SK153094A3 - Method of manufacture of fibrous boards - Google Patents

Description

Spôsob výroby vláknitých dosák

Oblasť techniky

Vynález sa týka sp&sobu výroby dosák z materiálu, obsahujúceho lignocelulózu, ako sú vláknitá dosky.

Doterajší stav techniky

Dosky tohto typu sa vyrábajú dezintegráciou materiálu no častice, obsahujúce zväzky vláken a vlákna. K dezintegrovanému materiálu sa pridá lepidlo, materiál sa vysuší, vytvorí so rúno a to sa nakoniec lisuje za zvýšenej teploty, aby došlo k vytvrdeniu lepidla zo súčasného vzniku dosky. Vláknité dosky sa vyrátajú s materiálu, ktorý sa dezintegruje rozvlókňovaním na viac-menej voľné vlákna.

Ako spojivo so používa močovino-formaldehydové lepidlo, ktoré sa pridáva k dezintegrovanému materiálu. Množstvo lepidlo môže byť 6 % alebo vyššie. Lepidlo jo pomerne nákladné, a preto je žiodúce jeho obsah znížiť na čo najmenšiu hodnotu. Pri znížení množstvo lepidla sa však zhoršuje pevnosť zhotovenej dosky. Z tohoto hľadiska je potrebné prídavok lepidlo optimalizovať. —

Pri sušení lepeného materiálu sa z lepidla uvoľňuje väčšie alebo menšie množstvo vo vode rozpustného formaldehydu.

Po oddelení sušiaceho plynu od vláknitého materiálu, napríklad v cyklóne, sa kvapalina, nachádzajúca sa v plyne vykondenzuje. Pri obvyklých .čistiacich postupoch spôsobuje vo vode rozpustný formaldehyd ťažkosti. Tiež formaldehyd, postupujúci s materiálom do finálneho lisovacieho stupňa môže spôsobovať ťažkosti, ked so následne uvoľňuje z dohotovenej dosky. Ked sa lepidlo k materiálu pridá po jeho vysušení, vzniká problém s oddeľovaním formaldehydu, ako pri lisovaní, tak aj pri dohotovených doskách.

Vláknité dosky, vyrábaná tzv. suchým postupom, sa obvyk lc označujú skratkou MDF /Médium Density Fiberboard - vláknitá doska so strednou hustotou/ o jedná sa o vláknitý produkt, vyrobený z drevných vláken. Výtažok je vyšší než 95 %· Ako východiskový materiál sa prednostne používajú drevené štiepky, ktoré so rozvláknujú pri pomerne nízkom prívode energie 100 až 500 kWh/t vláken na volné vlákna. Eozvláknený vláknitý materiál so lepí, suší, spracováva na rúno a lisuje v horúcom lise. Alternatívne sa materiál môže sušiť pred lepením. Obvykle sa materiál predhrieva pred rozvlákňovaním na teplotu vyššiu nnž 150°C a vlastné rozvlákňovanie, pri ktorom dochádza k uvolnovaniu vláken, so uskutočňuje za tlaku pri tejto vysokej teplote. Pri takej vysokej teplote sa však materiál môže degradovoE a môže so zhoršovať jeho farba, v dôsledku prebiehajúcej hydrolýzy. Skrátením času zohrievania sa síce tento nedostatok zníži, nedá sa však vyhnúť zhoršeniu farby a zároveň pri tom stúpa spotreba energie.

MoČovino-formnldehydové leoidlo, ktoré sa obvykle použi va, sa môže miešať s vláknitým materiálom na dopravnej linke, vychádzajúcej z rozvlákňovacieho stroja alebo v separátnom miešači. Množstvo pridávaného lepidla môže byť 6 % alebo vyššie.

Ke<! sa potom vláknitý materiál suší v rúrkovej sušiarni plynom s vysokou teplotou, uvoíňuje sa z lepidla vfičäie alebo menšie množstvo vo vode rozpustného formaldehydu. Ako už bolo uvedené vyššie, tiež formaldehyd, postupujúci s vláknitým materiálom do finálneho lisovacieho stupňa, môže spôsobovať problémy, keč sa následne uvolňuje z dohotovených dosák. Tento nedostatok sa prejavuje najmä v tom prípade, keč sa lepenie uskutočňuje po vysušení materiálu, ktorá so môže vykonávat pri výrobe vláknitých dosák.

Vyššie uvedené problémy je možné zníži E pomocou tohto vynálezu, ktorý so taktiež prejavuje prídavnými výhodami.

Podstata vynálezu

Pri spôsobe podlo vynálezu sa vláknitý materiál spracováva napúšíacou kvapalinou, obsahujúcou chemikálie, aktivujúce povrch vláken a predbežne zohrieva pred následnou dezintegráciou.

Ako príklady chemikálií, vhodných na tento účel, je možné uviest chemikálie, napádajúce lignín, ako je siričitan sodný a hydrogensiričitan sodný. Tieto chemikálie sa môžu pridávaE v množstve v rozmedzí od 1 do 30 kg na tonu materiálu, vzhíadom na siričitan sodný. Spôsobom podía vynálezu je možné zvýši í svetlosE ISO zhotoveného výrobku, znížiE spotreba energie pri rozvlákňovaní, znížiE množstvo lepidla pri zachovaní pevnosti alebo zvýšiE pevnosE pri zachovaní množstva lepidla. Okrem toho sa môže podstatne znížiE oddeiovanie formaldehydu.

Vynález je podrobnejšie popísaný dolej, pričom je uvedených niekoľko uskutočnení tohto vynálezu.

Vláknitá doska sa vyrobí nasledujúcim spôsobom:

Surovina vo forme štiepok, napríklad z mäkkého dreva, sa napustí chemikáliami, napádajúcimi lignín, ako je napríklad siričitan sodný alebo hydrogensiričitan sodný v množstve 1 □ž 30, prednostne 10 až 20 kg/tona vláknitého materiálu, pričom toto množstvo je prepočítané na obsah siričitanu sodného, Ka₂S0^.

Napúšťanie, ktoré sa musí uskutočňovať rýchlo, môže trvať niekolko minút. Potom sa teplota zvýši no 150 až 200°C, prednostne 160 až 180°C na čas 2 až 3 minút. Predhrievanie sa však samozrejme môže vykonávať pred napúšťaním alebo súčasne s ním. Hodnota pH sa udržiava v rozmedzí od 2 do 12.

Z toho vyplýva, že nopúšťací roztok, obsahujúci siričitan sodný a hydrogensiričitan sodný, bude obsehovať siričitanové ióny vo forme iónov HSO^ a/alebo SOj“. Hodnotu pH je možné účelne regulovať prídavkom hydroxidu sodného. VÓaka tomuto chemickému spracovaniu /sulfonácii/ sa nasledujúce rozvlákňovanie, ktorého cielom je dosiahnuť požadovaný stupeň rozvláknenia, môže vykonávať s nižším prívodom energie, ako je obvyklé. Spotreba energie na 1 tonu vláknitého materiálu leží v rozmedzí od 50 do 400 kWh. V porovnaní s obvyklým rozvlákňovaním sa môže dosiahnúť úspora energie až osi 10 %.

VÓaka napúšťaniu sa tiež zvýši svetlosť zhotovených vláknitých dosák.

Pokial sa týka vlastností rozvlákneného materiálu, zistilo sa, že ako obsah jemných častíc, tak aj obsah zhlukov sa zníži, t.j. zvýši sa obsah akostných vláken.

Tiež sa zistilo, že sa za použitia napúšťania_podla toh to vynálezu podstatne zlepšia pevnostné vlastnosti zhotovenej dosky, fc’edza pevnosti v ťahu, modul pružnosti a pevnosť väzby vláken sa zvýši prinajmenšom o 10%. Alternatívne je možné tento účinok využiť na zníženie množstva lepidla pri zachovaní pevnostných vlastností. 1Cx-né zvýšenie pevnosti väzby vláken zodpovedá 135-nému zníženiu prídavku lepidla, vňaka sulfonačnému postupu podľa tohto vynálezu sa tiež môže znížiť oddeľovanie formaldehydu, pretože siričitanové ióny v napúšťacom roztoku reagujú s formaldehydom, takže je formaldehyd viazaný vo vláknitom materiáli a neuvoľňuje sa z dohotovenej dosky.

- y -

uukutočnenia. Tento príklad má výhradne ilustratívny charakter a rozsah vynálezu v žiadnom ohlade neobmedzuje.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Surovina vo forme štiepok sa spracováva rôznymi napúšíacími postupmi. Jedna dávka sa spracuje siričitanom sodným v množstve 1C kg no tonu štiepok a druhá dávka so spracuje hydrogensiričitanom sodným taktiež v množstve 10 kg na tonu štiepok. Porovnávacia dávka sa nenapúšťa.

Napustený materiál /alebo kontrolný nenapustený/ sa predhreje približne na 170°C a potom rozvlákni. No dopravnej linke vychádzajúci z rozvlákňovacieho stroja sa k materiálu pridá močovino-formaldehydové lepidlo typu E2 v množstve 10 % sušiny lepidla, vzhľadom na sušinu vlákna. Materiál sa potom vysuší na obsah sušiny približne 90 %. Vlákna sa za sucha spracujú na rohož, ktorá sa predbežne lisuje za použitia tlaku asi 1,5 MPa a potom sa lisuje zo horúca 5 až 6 minút pri 170°C. Takto zhotovená doska sa skúša na pevnosť, svetlosť ISO a obsah formaldehydu /perforátorová hodnota/. Tiež so meria relatívna spotreba energie pri rôznych dávkach. Dosiahnu sa tieto výsledky: _

Vlastnosť Porovnávacia Dávka s Dávka s dávka

Na₂S0₃ Nah'SO₃ pevnosť v ohybe /MPa/ pevnosť väzby vláken /MPa/ svetlosť ISO /%>/ obsah formaldehydu /mg CH₂O/1C0 g/

33,4

1,8

43,8

2,1 relatívna spotreba energie

1,0

2C

0,95

40,0

2,0

0,95

- 6 Vyššie uvedené výsledky potvrdzujú, že so spôsobom pod la vynálezu dosiahnu tvrdená účinky. Vynález sa neobmedzuje no vyššie popísané konkrétne uskuotčnenia, ale je možné ho rôznym spôsobom modifikoval, pričom pre jeho rozsah sú smerodatné predovšetkým nasledujúce patentové nároky.

Claims (5)

1. Spôsob výroby vláknitých dosák suchým postupom, pri ktorom sa východiskový materiál, obsahujúci lignocelulózu, dezintegruje, lepí, suší, spracováva na rúno a lisuje, vyznačujúci sa tým, že pred konečnou dezintegráciou sa materiál spracováva napúšíacim roztokom, obsahujúcim chemikálie, aktivujúce povrch vláken, v množstve 1 až 30 kg, vyjadrené ako množstvo siričitanu sodného, vzhľadom na 1 tonu vláknitého materiálu, a predhrieva na 150 až 200°C, pričom hodnota pH sa udržiava v rozmedzí od 2 do 12, pričom dezintegrácia sa uskutočňuje s prívodom energie 50 až 400 kWh na tonu vláknitého materiálu.

2. Spôsob podlo nároku 1,vyznačujúci so tým, že sa ako chemikálie, aktivujúce povrch vláken, používajú chemikálie, napádajúce lignín.

3. Spôsob podľa nároku 2,vyznačujúci sa t ý m , že napúšEací roztok obsahuje siričitan sodný a/alebo hydrogensiričiton sodný.

4. Spôsob podlo niektorého z nárokov 1 až 3, vy z nečuj ú c i so t ý m , že so dezintegrovaný materiál najprv lepí o potom suší pred spracovaním no rúno.

5. Spôsob podía niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že sa dezintegrovaný materiál najprv suší a potom lepí pred spracovaním na rúno.