SI9300293A - Manufacture of board of lignocellulose-containing material - Google Patents

Description

SUNDS DEFIBRATOR INDUSTRIES AKTIEBOLAG

Izdelava vlakninske plošče

Ta izum se nanaša na izdelavo plošče iz gradiva, vsebujočega lesno celulozo, kot je vlakninska plošča.

Plošča te vrste se naredi z razgradnjo gradiva na sestavne dele, ki vsebujejo vlakenske svežnje in vlakna. Na sestavne dele razgrajenemu gradivu dodajo lepilo in gradivo sušijo in naredijo prepletno plast, ki jo slednjič stisnejo pri povišani temperaturi za strditev lepila, tako da nastane plošča. Vlakninska plošča je narejena iz gradiva, ki je bilo razgrajeno na sestavne dele z osamitvijo vlaken, torej narejena iz bolj ali manj prostih vlaken.

Vezno sredstvo, ki se normalno uporablja, je sečninsko formaldehidno lepilo, ki ga primešajo na sestavne dele razgrajenemu gradivu. Vsebnost lepila je lahko 6% ali več. Lepilo je sorazmerno drago in zaradi tega se stremi za minimiziranjem dodajanja lepila. Manjša vsebnost lepila pa poslabša trdnost končne plošče. Po tej plati mora dodatek lepila biti optimiziran.

Pri sušenju lepljenega gradiva se iz lepila izloča velika ali majhna količina v vodi topnega formaldehida. Po ločitvi sušilnega plina od vlakninskega gradiva, na primer v ciklonu, se tekočinski del vsebine s kondenziranjem izloči iz plina. V običajnih čistilnih procesih pa tedaj v vodi topni formaldehid povzroča probleme. Formaldehid, ki potuje skupaj z gradivom do končne obdelave, tudi lahko povzroča probleme, če se postopoma izloča iz končne plošče. Če lepilo dodajo gradivu po sušenju le-tega, se problem ločevanja formaldehida pojavi pri prešanju kot tudi pri končni plošči.

Vlakninska plošča, narejena po suhem postopku, se imenuje MDF (Medium Density Fiberboard - vlakninska plošča srednje gostote) in gre pri njej za ploščo, ki je narejena iz lesnega vlakna. Vsebnost presega 95%. Izhodiščno gradivo so prednostno lesni delci, ki so razgrajeni na vlakna s sorazmerno majhnim vložkom energije za sproščanje vlaken, 100-500 kWh/t vlaken. Na vlakna razgrajeno vlakninsko gradivo lepijo, sušijo, oblikujejo v prepletno plast in prešajo v vroči preši. Alternativno lahko gradivo sušijo pred lepljenjem. Gradivo normalno pred obdelavo za dosego vlaken segrevajo do okoli 150 °C, nakar se predelava za pridobitev vlaken izvaja pod pritiskom pri tej visoki temperaturi, s čimer se olajša sproščanje vlaken. Pri tako visoki temperaturi pa gradivo lahko zgubi na kakovosti in menja barvo, ker pride do hidrolize. Kratek čas segrevanja to hibo sicer zmanjša, ne da pa se izogniti se spremembi barve, razen tega pa se spet poveča poraba energije.

Sečninsko formaldehidno lepilo, kakršno normalno uporabljajo, se lahko zmeša z vlakninskim gradivom na transportni liniji (pihalni liniji) pri napravi za pridobivanje vlaken ali v ločeni mešalni napravi. Vsebnost primešanega lepila je lahko 6% ali več.

Če se zatem vlakninsko gradivo suši v cevnem sušilniku s pomočjo plina pri visoki temperaturi, se velik ali majhen del v vodi topnega formaldehida izloči iz lepila. Kot rečeno zgoraj, formaldehid, ki sledi vlakninskemu gradivu do končnega prešanja, lahko prav tako povzroči probleme, če se iz končne plošče izloča zaporedoma. To se predvsem tiče lepljenja po sušenju gradiva, ki je izvedljivo pri proizvodnji vlakninske plošče.

Zgoraj omenjeni problemi se lahko zmanjšajo s pričujočim izumom, ki hkrati nudi nadaljnje prednosti. Po izumu vlakninsko gradivo obdelujemo z impregnacijsko tekočino, ki vsebuje kemikalije za aktiviranje površine vlaken, ter ga segrevamo, preden je v celoti razgrajeno.

Primeri takih kemikalij so tisti, ki vplivajo na lignin, kot je Na₂SO₃ in NaHSO_r Te kemikalije lahko dodamo v količini 1-30 kg/t gradiva, izraženi kot Na₂SO_y Po izumu je možno povečati svetlobno gostoto po ISO končnega proizvoda, zmanjšati porabo energije pri proizvodnji vlaken, zmanjšati vsebnost lepila pri ohranjeni trdnosti ali povečati trdnost pri ohranjeni vsebnosti lepila. Razen tega se lahko bistveno zmanjša ločevanje formaldehida.

Izum je opisan bolj podrobno spodaj, sklicujoč se na nekaj izvedbenih primerov.

Vlakninska plošča je narejena z impregniranjem surovega gradiva v obliki delcev na primer mehkega lesa s kemikalijami, ki delujejo na lignin, kot sta Na₂SO₃ in NaHSO₃, v količini 1-30, prednostno 10-20 kg/t vlakninskega gradiva, izraženi kot Na₂SO₃.

Impregnacija, ki jo je treba na hitro opraviti, lahko traja nekaj minut. Zatem se temperatura poveča na 150-200 °C, prednostno 160-180 °C, za 2-3 min. Seveda lahko segrevamo tudi pred impregniranjem ali hkrati z njim. Vrednost pH je v območju 2-12. To pomeni, da impregnacijska raztopina z Na₂SO₃ in NaHSO₃ vsebuje sulfid v obliki HSO₃' in/ali SO₃ ²'. Vrednost pH se lahko primerno uravnava z NaOH. Zaradi te kemične obdelave (sulfoniranja) lahko temu sledečo obdelavo za pridobitev vlaken izvedemo do želene stopnje razvlaknjenja z vložkom energije, ki je manjši od normalnega. Poraba energije je v območju 50-400 kWh/t vlakninskega gradiva. Prihranek energije lahko znaša do okoli 10% v primerjavi z običajnimi postopki pridobivanja vlaken.

Zaradi impregniranja se poveča tudi svetlobna gostota končne vlakninske plošče.

Kar se tiče vlakenske razgraditve v razvlaknjenem gradivu, je bilo ugotovljeno, da se zmanjšata oba - vsebnost drobnega gradiva in vsebnost iveri, torej: sorazmerje primarnih vlaken se poveča.

Pri impregniranju po izumu se je tudi ugotovilo, da se trdnostne lastnosti končne plošče bistveno izboljšajo. Natezna trdnost kot tudi modul elastičnosti ter vlakenska vez se povečajo najmanj za 10%. Ta učinek se alternativno lahko uporabi za zmanjšanje vsebnosti dodatka lepila pri ohranjenih trdnostnih lastnostih. 10%-no povečanje v vlakenski vezi ustreza 1% zmanjšanju dodatka lepila. Tudi sulfoniranje po izumu dopušča možnost, da se zmanjša ločevanje formaldehida, saj ioni sulfida v impregnacijski raztopini reagirajo s formaldehidom, tako da je ta vezan v vlakninskem materialu za razliko od izločanja iz končne plošče.

PRIMER

Surovo gradivo v obliki delcev smo izpostavili različni impregnacijski obdelavi. En vsad smo obdelovali z 10 kg Na₂SO₃ na tono delcev, enega pa z 10 kg NaHSO₃ na tono delcev. Primerjalnega vsada nismo impregnirali.

Različne vsade smo predgrevali do okoli 170 °C in jih nato razvlaknili. V pihalni liniji smo po razvlaknjenju dodali sečninsko formaldehidno lepilo vrste E2 v količini 10% suhega lepila, računani na suho vlakno. Material smo zatem sušili do vsebnosti suhe snovi okoli 90%. Vlakna smo v suhem oblikovali v prepletni sloj, ki smo ga predhodno stisnili s tlakom okoli 1,5 MPa in vroče stisnili za 5-6 min pri 170 °C. Tako narejeno ploščo smo preizkusili na trdnost, svetlobno gostoto po ISO in na vsebnost formaldehida (perforatorska vrednost). Merili smo tudi relativno porabo energije za razne vsade. Rezultati so bili takile:

Lastnost	Referenčni vsad	Vsad z Na2SO3	Vsad z NaHSO.
Upogibna trdnost [MPa]	38,4	43,8	40,0
Jakost notranje vezi [MPa]	1,8	2,1	2,0
Svetlobna gostota [%]	24	26	26
Vsebnost formaldehida [mg CH.,0/100 g] 27	20	18
Relativna poraba energije	TO	0,95	0,95

Rezultati potrjujejo zgoraj ugotovljene tehnične učinke.

Seveda izum ni omejen na zgoraj opisane izvedbene primere, saj lahko variira v okviru obsega zamisli izuma.

Claims (5)

1. Patentni zahtevki

   1. Postopek izdelave vlakninaske plošče po suhem postopku, temelječ na gradivu, vsebujočem lesno celulozo, ki je razgrajeno, lepljeno, sušeno, oblikovano v prepletno plast in stisnjeno, značilen po tem, da gradivo, preden je dokončno razgrajeno, obdelamo z impregnacijsko raztopino, vsebujočo kemikalije za aktiviranje površine vlaken v količini 1-30 kg/t vlakninskega gradiva, izraženi kot Na₂SO₃, in predhodno segrevamo na 150-200 °C, pri čemer vrednost pH držimo v območju 2-12, in da razgradnjo opravimo z energijskim vložkom 50-400 kWh/t vlakninskega gradiva.
2. 2. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da so kemikalije za aktiviranje površine vlaken take vrste, da delujejo na lignin.
3. 3. Postopek po zahtevku 2, značilen po tem, da impregnacijska raztopina vsebuje Na₂SO₃ in/ali NaHSO₃.
4. 4. Postopek po katerem koli zahtevku 1-3, značilen po tem, da razgrajeno gradivo najprej lepimo in nato sušimo pred oblikovanjem v prepletno plast.
5. 5. Postopek po katerem koli zahtevku 1-3, značilen po tem, da razgrajeno gradivo najprej sušimo in nato lepimo pred oblikovanjem v prepletno plast.