodnie z wynalazkiem redukuje się ilość kleju potrzebnego do płyt ₃

MDF. Udaje się zmniejszyć tę ilość do 45 - 55 kg na m płyty, przy czym typową wartością jest 50 do 52 kg na m³ płyty.

Aby uzyskać właściwe oklejenie włókien lub wiórów, trzeba zachować „właściwe” proporcje włókien lub wiórów do kleju. Dlatego zgodnie z wynalazkiem w sposobie przewidziano przed użyciem kleju doprowadzanie osuszonych włókien lub wiórów na wagę taśmową. Na wadze tej włókna lub wióry są transportowane na przenośniku oraz są ważone. Otrzymuje się więc informację, jaką ilość kleju trzeba dodać do włókien w następnej fazie obróbki.

PL 194 518 B1

Doprowadzane włókna lub wióry są przemieszczane na wadze taśmowej do następnego urządzenia. Podczas tego transportu są rozpoznawane i rejestrowane możliwe wahania masy doprowadzanych włókien i w odmianie realizacji dane te są zapamiętywane. Potem są one przetwarzane i służą jako wielkość nastawcza w następnej fazie oklejania. Regulacja ta w odmianie realizacji uwzględnia też czas transportu materiału między punktem pomiaru i wejściem do następnych urządzeń, jak na przykład walec wciągowy. Można przez to zapewnić, że zmiana prędkości wciągania wpływa również na rzeczywiste wahania masy.

Dzięki zmianie prędkości wciągania do następnych urządzeń doprowadzana jest stała ilość materiału. Masę włókien lub wiórów wyznacza się w najmniejszych krokach, co umożliwia równomierne zasilanie włóknami lub wiórami z dokładnością na przykład ± 1%.

Nie jest łatwo okleić dostatecznie włókna, gdyż mają one skłonność do puszystości, jak wata. Trudno jest więc rozprowadzić równomiernie klej na włókna. Dlatego w ukształtowaniu wynalazku przewiduje się oklejanie w mieszarce, w której odbywa się mieszanie kleju z włóknami. Zastosowanie mieszarki do wiórów daje porównywalne korzyści.

Mieszarka ma według wynalazku środki do chłodzenia jej obudowy. W szczególnie prostej odmianie realizacji przewiduje się przynajmniej częściowo dwuściankową obudowę, na przykład rurę o podwójnej ściance, która jest częścią obudowy mieszarki. Ciecz chłodząca, na przykład woda chłodząca, przepływa przez dwuściankową obudowę, żeby chłodzić mieszarkę lub jej ścianki. W wyniku chłodzenia ma powstać we wnętrzu na ściankach warstewka skroplin. Stosownie do tego trzeba zaprojektować układ chłodzenia. Warstewka skroplin powoduje to, że oklejone albo pozbawione kleju włókna lub wióry nie przywierają do ścianek i nie zatykają mieszarki.

W rozwinięciu wynalazku włókna po osuszeniu są płasko rozprowadzane i powstaje z nich coś w rodzaju kurtyny. Następnie dodawany jest klej, to znaczy w szczególności jest on rozpylany na tę kurtynę. Korzystnie rozpyla się mieszankę powietrza i kleju, żeby zapewnić możliwie równomierne rozłożenie kleju. Dzięki stworzeniu takiej kurtyny klej jest rozprowadzany na włókna bardziej równomiernie niż w przypadku występowania włókien w postaci waty.

W następnym ukształtowaniu wynalazku włókna w postaci kurtyny lub maty są wprowadzane do mieszarki, gdzie mieszanka powietrza i kleju jest nadmuchiwana przez dysze na kurtynę lub matę. Tak więc klej jest doprowadzany przez dysze na kurtynę, którą przeprowadza się korzystnie bezstykowo przez mieszarkę, co pozwala uniknąć przywierania włókien do ścianek. Unika się przez to problemów z zanieczyszczaniem i związanych z tym kosztów.

Klej wraz z powietrzem nadmuchuje się na osuszone włókna w temperaturze od 40 do 70°C, korzystnie od 55 do 60°C. Klej osiada na suchej powłoce zewnętrznej i podlega w minimalnym stopniu uaktywnieniu. Dzięki temu mieszanka kleju i włókien nie przykleja się do urządzeń transportowych i technologicznych, na przykład nie pozostaje przyklejona we wnętrzu mieszarki.

W rozwinięciu wynalazku klej preparuje się tak, że twardnieje on po ustalonym czasie. Można to uzyskać przez odpowiednią obróbkę termiczną kleju. Ponadto można dodać utwardzacz, który powoduje utwardzenie na przykład po 60 sekundach. Klej preparuje się w szczególności w mieszarce albo utwardzacz wraz z klejem dodaje się tuż przed mieszarką do osuszonych włókien.

Korzystnie jest, gdy przy późniejszym sprasowywaniu włókien w płytę następuje szybko utwardzenie kleju, co pozwala skrócić czas prasowania. W danym przypadku moment utwardzenia wyznacza celowo specjalista, żeby uzyskać szczególnie krótki czas prasowania. Stanowi to następną istotną zaletę w porównaniu ze stanem techniki, gdzie nie można uzyskać krótkiego czasu prasowania ze względu na konieczny czas utwardzania kleju.

Klej podlega działaniu znacznie niższej niż dotychczas temperatury, co umożliwia stosowanie bardziej reaktywnych klejów niż w stanie techniki. Ponadto można zredukować część chemikaliów, jak na przykład formaldehyd, co daje dalsze korzyści z punktu widzenia ochrony środowiska.

W rozwinięciu wynalazku klej zawirowuje się z podgrzanym powietrzem i taką mieszankę powietrze-klej wprowadza się na osuszone włókna lub wióry. Gorące powietrze, które wprowadza się do mieszarki na przykład przez kabinę wraz z klejem i osuszonymi włóknami lub wiórami, uaktywnia nieco powierzchnie powstających przy tym kropelek kleju. Przeciwdziała się w ten sposób przywieraniu włókien lub wiórów w następnych urządzeniach, na przykład do ścianek mieszarki. W przeciwnym razie trzeba byłoby na przykład mieszarkę czyścić w krótkich odstępach czasu, co powodowałoby niekorzystne zatrzymanie produkcji i pociągało by za sobą niepotrzebne koszty. Trzeba rozważyć i porównać ze sobą te znaczne koszty z wadą polegającą na niewielkim uaktywnieniu kleju. Po niewielu próbach specjalista może określić, w jakim stopniu klej ma być aktywny na jego powierzchni, żeby

PL 194 518 B1 uzyskać jak najbardziej optymalny rezultat ekonomiczny. Udział aktywnego kleju jest zawsze mniejszy w porównaniu ze stanem techniki.

W rozwinięciu wynalazku po dodaniu kleju do osuszonych włókien lub wiórów następuje dalsze nieznaczne uaktywnienie wolnej powierzchni kleju w przeznaczonym do tego urządzeniu, żeby ułatwić następne fazy obróbki. Tak więc po dodaniu kleju do osuszonych włókien lub wiórów, w szczególności po opuszczeniu mieszarki, oklejone włókna lub wióry dostają się korzystnie do rury wznośnej, która ma w szczególności długość 10 do 30 m, korzystnie około 20 m. Rura ta ma w szczególności średnicę 1 do 4 metrów.

Rura wznośna jest korzystnie także chłodzona i ma na przykład podwójną ściankę, żeby między tymi ściankami mogła przepływać ciecz chłodząca. Chodzi znów o stworzenie warstewki skroplin na wewnętrznych ściankach tej rury, żeby oklejone włókna lub wióry nie pozostawały przywarte do ścianek.

Dzięki rurze wznośnej oklejone włókna lub wióry mogą być szczególnie prosto i bezstykowo przeprowadzane przez strumień powietrza lub gazu.

Okazało się, że włókna lub wióry powinny być przeprowadzane przez rurę wznośną z prędkością co najmniej 25 m/sek, korzystnie co najmniej 35 metrów na sekundę. Gdy prędkość ta jest mniejsza, to włókna lub wióry przywierają mocno do rury wznośnej mimo zastosowania wspomnianych wcześniej środków. Powodowałoby to niepotrzebnie szybkie zanieczyszczenie tej rury. Gdy przewidziano niższe prędkości, to już po 8 godzinach trzeba było czyścić rurę wznośną. Po nastawieniu odpowiedniej prędkości można było wydłużyć cykl czyszczenia do 7 - 8 dni, a więc trzeba było oczyszczać rurę tylko raz w tygodniu.

Maksymalna prędkość, z jaką są przedmuchiwane przez rurę wznośną oklejone włókna lub wióry, zależy od wydajności następnych członów składowych lub urządzeń. Trzeba tu pamiętać, żeby te następne urządzenia były w stanie przetworzyć nadchodzącą masę włókien lub wiórów. W praktyce można było łatwo osiągnąć obecnie górną granicę 40 metrów na sekundę. Od 50 metrów na sekundę były przeciążone stosowane dotychczas kolejne człony składowe instalacji. Oczywiście można podwyższyć tę górną granicę prędkości, o ile są do dyspozycji człony instalacji o odpowiedniej wydajności. W zasadzie przyjmuje się, że korzystna jest wyższa prędkość transportu w rurze wznośnej, ponieważ redukuje się przez to problemy z zanieczyszczaniem i związane z tym przerwy produkcyjne.

Przewidziana rura wznośna pozwala jeszcze bardziej uaktywnić klej na powierzchni, co pozwala odpowiednio zrealizować następne fazy obróbki. Specjalista powinien więc dopasować długość rury wznośnej do wymaganego stopnia aktywności kleju, przy czym uwzględnia się prędkość transportową w rurze wznośnej.

Po dodaniu kleju do osuszonych włókien lub wiórów, w szczególności po częściowym uaktywnieniu kleju w rurze wznośnej, włókna oklejone dostają się do separatora cyklonowego. Tu klej dzięki wspomnianych wcześniej środkom jest dostatecznie uaktywniony na powierzchni, tak że nie pozostaje on przywarty w cyklonie. W cyklonie są oddzielane włókna lub wióry i są one doprowadzane środkiem transportowym, jak taśma przenośnikowa, do następnej fazy obróbki. W cyklonie następuje oddzielenie włókien lub wiórów od powietrza.

W odmianie realizacji środek transportowy kieruje włókna lub wióry na separator, gdzie wykrywane są grubsze składniki włókien, które są automatycznie oddzielane. Takimi grubszymi elementami składowymi są na przykład sklejone grudki.

Z separatora włókna lub wióry są przemieszczane na taśmie do prasy i tu są sprasowywane w płytę. Prasa ta składa się korzystnie z dociskanych do siebie, obiegowych taśm prasujących, które są odpowiednio temperowane termicznie. Tak więc prasowanie może odbywać się w sposób ciągły, a specjalista powinien dostosować temperaturę do wykorzystywanego w danym przypadku kleju. W odmianie wykonania dobiera się zróżnicowaną ilość energii dla obu taśm prasujących, a więc taśmy te mają zróżnicowaną temperaturę, żeby uniknąć w ten sposób wypaczenia wytwarzanej płyty.

Różnica temperatur wynosi zwykle 20°C przy temperaturze prasowania w pobliżu 200°C.

Dysze, przez które dodaje się klej do włókien w rozwiniętym ukształtowaniu wynalazku, mają korzystnie kształt stożkowy. Przez końcówkę stożkowa wychodzi klej kroplami, co sprzyja równomiernemu rozprowadzeniu kleju.

Celem uniknięcia oczyszczania i związanego z tym zatrzymania produkcji korzystnie jest, gdy klej wychodzący na przykład z dysz nie styka się z kolejnymi narzędziami, a więc na przykład z narzędziami znajdującymi się w mieszarce. Dlatego klej jest na przykład korzystnie kierowany wprost na włókna lub wióry, przykładowo jest natryskiwany na włókna lub wióry. Trzeba wtedy zwrócić uwagę w szczególności na dostateczny odstęp między dyszami i następnymi narzędziami w mieszarce.

PL 194 518 B1

W praktyce okazało się, że odstęp między narzędziami w mieszarce i dyszami powinien wynosić co najmniej 1 metr, korzystnie co najmniej 2 metry, gdy klej jest natryskiwany poziomo. Włókna są wtedy wprowadzane pionowo na początek mieszarki i są w niej dalej transportowane poziomo. Wymienione, konkretne wielkości odstępu odnoszą się oczywiście do konkretnego jednostkowego przypadku. Nie są one ogólnie obowiązujące, gdyż zależą one także od prędkości wychodzenia kleju z dysz.

Gdy natryskiwana mieszanka klej-powietrze jest kierowana na włókna, to powstaje korzystnie również strumień powietrza, którego nadmuch umożliwia przemieszczanie włókien możliwie bezstykowo przez następne urządzenia, jak mieszarka lub rura wznośna. Zamiast powietrza można w zasadzie zastosować też gaz.

Jako narzędzia w mieszarce wykorzystuje się w szczególności mieszadła, które powodują wymieszanie włókien z klejem.

Aby uzyskać dobre rezultaty, włókna w formie kurtyny dostają się przed dysze. Oprócz już wymienionych korzyści, zaletą takiego rozwiązania jest to, że eliminuje się wtryskiwanie kleju do mieszarki i nie ma zanieczyszczania narzędzi. W przeciwnym razie włókna przywierały by do narzędzi, mieszarka byłaby zatkana w krótkim czasie i trzeba byłoby ją często czyścić.

Narzędzia w mieszarce są zamocowane na centralnie zamontowanej osi i składają się z gwiaździście rozmieszczonych drążków, które przechodzą w płaską część mającą kształt pióra wiosła. Taki gwiaździsty układ jest stworzony na przykład z czterech narzędzi, a więc każde dwa narzędzia są ustawione względem siebie pod kątem 90°. Takie pióra wiosłowe są ustawione skośnie do strumienia powietrza przepływającego przez mieszarkę. W efekcie powstaje zawirowanie powietrza, które sprzyja dobremu wymieszaniu włókien i wiórów z klejem. Kilka „gwiazd utworzonych przez narzędzia jest zamocowanych w równomiernych odstępach na osi. Włókna lub wióry są następnie transportowane równolegle do osi przez mieszarkę. Ogólnie mówiąc narzędzia te są utworzone w szczególności tak, że oprócz włókien i wiórów zawirowują powietrze. Preferuje się więc narzędzia śmigłowe lub działające jak śmigło.

Kurtyna powstaje z włókien korzystnie w następujący sposób.

Środek transportowy, na przykład przenośnik taśmowy lub też waga taśmowa, jest wyposażony na końcu w co najmniej jeden, korzystnie w kilka walców, przez które przeprowadza się włókna. Walce te są w szczególności dociskane do siebie. W zasadzie nie jest szkodliwa ewentualna szczelina pozostająca między dwoma walcami albo walcem i sąsiednią powierzchnią. Dzięki tym walcom powstaje z włókien coś w rodzaju kurtyny lub maty.

Preferuje się przy tym użycie przenośnika taśmowego, gdyż zapewnia on równomierne doprowadzanie włókien do walców. Gdy stosuje się wagę taśmową, to w odmianie realizacji prędkość doprowadzania do walców jest sterowana tak, że do walców dochodzi równomierna ilość włókien. Według stanu techniki stosuje się zwykle ślimak do transportu włókien przy produkcji płyt MDF, jednak włókna wychodzą ze ślimaków stosunkowo nierównomiernie. W efekcie również kurtyna utworzona z włókien miała by nierównomierną strukturę. Kurtyna o równomiernej grubości i szerokości sprzyja równomiernemu rozprowadzaniu kleju. Poza tym taka kurtyna dobrze oddziela natryskiwany klej od kolejnych narzędzi.

W szczególności dzięki (dociskanym do siebie) walcom służącym do stworzenia kurtyny unika się tego, że włókna są transportowane dalej w postaci waty lub sklejonych grudek. Utrudniało by to pożądane równomierne pokrywanie klejem.

Aby umożliwić przetworzenie dostatecznie dużej ilości włókien na kurtynę oraz zapewnić jej szczególnie równomierną strukturę, wykorzystuje się w odmianie realizacji więcej niż dwa walce, przez które przeprowadza się włókna celem stworzenia kurtyny. Walce te są korzystnie przemieszczone względem siebie tak, że są one ustawione pod kątem ostrym względem środka transportowego, na przykład do przenośnika taśmowego lub wagi taśmowej. Dzięki temu na środek transportowy, a więc na przykład na wagę taśmową, dochodzi dostateczna ilość materiału, żeby można było obrobić równomiernie dostatecznie dużą masę włókien.

Dotychczas w praktyce stosuje się szczególnie korzystnie ogółem cztery walce, żeby utworzyć z włókien kurtynę, którą następnie pokrywa się mechanicznie klejem.

Otwór, przez który złożoną z włókien kurtynę w odmianie realizacji wprowadza się do mieszarki albo przed mieszarkę, odpowiada korzystnie maksymalnej szerokości obudowy mieszarki, a więc na przykład średnicy wspomnianej rury, która tworzy jednocześnie ścianki mieszarki. Dzięki temu zapewnione jest pokrycie całej szerokości mieszarki przez kurtynę. W przeciwnym razie natryskiwany klej

PL 194 518 B1 mógłby przechodzić przez kurtynę przez pozostające z boku szczeliny do wnętrza mieszarki, i mogłyby wystąpić wspomniane wcześniej problemy z oczyszczaniem.

Gdyby nie była osłonięta cała szerokość mieszarki, to byłby do niej wtryskiwany nie tylko klej, lecz nastąpiło by wzmożone porywanie włókien skrajnych, które zbijają się w grudki. Pogarsza to jakość materiału i wywołuje problemy produkcyjne lub też powoduje konieczność uzdatnienia materiału, co zwiększa koszty eksploatacji.

Boczne ścianki mieszarki są w praktyce chłodzone korzystnie do temperatury 7 do 15°C, w szczególności 10 do 12°C. W związku z tym na ściankach osadza się warstewka skroplin, co zapobiega przyklejaniu się włókien.

Wymienione temperatury są odpowiednie także dla stworzenia warstewki skroplin na wewnętrznych ściankach rury wznośnej.

W dalszym rozwinięciu wynalazku wióry drzewne albo zrębki drzewne są najpierw rozdrabniane na stały składnik drzewny czyli celulozę i na płynne składniki czyli ligninę oraz płynną hemicelulozę.

Lignina i hemiceluloza są oddzielane od stałych składników i stosowane jako klej, a więc zgodnie z wynalazkiem są mieszane z osuszonymi włóknami drzewnymi lub wiórami drzewnymi. Stałe składniki drewna są dalej przetwarzane na włókna lub wióry. Płynne składniki można oddzielić na przykład w tak zwanym agitatorze (mieszalniku) od stałych składników. Wspomniane wyżej składniki występują zwykle w następujących proporcjach: 20 do 35% wag. hemicelulozy, 45 do 50% wag. celulozy oraz 20 do 35% wag. ligniny.

W odmianie realizacji zrębki są najpierw wprowadzane do ślimaka podającego a stamtąd w stanie zagęszczonym dostają się do warnika i są tam warzone pod wysokim ciśnieniem. Warnik jest odpowiednio zaprojektowany na wysokie ciśnienie, które wynosi w szczególności co najmniej 12 do 22 bar. Według stanu techniki zrębki są warzone z reguły tylko pod ciśnieniem 8 do 9 bar. W wyniku termicznej obróbki parowej stałe składniki drzewne (celuloza) są oddzielane od ligniny i hemicelulozy, które stanowią składniki płynne. Celuloza występuje w postaci stałej. Dwa inne składniki, lignina i hemiceluloza, są płynne i mogą być stosowane w zasadzie jako klej, przy czym kleistość nadaje przeważnie hemiceluloza.

Z druku WO 98/37147 znane jest wprawdzie oddzielanie zawartej w drewnie ligniny i hemicelulozy od stałych składników i stosowanie jako klej przy produkcji płyt MDF.

Wadą tego sposobu są znaczne emisje substancji, które mogłyby stanowić duże obciążenie dla otoczenia miejsc produkcji. Emisje te nie mogłyby być wyeliminowane ekonomicznie uzasadnionymi środkami. Problem tej emisji ogranicza się zgodnie z wynalazkiem przez to, że płynne składniki znajdują się początkowo w hermetycznie szczelnym warniku, z którego nie mogą uchodzić żadne takie składniki. Po oddzieleniu płynnych składników następuje ich ochładzanie i są one dalej przetwarzane w stosunkowo niskiej temperaturze, a więc w szczególności są one rozpylane przez dysze na włókna. Tak więc składniki płynne są znacznie ochładzane, zanim opuszczą one zamknięty szczelnie dla zapachów system. W stanie ochłodzonym występuje nieznaczne wydzielanie się zapachów. Ligninę i hemicelulozę wykorzystuje się jako klej dzięki temu, że te składniki drewna opuszczają szczelny dla zapachów system dopiero w niższej temperaturze, w szczególności znacznie poniżej 100°C, i w tym ochłodzonym stanie są nanoszone na włókna. W ten efektywny sposób udaje się obniżyć dostatecznie wyraźnie obciążenie dla środowiska wynikające się z rozchodzenia nieprzyjemnych zapachów.

W rozwinięciu wynalazku otrzymane w opisany wyżej sposób płynne składniki, czyli hemiceluloza i lignina, są mieszane z konwencjonalnym klejem, przy czym udział tych składników w mieszance klejowej wynosi korzystnie nie więcej niż 20% wag. Mieszanka ta zawiera ponadto w szczególności klej na bazie formaldehydowo-mocznikowej.

Gdy stosuje się mieszankę klejową, która zawiera ponad 20% wag. hemicelulozy i ligniny (uzupełnieniem są stosowane obecnie konwencjonalne kleje syntetyczne), to czas sprasowywania oklejonych włókien w płytę jest za długi. Dlatego z ekonomicznego punktu widzenia korzystniej jest mieszać hemicelulozę i ligninę z innym klejem lub mieszankami klejowymi. Można przez to po pierwsze zaoszczędzić konwencjonalny klej, a po drugie unika się sytuacji, w której taka metoda wytwarzania staje się nieefektywna ze względu na długi czas prasowania. Górna granica udziału hemicelulozy i ligniny zależy oczywiście od reaktywności kleju, z którym miesza się te składniki. Dlatego wymienioną wielkość 20% wag. należy traktować tylko jako orientacyjną lub empiryczną.

Do transportu włókien z klejem przez mieszarkę przewiduje się między innymi powietrze, a więc w odmianie ukształtowania wynalazku dysze doprowadzające klej zachowują odstęp od obudowy mieszarki i znajdują się przed otworem obudowy. Między dyszami i otworem pozostaje szczelina

PL 194 518 B1 pierścieniowa, która umożliwia zasysanie i odpowiednie doprowadzanie powietrza. Ponadto w tym ukształtowaniu powietrze wchodzące przez pierścieniową szczelinę może być podgrzewane, żeby zapewnić wymaganą temperaturę w mieszarce, co w szczególności ma sprzyjać uaktywnieniu kleju na powierzchni.

Narzędzia we wnętrzu mieszarki w rozwiniętym ukształtowaniu są umieszczone na osi, wokół której są rozmieszczone pierścieniowo dysze doprowadzające klej, żeby włókna były pokrywane równomiernie klejem. Włókna lub też kurtyna utworzona z włókien są następnie doprowadzane korzystnie prostopadle do osi między dysze i narzędzia. Dysze są rozmieszczone pierścieniowo w jednym albo w kilku rzędach, zależnie od średnicy mieszarki. Przy odpowiednio dużej średnicy cały otwór mieszarki jest spryskiwany klejem, przy czym drugi rząd dysz jest umieszczony pierścieniowo wokół osi.

W rozwiniętym ukształtowaniu wynalazku do włókien ze stałych składników drzewnych dodawane są włókna szklane albo włókna syntetyczne. Odbywa się to w szczególności w mieszarce albo tuż przed mieszarką. Dzięki temu mogą być wytwarzane szczególnie dobre kształtki płytowe, które wykorzystuje się przykładowo na wewnętrzną okładzinę w samochodzie. Tak ukształtowane płyty mogą być zastosowane w przemyśle samochodowym na przykład jako półka lub schowek. Wystarczy wtedy poddać strukturę warstwową formowaniu wstępnemu i nie jest potrzebne prasowanie ostateczne.

W przemyśle samochodowym nie potrzeba tak wielu kształtek, jakie mogą być efektywnie wytwarzane z włókien w skali przemysłowej. Dlatego z ekonomicznego punktu widzenia kształtki stosowane w szczególności w przemyśle samochodowym korzystniej jest produkować wraz z płytami MDF (przewidzianymi do wytwarzania półek), gdyż umożliwia to wykorzystywanie włókien w dużej skali technicznej. Płyty MDF przewidziane do wytwarzania półek mają stronę górną i stronę dolną, które są płaskie i równoległe do siebie. Płyty takie mają grubość kilku milimetrów. Z reguły nie zawierają one włókien syntetycznych lub szklanych, gdyż nie są wymagane jakieś szczególne kształty odbiegające od płaskiej powierzchni.

Podczas wytwarzania kształtek problemem są ostre krawędzie, które mają skłonność do rozrywania. Można wyeliminować te problemy poprzez wzmocnienie włóknami szklanymi lub syntetycznymi.

Kształtki określonego wyżej rodzaju stosuje się także w przemyśle meblarskim. Są one potrzebne przykładowo na drzwi, które mają zaprojektowany specjalny kształt.

W odróżnieniu od płyt z włókien, a więc przykładowo płyt MDF przewidzianych do produkcji półek, w przypadku kształtek wystarczy poddać je tylko formowaniu wstępnemu. Formowanie takie odbywa się z zasady przy mniejszych naciskach niż właściwe prasowanie. Podczas formowania wstępnego nacisk może stanowić 1/3 nacisku stosowanego przy właściwym prasowaniu, które może odbywać się przy naciskach od 75 do 80 kg/cm .

Żeby uzyskać efektywne rezultaty, udział włókien szklanych i/albo włókien syntetycznych w kształtce wynosi do 25% wag., korzystnie do 15% wag., a co najmniej 5% wag.

Oddzielanie włókien do produkcji kształtek od włókien przeznaczonych do wytwarzania płyt MDF lub HDF na półki, w szczególności na płytki podłogowe, również niezależnie od omawianych tu włókien według wynalazku, jest szczególnie efektywne w porównaniu ze stanem techniki.

Wynalazek w przykładzie wykonania został objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wagi taśmowej i następującej za nią mieszarki, fig. 2 - mieszarkę widzianą w kierunku równoległym do osi.

Figura 1 ukazuje przekrój wagi taśmowej 1 i następującej za nią mieszarki 2. Jak wskazuje to strzałka 3, osuszone włókna wytworzone ze zrębek drzewnych są doprowadzane przez otwór obudowy 4 na wagę taśmową 1. Skos 5 kieruje podawane włókna na taśmę wagi. Waga ta wyznacza masę materiału i steruje ilością tego materiału przemieszczanego w kierunku trzech walców 6. Walce te są umieszczone nad sobą i są przemieszczone tak, że tworzą one z wagą taśmową 1 kąt ostry a. Włókna znajdujące się na wadze wchodzą w strefę tego kąta ostrego i przechodzą przez obracające się walce 6, przy czym tworzy się z tych włókien kurtyna, która pod wpływem ciążenia przemieszcza się dalej pionowo w dół według strzałki 7. Kurtyna ta dochodzi do mieszarki 2 dostając się między wiele dysz 8 i narzędzi 9.

Mieszarka ma rurową obudowę utworzoną przez podwójną ściankę 10 i 11. Centralnie w środku obudowy jest umieszczona oś 12, na której są zamocowane narzędzia 9. Narzędzie 9 jest ustawione pod kątem prostym do osi 12. Każdorazowo cztery narzędzia 9 w kształcie pióra wiosła tworzą razem układ gwiaździsty. Kilka takich zespolonych ze sobą narzędzi jest zamocowanych w równomiernych odstępach na osi 12. Narzędzi tych nie ma w przedniej części, do której jest wprowadzana kurtyna utworzona z włókien. Dzięki temu zapewnia się dostatecznie duży odstęp między narzędziami 9

PL 194 518 B1 i dyszami 8, który jest potrzebny po to, aby klej wychodzący z dysz 8 nie trafiał podczas pracy urządzenia bezpośrednio na te narzędzia.

Średnica obudowy mieszarki odpowiada szerokości otworu, przez który wchodzi do mieszarki kurtyna z włókien. Szerokość tej kurtyny jest dostosowana do szerokości otworu. Dysze 8 są rozmieszczone na półkolu wokół osi 12 w górnej części. Dzięki temu kurtyna ta jest pokrywana równomiernie klejem i klej wychodzący z dysz 8 nie trafią bezpośrednio na elementy mieszarki. Między dyszami 8 i obudową 10, 11 jest odstęp, a więc powstaje coś w rodzaju szczeliny pierścieniowej, przez którą jest zasysane powietrze. Nie przedstawiono na rysunku środków do podgrzewania zasysanego powietrza. Powstaje przez to mieszanka kleju z powietrzem. Kurtyna pokryta klejem (inaczej mówiąc mata utworzona z włókien) przemieszczana przez strumień powietrza przechodzi przez mieszarkę 2 równolegle do osi 12. Podczas transportu oś obraca się wraz z narzędziami 9, przy czym następuje dalsze wymieszanie kleju z włóknami. Między obie ścianki 10, 11 jest wprowadzana ciecz chłodząca, żeby we wnętrzu mieszarki na jej ściankach wewnętrznych powstała warstewka skroplin.

Na fig. 2 ukazano mieszarkę widzianą w kierunku równoległym do osi 12. Ze względu na przejrzystość rysunku ukazano tylko dwa narzędzia 9. Widać tu w szczególności jednorzędowy, półkolisty układ dysz w górnej części.

Claims (57)

1. Płyta produkowana z włókien lub wiórów, w zasadzie składająca się z włókien drzewnych i kleju, znamienna tym, że udział kleju w płycie wynosi 45 do 55 kg na m , w szczególności 50 do 52 kg na m³.

2. Sposób wytwarzania płyty produkowanej z włókien albo wiórów, znamienny tym, że nanosi się klej na włókna lub wióry w temperaturze poniżej 100°C i sprasowuje powleczone klejem włókna lub wióry w płytę w temperaturze powyżej 140°C.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że klej nanosi się na włókna lub wióry natryskując na włókna mieszankę klejowo-gazową.

₃

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że klej nanosi się w takiej ilości, że na m płyty stosuje się 45 do 55 kg kleju.

5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że włókna lub wióry przed naniesieniem kleju wprowadza się na wagę taśmową i wagą tą oraz nanoszeniem kleju steruje się tak, że podczas nanoszenia kleju utrzymuje się w zasadzie stałą proporcję ilościową między klejem i włóknami lub wiórami.

6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że powlekane klejem włókna lub wióry miesza się ze sobą i/albo zawirowuje, w szczególności w mieszarce z chłodzonymi ściankami.

7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że włókna formuje się w kurtynę lub matę i klej nanosi się na albo wprowadza w tę kurtynę lub matę.

8. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że klej nanosi się na włókna lub wióry wraz z podgrzanym powietrzem, w szczególności przy temperaturze powietrza od 40 do 70°C.

9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że klej nanosi się na włókna lub wióry razem z utwardzaczem.

10. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że klej po naniesieniu na włókna lub wióry aktywuje się początkowo w sposób ograniczony tylko na jego powierzchni.

11. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że powleczone klejem włókna lub wióry przeprowadza się nadmuchem przez rurę wznośną.

12. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że drewno rozkłada się na stałe i płynne elementy składowe i płynne składniki nanosi się jako klej na włókna lub wióry.

13. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że płynne składniki chłodzi się przed nanoszeniem.

14. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w kleju jest zawarta lignina i hemiceluloza w szczególności w udziale do 20% wag.

15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że do włókien pochodzących z drewna dodaje się włókna syntetyczne i/albo włókna szklane.

16. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wytwarza się są kształtki płytowe.

PL 194 518 B1

17. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wytwarza się jednocześnie płyty MDF i płyty HDF na płytki podłogowe wraz z kształtkami i wykorzystuje się do tego włókna pochodzące z tego samego urządzenia, w szczególności z tego samego urządzenia mielące.

18. Sposób wytwarzania płyty produkowanej z włókien albo wiórów, znamienny tym, że suszy się włókna lub wióry w suszarce, nanosi się klej na osuszone włókna poza suszarką w niższej temperaturze, i sprasowuje się powleczone klejem włókna w płytę, w szczególności z doprowadzaniem ciepła.

19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że klej nanosi się na włókna lub wióry natryskując na włókna mieszankę klejowo-gazową.

20. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że klej nanosi się w takiej ilości, że na m płyty stosuje się 45 do 55 kg kleju.

21. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że włókna lub wióry przed naniesieniem kleju wprowadza się na wagę taśmową i wagą tą oraz nanoszeniem kleju steruje się tak, że podczas nanoszenia kleju utrzymuje się w zasadzie stałą proporcję ilościową między klejem i włóknami lub wiórami.

22. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że powlekane klejem włókna lub wióry miesza się ze sobą i/albo zawirowuje, w szczególności w mieszarce z chłodzonymi ściankami.

23. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że włókna formuje się w kurtynę lub matę i klej nanosi się na albo wprowadza w tę kurtynę lub matę.

24. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że klej nanosi się na włókna lub wióry wraz z podgrzanym powietrzem, w szczególności przy temperaturze powietrza od 40 do 70°C.

25. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że klej nanosi się na włókna lub wióry razem z utwardzaczem.

26. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że klej po naniesieniu na włókna lub wióry aktywuje się początkowo w sposób ograniczony tylko na jego powierzchni.

27. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że powleczone klejem włókna lub wióry przeprowadza się nadmuchem przez rurę wznośną.

28. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że drewno rozkłada się na stałe i płynne elementy składowe i płynne składniki nanosi się jako klej na włókna lub wióry.

29. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że płynne składniki chłodzi się przed nanoszeniem.

30. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że w kleju jest zawarta lignina i hemiceluloza w szczególności w udziale do 20% wag.

31. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że do włókien pochodzących z drewna dodaje się włókna syntetyczne i/albo włókna szklane.

32. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że wytwarza się są kształtki płytowe.

33. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że wytwarza się jednocześnie płyty MDF i płyty HDF na płytki podłogowe wraz z kształtkami i wykorzystuje się do tego włókna pochodzące z tego samego urządzenia, w szczególności z tego samego urządzenia mielącego.

34. Urządzenie do wytwarzania płyty produkowanej z włókien lub wiórów z suszarką, w której są osuszane włókna lub wióry, oraz z powlekarką klejową, w której na włókna lub wióry jest nanoszony klej, aby oklejone włókna lub wióry sprasować w płytę, znamienne tym, że przewidziane są środki transportowe (1, 7), za pomocą których włókna lub wióry są przemieszczane z suszarki do powlekarki klejowej (2, 8).

35. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma instalację do przetwarzania zrębków drzewnych na włókna za pomocą tarcz mielących w szczególności w podwyższonej temperaturze i pod ciśnieniem.

36. Urządzenie według zastrz. 34 albo 35, znamienne tym, że suszarka posiada rurę wraz ze środkami, za pomocą których gazowy czynnik jest podgrzewany i przedmuchiwany przez tę rurę.

37. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że środkiem transportowym jest waga taśmowa (1).

38. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że jest przewidziana mieszarka (2), w której klej jest mieszany z włóknami lub wiórami w szczególności mechanicznie za pomocą narzędzi mieszających (9), przy czym narzędzia te mają korzystnie postać pióra wiosła i śmigła tworząc układ wywołujący zawirowanie powietrza w mieszarce.

39. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że przewidziana jest mieszarka (2) wraz ze środkami do chłodzenia jej obudowy (10, 11).

PL 194 518 B1

40. Urządzenie według zastrz. 39, znamienne tym, że przewidziana jest mieszarka (2), która ma przynajmniej częściowo dwuściankową obudowę (10, 11), w szczególności dwuściankową rurę.

41. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że przewidziane są środki do chłodzenia cieczy, a także środki umożliwiające chłodzenie obudowy mieszarki i/albo rury wznośnej ochłodzoną cieczą.

42. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma środki do wytwarzania warstewki skroplin na wewnętrznych ściankach mieszarki i/albo rury wznośnej.

43. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma środki (6) umożliwiające doprowadzanie włókien w postaci kurtyny lub maty do powlekarki klejowej.

44. Urządzenie według zastrz. 43, znamienne tym, że ma środki (6) umożliwiające doprowadzanie włókien w postaci kurtyny lub maty do powlekarki klejowej, przy czym środki te obejmują walce (6) i przy czym przewidziany jest przenośnik taśmowy albo waga taśmowa (1) do doprowadzania włókien do walców.

45. Urządzenie według zastrz. 43, znamienne tym, że ma środki (6) umożliwiające doprowadzanie włókien w postaci kurtyny lub maty do powlekarki klejowej, przy czym środki te obejmują walce (6), które są umieszczone nad sobą z przemieszczeniem, przy czym walce te są w szczególności umieszczone tak, że tworzą one kąt ostry (a) z przenośnikiem taśmowym albo wagą taśmową (1).

46. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma dysze (8) do nanoszenia kleju na włókna lub wióry, które to dysze mają w szczególności kształt stożkowy.

47. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma środki do nanoszenia kleju wraz z podgrzanym powietrzem na włókna lub wióry.

48. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma środki do nanoszenia kleju wraz z utwardzaczem na włókna lub wióry.

49. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma w zasadzie pionową rurę wznośną, która łączy się z powlekarką klejową i przez którą oklejone włókna lub wióry są przedmuchiwane w kierunku przeciwnym do działania siły ciężkości, przy czym korzystnie są przewidziane środki do chłodzenia ścianek rury wznośnej.

50. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma cyklon, w którym oddzielane są oklejone włókna lub wióry.

51. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma separator, do optycznej kontroli oklejonych włókien lub wiórów.

52. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma cyklon, w którym oddzielane są oklejone włókna lub wióry, i separator, do optycznej kontroli oklejonych włókien lub wiórów.

53. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma prasę posiadającą dociskane do siebie, obiegowe taśmy prasujące.

54. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma środki doprowadzające włókna w postaci kurtyny lub maty przed dysze, z których wychodzi klej.

55. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma mieszarkę (2) i otwór, przez który kurtyna z włókien jest doprowadzana do albo przed mieszarkę, przy czym otwór ten odpowiada maksymalnej szerokości obudowy mieszarki a środki do tworzenia kurtyny są korzystnie zwymiarowane tak, że szerokość kurtyny odpowiada w zasadzie szerokości tego otworu.

56. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że rura wznośna i/albo mieszarka jest z metalu.

57. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że ma przewidziane środki do rozkładu drewna na stałe i płynne składniki, oraz środki do nanoszenia płynnych składników na włókna lub wióry.