SI9210125A - Process for the production of wood-fibre boards - Google Patents

Description

OSTERREICHISCHE HIAG WERKE Gesellschaft m.b.H.

Postopek izdelave plošč iz lesnih vlaken

Izum se nanaša na postopek izdelave plošč iz lesnih vlaken, pri katerem je surovina podvržena razvlaknjenju, zatem se jo v pihalnem vodu olepi z vodno raztopino veziva in tako dobljeni olepljeni vlakninski material se po sušenju na potrebno preostalo vlažnost natrosi v proge ploskovnega nasutja in se ga pod tlakom in temperaturo stisne v plošče. Zlasti pa se izuma nanaša na tak postopek izdelave srednjegostih vlakninskih plošč (SGV plošč; nem. MDF - mitteldichte Faserplatten) in trdih vlakninskih plošč (TGV plošč; nem. HDF - Hartfaserplatten), ki vsebujejo zmanjšano količino veziva.

Mehanske lastnosti plošč iz lesnih vlaken določa razen kakovosti operacije razvlaknjenja v pomembnem delu vezivo, uporabljeno za vezavo vlakninskega materiala. Pri tem je pod v preostalem konstantnimi pogoji povišanje mehanske trdnosti plošč zvezano z zvišanjem količine veziva, vloženega za vezanje vlakninskega materiala.

Ker pa vezivni material pri izdelavi vlakninskih plošč predstavlja bistveni stroškovni faktor, obstaja z vidika gospodarnosti izdelave vlakninskih plošč težnja po tem, da se vloži kar se da malo veziva. Nadalje se stremi za tem, da se količina veziva zmanjša iz razloga, da se zmanjša obremenitev okolja, ki ga predstavlja zlasti pri aminoplastičnih vezivih nastopajoče odcepljanje formaldehida. Pri običajnih postopkih za izdelavo plošč iz lesnih vlaken pa zmanjšanje količine vloženega veziva, kot že rečeno, vodi k padcu trdnosti tako narejenih plošč.

Da bi količino veziva zmanjšali, ne da bi škodovali trdnosti, so doslej poskušali z uporabo raznih aparaturnih posegov pri dodajanju veziva v pihalnem vodu doseči dobro porazdelitev lepila, t.j. doseči so hoteli kar se da veliko število zlepnih mest (točk), ki so merodajna za zlepno trdnost. Pri tem so se nadalje posluževali raztopin veziva z vsebnostjo trdne smole okoli 50 mas.%.

Na področju plošč iz lesnih odrezkov so že opisali postopek z zmanjšano količino dodanega veziva, po katerem uporabljajo razredčeno raztopino veziva z vsebnostjo trdne smole v količini prednostno od 22 do 30 mas.% (EP-B 0 010 537). S tem postopkom se pride do enakomernejše porazdelitve veziva po odrezkih močno različne velikosti in s tem do prihranka na količini veziva. Vloženo surovino pri tem postopku najprej delijo na odrezke in jo zatem podvržejo sušenju do vlage v vrednosti prednostno manj kot 2%, preden jo olepijo z vodno raztopino določenega aminoplasta. Odrezke prevlečejo z lepilom v mešalniku za olepljanje. Razen tega raztopini veziva dodajajo sredstva za zgoščanje, kot so derivati celuloze, da se izognejo vdoru veziva v material odrezkov. Vlažnost olepljenega materiala odrezkov, ki jo držijo pod 12%, določajo s količino vode, nanesene na material odrezkov z raztopino veziva. Omenjena objava potemtakem zadeva postopek, ki je za izdelavo plošč iz odrezkov običajen in po katerem surovino najprej sušijo, zatem olepijo, izum pa se nanaša na suhe postopke izdelave vlakninskih plošč, pri katerih izhodiščni material najprej olepimo, nato sušimo.

S tovrstnimi suhimi postopki doslej ni bilo moč izdelati vlakninskih plošč, ki imajo kljub malemu deležu veziva zadostno trdnost. Da so dosegli zadostno trdnost po veljavnih tehniških normah, so doslej morali pri vlakninskih ploščah (tako pri SGV ploščah kot tudi pri TGV ploščah) vgrajevati trdno smolo, katere delež je glede na a.s. (absolutno suhi) vlakninski material vedno znašal več kot 12 mas.%.

Cilj predloženega izuma je, ustvariti uvodoma omenjeni postopek izdelave plošč iz lesnih vlaken, s katerim je dosegljiv, med drugim, še bolj izboljšan izkoristek veziva, uporabljenega za olepljenje vlakninskega materiala, tako da se da za dosego določene trdnosti plošče pri določenem vnaprej danem vlakninskem materialu delati z manj trdne smole kot doslej. Nadaljnji cilj predloženega izuma je, ustvariti tak postopek, ki bo izvedljiv brez spreminjanja principa aparaturnih naprav, kakršne so na voljo za izvedbo zgoraj omenjenih znanih postopkov, ali brez bistvenega spreminjanja časa, potrebnega za izvedbo postopka.

Ta cilj je po izumu dosežen s tem, da olepljamo z raztopino z vsebnostjo trdne smole v količini od 20 do 35 mas.%, prednostno od 25 do 35 mas.%, in pri tem dodajamo vezivo v količini, ki znaša manj kot 10 mas.%, prednostno 7 do 9 mas.% trdne smole, vzeto glede na skupni, na a.s. stanje računani vlakninski material.

Z uporabo, ki je značilna za izum, močno razredčenih vodnih raztopin veziva je možno po suhem postopku izdelovati plošče iz lesnih vlaken, katerih mehanske vrednosti zelo dobro ustrezajo zahtevam iz tehniških norm, pri čemer je v primerjavi s ploščami, izdelanimi po postopkovnem načinu iz vsakdanje tehnologije, hkrati omogočen pomemben prihranek na vezivu. Tako je po postopku po izumu možno izdelovati plošče iz lesnih vlaken z deležem trdne smole v vrednosti manj kot 10 mas.%, pa imajo zadostne trdnosti po veljavnih tehniških standardih.

Z uporabo, kakršna je predvidena v postopku po izumu, močno razredčenih raztopin veziva očitno dobimo izjemno popolno oplaščenje vlakninskega gradiva z vezivom, s čimer se močno pomnožijo zlepne točke, ki so tako pomembne za vzpostavitev trdnosti v ploščah.

Nadaljnja prednost tega postopka je v tem, da z močnim razredčenjem vloženega veziva na olepljena vlakna izvajamo hladilni učinek, saj se del vode iz zmesi veziva takoj upari, s čimer se sistemu vlakna/vezivo kot celoti odtegne toplota. S tem se prepreči predčasna strditev veziva, nahajajočega se na olepljenih vlaknih, predčasna strditev pa bi prav tako utegnila imeti za posledico padec trdnosti plošče.

Predloženi postopek po izumu lahko izvedemo brez bistvene spremembe postopkovne tehnike. Do olepljenja vlakninskega gradiva pride pri tem tik za izstopom gradiva iz stroja za razvlaknjenje (angl. refiner) v pihalnem vodu na običajen način.

Raztopini lepila dodajamo primerne trdilne snovi, kot naprimer amonijev klorid, amonijev fosfat, fosforno kislino, mravljinčjo kislino, za strditev uporabljenega veziva med operacijo prešanja v vročem, v količinah, kakršne so v tehniki znane, ki so odvisne od vsakokratnih pogojev naprave. Kot posebno prednosten se je izkazal tudi dodatek posebnega ojačevalca lepila na osnovi sulfonata lignina. Nadalje se lahko raztopini veziva dodajajo tudi še dodatni lovilci formaldehida, kot naprimer sečnina. Parafinska emulzija ali staljen parafin za dosego hidrofobnosti vlakninskih plošč pa se dodaja smotrno pred vstopom v refiner.

Vlakninsko gradivo, ki smo ga na zgoraj opisani način opremili z vezivom, nato na po sebi znan način osušimo do preostale vlage največ 12%, prednostno največ 10%, preden ga po raztrosenju v ploskovne proge enakomerne debeline stisnemo v plošče v običajnih prešah za prešanje v vročem.

Material lahko prešamo v plošče bodisi v običajnih stacionarnih prešah pri temperaturah od okoli 160 do 190 °C in tlakih tja do 35 bar ali v konti prešah pri temperaturah grelnih plošč tja do 235 °C in običajnih programih tlakov. Časi stiskanja pri postopku po izumu ustrezajo časom stiskanja, ki so se uporabljali tudi doslej.

Prednostna izvedbena oblika postopka po predloženem izumu obstaja v tem, da aminoplastično vezivo, ki je pripravljeno za uporabo, najprej razredčimo z vodo na koncentracijo trdne smole okoli 30 do 40 mas.% in potrebne dodatke, kot so trdilne snovi, ojačevalec lepila, lovilec formaldehida, v primerni vodni raztopini dodamo razredčeni raztopini veziva šele neposredno pred vstopom v pihalni vod preko mešalne proge.

Izum bomo sedaj nadalje obrazložili na osnovi primerov, ne da bi se nanje omejevali.

PRIMER 1

Za izdelavo srednjegostih vlakninskih plošč (SGV plošč) smo uporabili vlakninsko gradivo, ki smo ga v stroju za razvlaknitev (refinerju) pridobili na po sebi znan način iz na drobno nasekane borovine. V pihalni vod, po katerem se vlakninsko gradivo odvaja iz refinerja, smo tik po izstopu iz refinerja dozirano vnesli zmes, ki je vsebovala vezivo. To zmes, ki vsebuje vezivo, smo takole sestavili:

V mešalni posodi smo aminoplastično El lepilo za izdelavo vlakninskih plošč (HIACOLL MDF 15) razredčili z vodo na koncentracijo 33 mas.% trdne smole. V drugi mešalni posodi smo pripravili raztopino 30 mas.% sečnine, 10 mas.% amonijevega klorida in 2 mas.% fosforne kisline. S pomočjo dozirnih črpalk smo obe raztopini preko statičnega mešala združili v takem razmerju, da je končno dobljena raztopina lepila vsebovala koncentracijo 28,3 mas.% trdne smole. To raztopino lepila smo vlakninskemu gradivu dodali v tolikšni količini, da smo dobili faktor olepljenja

8,2 mas.% trdne smole, vzeto glede na absolutno suho (a.s.) vlakno. Olepljeno zmes vlaken smo zatem na znan način osušili na preostalo vlago 10 mas.%, oblikovali v ravninsko nasutje enakomerne debeline in v grelni preši pod vplivom tlaka in temperature stisnili v SGV ploščo. Tako izdelana plošča je zelo dobro odgovarjala zahtevam industrijske norme za SGV plošče (normirani tip MDF [=SGVj, vsebnost formaldehida A razred).

PRIMER 2

Vlakninsko gradivo iz prvega primera smo na po sebi znan način olepili z naslednjo zmesjo, ki je vsebovala vezivo:

V mešalni posodi smo zmešali 1.000 kg HIACOLL MDF 15, 100 kg raztopine sečnine (40 mas.%) in 1.000 1 vode, tako da je koncentracija trdne smole te zmesi znašala 31,4 mas.%. V drugi mešalni posodi smo zmešali 100 kg ojačevalca lepila HIACOLL K1215 in 165 1 vode. Omenjeni raztopini smo preko dozirnih črpalk in statičnega mešala zmešali v tako razmerje zmesi, da je končno dobljena koncentracija trdne smole v zmesi znašala 27,0 mas.%. To zmes smo na vlakninsko gradivo nanašali v količini, da smo dobili faktor olepljenja 7,5 mas.%, vzeto na a.s. vlakninsko gradivo. Po osušitvi na okoli 10% preostale vlage, oblikovanju ravninskega nasutja enakomerne debeline in prešanju v vročem smo dobili SGV ploščo, kije v vseh vrednostih preizkušanja zelo dobro odgovarjala normiranemu tipu MDF (=SGV), vsebnost formaldehida A razred po industrijski normi za MDF (=SGV) plošče.

PRIMER 3

Pri Primeru 3 gre za primerjalni primer.

Za olepljenje vlakninskega gradiva, ki smo ga izvedli tako, kot je opisano v Primeru 1 in 2, smo uporabili raztopino lepila naslednje sestave:

HIACOLL MDF-12 raztopina sečnine (40 mas.%)

1.000 kg 150 kg raztopina amonijevega klorida (15 mas.%) 40 kg voda kg

Ta raztopina lepila po svoji sestavi ustreza stanju tehnike. Ima koncentracijo trdne smole v vrednosti 53,2 mas.%. Za dosego mehanskih vrednosti MDF (=SGV) plošče, narejene z uporabo te raztopine, torej vrednosti, kakršne za MDF (=SGV) plošče predpisujejo industrijske norme, smo morali na 1.000 kg a.s. vlakninskega gradiva vgraditi 235 kg raztopine lepila, kar ustreza faktorju olepljanja 12,5 mas.%, vzeto na a.s. vlakninsko gradivo.

Claims (4)

1. Patentni zahtevki

   1. Postopek izdelave plošč iz lesnih vlaken, pri katerem je surovina podvržena razvlaknjenju, zatem se jo v pihalnem vodu olepi z vodno raztopino veziva in tako dobljeni olepljeni vlakninski material se po sušenju na potrebno preostalo vlažnost natrosi v proge ploskovnega nasutja in se ga pod tlakom in temperaturo stisne v plošče, značilen po tem, da olepljamo z raztopino z vsebnostjo trdne smole v količini od 20 do 35 mas.% in pri tem dodajamo vezivo v količini, ki znaša manj kot 10 mas.% trdne smole, vzeto glede na skupni, na a.s. stanje računani vlakninski material.
2. 2. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da ima raztopina vsebnost trdne smole od 25 do 35 mas.% in vgrajena količina veziva ima 7 do 9 mas.% trdne smole, vzeto glede na skupni, na a.s. stanje računani vlakninski material.
3. 3. Postopek po zahtevku 1 ali 2, značilen po tem, da je vezivo z vodo na koncentracijo trdne smole 30 do 40 mas.% razredčeno aminoplastično vezivo, kateremu so dodani dodatki kot trdilne snovi, ojačevalec lepila in lovilec formaldehida v primerni vodni raztopini
4. 4. Postopek po zahtevku 3, značilen po tem, da dodatke dodamo razredčenemu aminoplastičnemu vezivu neposredno pred vstopom v pihalni vod preko mešalne proge.

   OSTERREICHISCHE HIAG WERKE Gesellschaft m.b.H.

   Zanjo:

   LJUBLJANI λ

   22223-PR.0-ing.SK-I/95

   Povzetek

   Opisan je postopek izdelave plošč iz lesnih vlaken, pri katerem je surovina podvržena razvlaknjenju, zatem se jo v pihalnem vodu olepi z vodno raztopino veziva in tako dobljeni olepljeni vlakninski material se po sušenju na potrebno preostalo vlažnost natrosi v proge ploskovnega nasutja in se ga pod tlakom in temperaturo stisne v plošče, pri čemer olepljamo z raztopino z vsebnostjo trdne smole v količini od 20 do 35 mas.% in dodajamo vezivo v količini, ki znaša manj kot 10 mas.% trdne smole, vzeto glede na skupni, na a.s. stanje računani vlakninski material.