PL237492B1 - Sposób wytwarzania tekturowych płyt o strukturze plastra miodu o wzmocnionej odporności ogniowej i odporności na działanie wilgoci - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania tekturowych płyt o strukturze plastra miodu, w którym z podawanych z odwijaków wstęg tektury litej lub papieru kształtuje się rdzeń o strukturze plastra miodu stanowiący warstwę wewnętrzną i łączy się ją z płaskimi wstęgami pokryciowymi z tektury litej lub papieru, po czym tak ukształtowany produkt płytę poddaje się dwukrotnie suszeniu w suszarni konwekcyjnej i w suszarni płytowej, a następnie tnie się sprasowany produkt na płyty o pożądanym rozmiarze, polega na tym, że wstęgi pokryciowe przed połączeniem z warstwą wewnętrzną powleka się (101) środkiem zwiększającym wodoodporność i/lub ognioodporność, o lepkości od 10 do 100 mPa•s, za pomocą wałowych zespołów powlekających i suszy się w sekcjach suszących; pomiędzy kolejnymi etapami suszenia (105, 107) w suszarni konwekcyjnej na warstwy zewnętrzne wstęgi natryskuje się (106) środek zwiększający wodoodporność i/lub ognioodporność, o lepkości do 10 mPa•s; a po suszeniu (108) w suszarni płytowej mierzy się (110) wilgotność produktu w całej jego objętości za pomocą bezkontaktowego mikrofalowego miernika wilgotności i na podstawie jego wskazań nastawia się parametry w suszarni konwekcyjnej (105, 107) i płytowej (108).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tekturowych płyt o strukturze plastra miodu o wzmocnionej, podczas wytwarzania tektury, odporności ogniowej i odporności na działanie wilgoci.

Papier składa się ze złożonej sieci włókien celulozowych połączonych ze sobą za pomocą wiązań. Charakterystyka włókien i przestrzenna budowa papieru stwarzają zdolność do pochłaniania i zatrzymywania cieczy w taki sposób, że wnika ona do wnętrza materiału włóknistego. Ta cecha jest niepożądana w wielu zastosowaniach papieru. Na przykład papier do pisania i drukowania musi mieć odpowiednią charakterystykę pochłaniania, aby zapobiec rozchodzeniu się tuszu poprzez włókna w dowolnej odległości od jego aplikacji na drodze zjawisk kapilarnych, zachowując w ten sposób wyraźnie i ostro zarysowane linie tylko w miejscach, w których długopis lub drukarka nałożyła atrament.

Tekturowe płyty z rdzeniem o strukturze plastra miodu wykorzystuje się do zabezpieczenia produktów podczas transportu, przykładowo poprzez ich przekładanie i pokrywanie. Pozwalają one na dopasowanie wypełnienia do kształtu transportowanego produktu, dzięki czemu minimalizują ryzyko jego uszkodzenia. Wykorzystuje się je również jako podłoże do przewożonych maszyn i urządzeń. Specyficzna struktura takiej tektury tworzy lekką oraz sztywną i wytrzymałą płytę. Płyty wykonane w tej technologii są tańszą i bardziej praktyczną alternatywą opakowań wykonanych z drewna lub tworzyw sztucznych.

Ze względu na swoją wysoką wytrzymałość przy zachowaniu stosunkowo niskiej masy, tektury o strukturze plastra miodu znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak różnego rodzaju wypełnienia drzwi, pudeł czy też jako różnorodne podstawy, czy obwoluty palet. Materiały tego typu cieszą się szczególnie wysokim zainteresowaniem w transporcie lotniczym ze względu na niską masę elementów z nich wykonanych.

Biorąc pod uwagę fakt, iż materiał ten wykorzystywany jest szczególnie w celach konstrukcyjnych, korzystnym byłoby obniżenie jego palności oraz zwiększenie odporności na działanie wilgoci.

Sposoby obniżania palności oraz zwilżalności wyrobów papierowych znane są z literatury patentowej.

Z amerykańskiego dokumentu patentowego US7815993 znana jest struktura plastra miodu zawierająca termoplastyczne spoiwo o właściwościach uniepalniających. Uniepalniona struktura zawiera: od 5 do 50 części wagowych materiału termoplastycznego o temperaturze topnienia w zakresie od 180 do 300°C oraz od 50 do 95 części wagowych włókien o wysokim module sprężystości, przy czym termoplast ma indeks tlenowy nie mniejszy, niż 26, co oznacza, że jego palenie się jest możliwe w atmosferze o zawartości tlenu co najmniej 26%.

Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US20110039467 znane są uniepalniacze na bazie cieczy jonowych oraz sposób uniepalniania materiałów za pomocą uniepalniaczy na bazie cieczy jonowych. Atom centralny w kationie cieczy jonowych według US20110039467 wybrany jest spośród grupy składającej się z azotu, fosforu i siarki.

Z amerykańskiego dokumentu patentowego US7510628 znany jest sposób zanurzeniowego wytwarzania papieru ognioodpornego, obejmujący etapy, w których dodaje się związek ognioodporny do żywicy do wytworzenia częściowej mieszaniny, związek ognioodporny zawiera boraks i fosforan diamonu, a wspomniana żywica jest częścią bazowej kąpieli żywicznej, utrzymuje się pH wspomnianej częściowej mieszaniny na zalecanym poziomie przez dodatek buforu roztworu zawierającego wodorotlenek sodu z wytworzeniem stabilizowanej częściowej mieszaniny, miesza się wspomniany związek uniepalniający i wspomniany roztwór buforowy z wymienioną żywicą, dodaje się pozostałą żywicę do wymienionej stabilizowanej częściowej mieszaniny z wytworzeniem ognioodpornego związku żywicznego, i impregnuje się papier siarczanowy wspomnianym wcześniej trudnopalnym związkiem żywicznym do wytworzenia wspomnianego ognioodpornego papieru.

Podobnie jak w przypadku zwiększenia odporności ogniowej, poprawę odporności tektury na działanie wilgoci uzyskuje się poprzez zabezpieczanie tektury lub materiałów stosowanych do jej produkcji. Penetrowanie materiału tekturowego przez wilgoć niekorzystnie wpływa na właściwości wytrzymałościowe tektury, co powoduje ograniczenia w jej zastosowaniu.

Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US 20120138249 znany jest sposób polepszania powierzchni papieru lub tektury w celu polepszenia wodoodporności i ograniczenia wodoprzenikalności arkuszy poprzez jedno- lub dwuetapowy zintegrowany proces, w którym wewnętrzna wytrzymałość i właściwości wytrzymałości powierzchni są poprawione przez natryskiwanie roztworu skrobi o zawartości cząstek stałych powyżej 15% na przemieszczającą się wstęgę w sekcji suszącej, a następnie

PL 237 492 B1 przepuszczenie pomiędzy dwoma walcami, aby kontrolować wnikanie skrobi w powierzchnię wstęgi, po czym rozpyla się hydrofobowe chemikalia zaklejające na ruchomą wstęgę w sekcji susząc ej w celu polepszenia wodoodporności papieru i zmniejszania wodoprzenikalności wstęgi za pomocą urządzenia rozpylającego zawierającego zestaw dysz zasilanych sprężonym powietrzem, rozmieszczonych na szerokości wstęgi w kierunku maszynowym w jednym lub więcej rzędach.

Mimo znanych rozwiązań w zakresie podnoszenia ognioodporności i odporności na działanie wilgoci wyrobów papierowych, celowym byłoby dalsze udoskonalenie technologii wytwarzania tekturowych płyt o strukturze plastra miodu.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tekturowych płyt o strukturze plastra miodu, w którym z podawanych z odwijaków wstęg tektury litej lub papieru kształtuje się rdzeń o strukturze plastra miodu stanowiący warstwę wewnętrzną i łączy się ją z płaskimi wstęgami pokrycio wymi z tektury litej lub papieru, po czym tak ukształtowany produkt płytę poddaje się dwukrotnie suszeniu w suszarni konwekcyjnej i w suszarni płytowej, a następnie tnie się sprasowany produkt na płyty o pożądanym rozmiarze, charakteryzujący się tym, że: wstęgi pokryciowe przed połączeniem z warstwą wewnętrzną powleka się środkiem zwiększającym wodoodporność i/lub ognioodporność, o lepkości od 10 do 100 mPa-s, za pomocą wałowych zespołów powlekających i suszy się w sekcjach suszących; pomiędzy kolejnymi etapami suszenia w suszarni konwekcyjnej na warstwy zewnętrzne natryskuje się środek zwiększający wodoodporność i/lub ognioodporność, o lepkości do 10 mPa-s; a po suszeniu w suszarni płytowej mierzy się wilgotność produktu w całej jego objętości za pomocą bezkontaktowego mikrofalowego miernika wilgotności i na podstawie jego wskazań nastawia się parametry w suszarni konwekcyjnej i płytowej.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schemat blokowy procesu wytwarzania tekturowych płyt o strukturze plastra miodu,

Fig. 2 przedstawia schemat linii technologicznej do prowadzenia sposobu,

Fig. 3 przedstawia schemat układu natryskowego znajdującego się pomiędzy modułami suszenia konwekcyjnego.

W sekcji odwijaków 20 odwija się wstęgi tektury litej lub papieru na rdzeń i tektury litej lub papieru pokryciowego. Wstęgi pokryciowe powleka się w kroku 101 środkiem zwiększającym wodoodporność i/lub ognioodporność za pomocą wałowych zespołów powlekających 201,203, po czym powleczone wstęgi opcjonalnie dosusza się w kroku 102 układami dosuszania wstęgi 202, 204. W ten sposób można nanosić środki o dużej gęstości, to znaczy od 10 do 100 mPa-s.

Zainstalowane w sekcji odwijaków 20 wałowe zespoły powlekające 201, 203 do aplikacji środków uniepalniających pozwalają na pokrycie powierzchni obu wstęg przeznaczonych na płaskie warstwy zewnętrzne płyty. Umożliwia to uzyskanie równomiernej powłoki, dzięki pokryciu ich powierzchni przed ich sklejeniem oraz podsuszenie powłoki przed jej kontaktem z elementami prowadzącymi wstęgi w dalszym etapie procesu.

W kolejnej sekcji 23 w etapie 103 kształtuje się rdzeń przeznaczony na warstwę wewnętrzną poprzez znane procesy klejenia, cięcia i kształtowania.

Następnie w sekcji 24 w etapie 104 łączy się, poprzez nałożenie kleju i sprasowanie, rdzeń tektury o strukturze plastra miodu z warstwami zewnętrznymi.

Połączoną tekturę suszy się w etapach 105, 107 za pomocą modułów 25, 27 suszenia konwekcyjnego.

Pomiędzy etapami suszenia konwekcyjnego na powierzchnie zewnętrzne płyty natryskuje się za pomocą układu natryskowego 26 w etapie 106 kolejny, płynny środek zwiększający wodoodporność i/lub ognioodporność, którego lepkość jest mniejsza od środka nanoszonego w sekcji 20, to znaczy do 10 mPa-s, a zatem korzystniej jest go nakładać w tym etapie natryskowo.

Jak przedstawiono na Fig. 3, układ natryskowy umiejscowiony pomiędzy modułami suszenia konwekcyjnego 25, 27 sekcji suszącej ciągu technologicznego zasila się z kadzi zawierającej wcześniej przygotowaną zawiesinę za pomocą pompy o regulowanym ciśnieniu wylotowym. W module natryskowym zainstalowany jest system dysz pozwalających na równomierne pokrycie zawiesiną środków uszlachetniających na jednej lub obydwu powierzchniach wytwarzanej tektury. W celu zapewnienia szerokiego zakresu wydajności dozowania środka korzystne jest stosowanie dysz z atomizerem oraz instalacji sprężania powietrza zasilającej atomizer. Dysze zasila się zawiesiną pod ciśnieniem zapewniającym równomierne zraszanie powierzchni tektury w strefie oddział ywania pojedynczej dyszy. Sterowanie strumieniem zawiesiny dopływającej do układu natryskowego jest realizowane

PL 237 492 B1 przez wymuszenie zadanej wartości jej ciśnienia. W tym celu stosuje się pompę z układem regulacji ciśnienia na wylocie i możliwością zadania jego wartości przez operatora lub system automatyki uzależniający wydajność zraszania od prędkości maszyny. Ze względu na małą średnicę dysz, woda stosowana do przygotowywania zawiesiny jest filtrowana za pomocą filtra dwustopniowego. Instalacja jest wyposażona w kadź z mieszadłem, w której wcześniej jest przygotowywana zawiesina natryskiwanego środka.

Po suszeniu konwekcyjnym produkt poddaje się suszeniu w etapie 108 w suszarni płytowej 28 znanym sposobem. Następnie wysuszoną tekturę ponownie prasuje się w etapie 109 w prasie 29, po czym w celu określenia poziomu wilgoci w wyrobie skanuje się go w etapie 110 w skanerze pomiarowym 30, który dokonuje pomiaru średniej wilgotności wytwarzanej tektury.

Ze względu na dużą grubość płyty, bezkontaktowy pomiar ilości wody w niej zawartej bazuje na metodzie pomiaru z wykorzystaniem mikrofal. Polega ona na pomiarze osłabienia sygnału emitowanego przez nadajnik mikrofalowy w wyniku przejścia przez tekturę. Metoda ta mierzy ilość wody zawartej łącznie we wszystkich warstwach tektury i nie jest wrażliwa na nierównomierności w jej rozkładzie w osi prostopadłej do powierzchni tektury.

Głowica pomiarowa skanera składa się z dwóch elementów zamocowanych na ramie skanera po obu stronach płyty wytwarzanej tektury w sposób, który umożliwia ich jednoczesny ruch w kierunku prostopadłym do kierunku przemieszczania się tektury. W jednym z elementów głowicy jest mocowany nadajnik mikrofal, a w drugim (po przeciwnej stronie) jest instalowany czujnik mikrofal. Napęd głowicy stanowi silnik z enkoderem, co pozwala na rejestrację aktualnego położenia głowicy. Pracą nadajnika mikrofalowego i elementów mechanicznych skanera zarządza główny sterownik, który jednocześnie przekazuje informację o pozycji głowicy do układu rejestracji sygnału z czujników. Zarejestrowany sygnał jest poddawany przetwarzaniu w celu zobrazowania profilu poprzecznego wilgotności tektury i zmian wilgotności w czasie. Jednocześnie dane pomiarowe są archiwizowane, co umożliwia późniejszą ich analizę. Zastosowanie skanera pozwala na bieżącą kontrolę pracy układów suszących, tak aby wyjściowy produkt miał pożądaną wilgotność.

Następnie tekturę przekrawa się w etapie 111 za pomocą przekrawacza 31 w celu wytworzenia gotowej płyty o strukturze plastra miodu o podniesionej odporności ogniowej i odporności na działanie wilgoci.

Nadawanie cech specjalnych tekturom podczas ich produkcji według wynalazku umożliwia wytworzenie dowolnej, nawet bardzo małej partii wyrobu bez wcześniejszego zaopatrywania się w surowce posiadające te cechy. Ponadto taki sposób wytwarzania pozwala na dowolne wybieranie gramatury nakładanego środka, zależnie od potrzeb odbiorcy, co dodatkowo w wielu przypadkach może obniżyć koszty produkcji.

PRZYKŁAD WYKONANIA

W sekcji odwijaków przygotowano surowiec w postaci papieru na warstwy zewnętrzne i tekturę litą na warstwę wewnętrzną o znanych parametrach. Następnie na warstwy zewnętrzne za pomocą wałów powlekających 201, 203 naniesiono środek zwiększający wodoodporność - Ukaphob HR 530 firmy Schill+Seilacher GmbH, po czym wysuszono papier za pomocą układów dosuszania 202, 204. Następnie znanym sposobem ukształtowano rdzeń o strukturze plastra miodu i sklejono znanym klejem z powleczonymi warstwami zewnętrznymi. Następnie w układzie natryskowym, pomiędzy etapami suszenia konwekcyjnego, na warstwy zewnętrzne natryśnięto środek podnoszący odporność ogniową - Burnblock firmy OldenWood. Następnie produkt wysuszono w suszarce płytowej i po sprawdzeniu wilgotności pocięto na płyty o pożądanym rozmiarze.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania tekturowych płyt o strukturze plastra miodu, w którym z podawanych z odwijaków wstęg tektury litej lub papieru kształtuje się rdzeń o strukturze plastra miodu stanowiący warstwę wewnętrzną i łączy się ją z płaskimi wstęgami pokryciowym i z tektury litej lub papieru, po czym tak ukształtowany produkt płytę poddaje się dwukrotnie suszeniu w suszarni konwekcyjnej i w suszarni płytowej, a następnie tnie się sprasowany produkt na płyty o pożądanym rozmiarze, znamienny tym, że:

PL 237 492 B1

- wstęgi pokryciowe przed połączeniem z warstwą wewnętrzną powleka się (101) środkiem zwiększającym wodoodporność i/lub ognioodporność, o lepkości od 10 do 100 mPa-s, za pomocą wałowych zespołów powlekających (201, 203) i suszy się w sekcjach suszących (202, 204);

- pomiędzy kolejnymi etapami suszenia (105, 107) w suszarni konwekcyjnej na warstwy zewnętrzne wstęgi natryskuje się (106) środek zwiększający wodoodporność i/lub ognioodporność, o lepkości do 10 mPa-s;

- a po suszeniu (108) w suszarni płytowej mierzy się (110) wilgotność produktu w całej jego objętości za pomocą bezkontaktowego mikrofalowego miernika wilgotności (30) i na podstawie jego wskazań nastawia się parametry w suszarni konwekcyjnej (105, 107) i płytowej (108).