NO149828B - Brann-beskyttelse - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for av lignocelluloseholdig

materiale å fremstille fiberplater.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for

av lignocelluloseholdig materiale å fremstille fiberplater av tre-

spon, fortrinnsvis sagspon, som oppsluttes på en bestemt måte til en for videre bearbeidelse til fiberplater hensiktsmessig masse,

og den erholdte masse underkastes en skånsom malning som i det minste frigjør en del av fibrene, og den på denne måte malte mas-

se formes til fiberplater. Den skånsomme malningen utføres enten i umiddelbar tilslutning til kokningens avslutning, mens massen ennu er varm, eller først efter at den ferdigkokte masse er kjøl-

net. Efter malningen underkastes massen silning eller hvirvelrensning for å utskille eventuelle gjenværende, grove fiberklum-

per og disse fiberklumper underkastes derefter ytterligere malning.

Fremstillingen av massen, som stort sett baserer seg på behandling av det lignocelluloseholdige materiale med kjemikalier ved forhøyet trykk og forhøyet temperatur, skjer på følgende måte.

Det lignocelluloseholdige materiale, som hensiktsmessig består av korte fibre i form av spon og/eller flis, trykkimpregneres i et lukket behandlingsrom med en impregneringsvæske, bestående av en vannoppløsning av svoveldioksyd og/eller et sulfittsalt av natrium, kalium, magnesium, kalsium eller ammonium med en pH-verdi mellom 1 og 7, og denne oppløsning innføres i behandlingsrommet ved en temperatur av mellom 40 og 200°C og ved et trykk fra 1 til 15kg/cm innenfor et tidsrom av 1 til 120 minutter under utslipning av gasset fra rommet i en slik mengde at rommet helt fylles med væske og all gass drives ut, og det tilsettes opp til 150 kg bundet S02 og 30 til 500 kg totalmengde S02 pr. tonn absolutt tørt lignocellulosemateriale, i det minste en del av den frie væske i behandlingsrommet føres bort og innholdet i behandlingsrommet opphetes til en temperatur av 100 til 220°C, og sluttelig utføres fes-digkokningen ved en innenfor nevnte temperaturområde liggende temperatur og ved et trykk mellom 2 til 15 kg/cm 2, og den er-

holdte masse underkastes som nevnt en skånsom malning som i det minste frigjør en-del av fibrene og den på denne måte malte masse formes til fiberplater.

Etter at den nevnte trykkimpregneringen er fullført, kan avhengig av tilgjengelig kokeutrustning resp. den ønskede massekvalitet, varierende mengder kokevæske fjernes, hvoretter oppkjø-ringen påbegynnes. I det tilfelle at all den kokevæske som ikke har trengt inn i det celluloseholdige materialet fjernes, anven-

des hensittsmessig dampfasekokning med direkte vanndamp, og ellers foretaes oppvarmningen indirekte med varmeutvekslere eller ved innsprøytning av vanndamp. Oppkjøringshastighet, maksimal koketem-peratur er. på mellom 100 og 220°C, hensiktsmessig mellom 110 og 190°C, fortrinnsvis mellom 120 og 170°C. Koketrykket holdes ved 2-15 kg/cm 2 , hensiktsmessig ved 3-12 kg/cm 2og fortrinnsvis ved 4-10 kg/cm 2. Koketiden ved maksimalt trykk bestemmes av den ønskede massekvalitet resp. av de maksimale betingelser, og kan va-riere fra under ett minutt opptil 6 timer. Under oppkjøringen/ sluttkokningen kan varierende mengder kokelut fjernes. Mengden av den kokelut som skal fjernes, bestemmes av opprinnelig mengde kokelut og av den ønskede massekvalitet.

Eksempel 1

a. Ramspon ble trykkimpregnert i løpet av en tid på 30 minutter ved et trykk på 5 kg/cm^ og ved en temperatur på 70°C med en NaHSO^-oppløsning, som inneholdt 0,80 % bundet SO,, og hadde en pH-verdi på 4,5. Forholdet ved:væske (kokelut + vedvann) ved impregneringen var 1:7,5. Etter at impregneringen var fullført, ble så mye kokevæske fjernet at forholdet ved:væske var 1:7,0. Deretter ble oppkjøringen foretatt fra 70 til 150°C i 5 timer. Koketiden ved maksimal temperatur var 1 time. Maksimaltrykket var ca. 5 kg/cm 2. Etter nedgasning, avlutning, tapning, vaskning samt defibrering i f.eks. en skivekvern fikk man masse i et utbytte av ca. 80 %.

b. Istedenfor kokevæsken angitt under punkt a) ble det an-vendt en Mg-sulfittoppløsning med samme styrke, men med en pH-verdi på 4,0, hvorved man under ellers like betingelser fikk en masse med ca. 80 % utbytte.

Eksempel 2

Sagspon ble trykkimpregnert som i eksempel 1 med en NaHSO^-oppløsning som inneholdt 1,3 % bundet SC>2 og hadde en pH-verdi på 4,5. Forholdet ved:væske var 1:6,0. Deretter ble temperaturen forhøyet fra 70-160°C i løpet av et tidsrom på 20 minutter. Sluttkokningen ble utført ved en maksimal-temperatur på 160°C i 1 time og ved et trykk på ca. 6 kg/cm^. Nedgasning, avlutning osv. ble utført som i eksempel 1. Masseutbyttet var ca. 80 %.

Eksempel 3

a. Flis ble behandlet som i eksempel 2. Da flis gir bedre fyllningsgrad (vedmengde/m <3>kokervolum) enn spon, var forholdet ved:væske 1:5,5, som gjorde at mengden av bundet SC>2 i kokevæsken måtte forhøyes til 1,6 %. Etter impregneringen ble så mye væske fjernet at forholdet ved:væske var 1:4,5. Forøvrig ble flisen behandlet som i eksempel 2. Masseutbyttet var ca. 80 %.

b. Flis ble behandlet som under punkt a), men kokevæskens innhold av bundet SC>2 var 2,0 %. Sluttkokningstiden ved maksimal temperatur ble forlenget til 3 timer. Masseutbyttet var ca. 60%.

Eksempel 4

Spon ble trykkimpregnert som i eksempel 2. Kokevæskens innhold av bundet SC>2 var 1,8 %. Etter impregneringen ble prak-tisk talt all fri kokevæske fjernet fra kokeren, hvilket resulter-te i et forhold ved:væske på ca. 1:5,5. Oppkjøringen fra 70 til 160°C ble utført ved innblåsning av direkte vanndamp. Oppkjørings-tiden var 15 minutter. Sluttkokningstiden ved maksimaltemperatur var 1^ time. Forøvrig ble koket resp. massen behandlet som i eksempel 2. Masseutbyttet var ca. 75 %.

Massen fremstilt ifølge den ovenfor beskrevne fremgangsmåte egner seg som nevnt tidligere, til fremstilling av fiberplater eller fiberplate-lignende produkter.

Fremstilling av fibérmasser for harde og porøse fiberplater skjer for tiden i henhold til to metoder, enten i henhold til den såkalte Mason-prosess eller også i henhold til den såkalte Asplund-prlsess. Ved Mason-prosessen utsettes flisen for innvirkning av vanndamp med høyt trykk i en viss, bestemt tid, hvoretter trykket hurtig lettes, og det frembringer en istykkersprengning av flisen og en frigjøring av fibre ved hjelp av dampen som utvider seg. Den erholdte masse består av en blanding av dels frigjorte fibre, og dels fiberklumper, og derfor foretas en ettermaling, vanligvis i skivekverner, før massen tilslutt overføres til fiberplater under samtidig innvirkning av varme og trykk.

Ved Asplund-prosessen utsettes fibrene for behandling med vanndamp i et kortere tidsrom under anvendelse av et lavere damptrykk, men umiddelbart etter dampbehandlingen skjer malning i skivekvern med bibehold av damptrykk. Dampbehandling og malning foregår vanligvis et enhetlig sammensatt apparat, en såkalt defib-rator. Likesom ved Mason-prosessen består den erholdte masse og-så ved Asplundprosessen av en blanding av frigjorte fibre og gro-vere fiberklumper, og derfor foretas vanligvis en etterfølgende raffinering i skivekverner. I forbindelse med dampbehandlingen tilføres iblant også kjemikalier for at fiberbindingene skal mykes opp ytterligere.

Mekaniske ulemper av forskjellig slag gjør at man i praksis om mulig unngår innblanding av flispartikler med en kantleng-de under 6 mm, enten det er i sammenblanding med større partikler eller alene. I det førstnevnte tilfelle kan det f.eks. ikke unn-gåes at en varierende del av flispartiklene forblir udefibrert med derav følgende kvalitetsnedsettelse for de ferdige produkter. I det sistnevnte tilfelle kan visse ulemper inntreffe f.eks. i form av vanskeligheter ved innmatning av partiklene mot høyt trykk, eller andre vanskeligheter som skyldes friksjonsmotstand. Da en be-tydelig del av den tilførte defibreringsenergi forbrukes i form av malingsarbeide ved begge de ovenfor nevnte metodene, kan det i praksis heller ikke unngås at en varierende del av fibrene forkor-tes ved malingen ved såkalt klipning. Da allerede ubehandlede flispartikler av den størrelsesorden det her er tale om, består av en ikke uvesentlig del skadede fibre, er det viktig å utføre frigjøringen av fibrene på en så skånsom måte som mulig. Ingen av de to ovenfor nevnte metodene er blitt påvist å muliggjøre fremstilling av en masse med høy kvalitet av slike råmaterialer, og dette har akkurat sin forklaring i at frigjøringen av fibrene skjer under samtidig sterk forkortning av fibrene og dannelse av fiberfragmenter.

Ved den tidligere beskrevne kjemiske behandling som

det lignocelluloseholdige materiale ble utsatt for, er fiberbindingene i materialet blitt løst opp i en slik utstrekning at det bare er nødvendig med meget lite malingsarbeide for at fibrene tilslutt skal frigjøres fra hverandre. Dette innebærer at fri-gjøringen av fibrene kan skje ved betingelser som er særdeles skånsomme for fibrene, og det skapes gunstige forutsetninger for massens anvendelse ved fremstilling av fiberplater eller fiberplate-lignende produkter. Massens bearbeidning til fiberplater eller lignende kan stort sett skje i henhold til generelle metoder, og malingen som frembringer frigjøring av fibrene, foretas ved hjelp av et maleorgan hvis arbeidsmåte utmerker seg ved at malingen skjer under meget lempelige betingelser når det gjelder klipningsarbeidet. Malingen tjener hovedsakelig til å frigjøre fibrene fra hverandre, men i mindre målestokk også til å fibri-lere de enkelte fibre - Det har vist seg at det ikke er nødven-dig å drive malingen så langt at man får en fullstendig frigjø-ring av samtlige fibre, men det er tilstrekkelig om fibrene i en del av massen frigjøres helt, mens den gjenværende del av fibrene kan foreligge i form av fiberklumper med varierende tykkelse. Tilføring av massen til maleorganet kan enten skje ved skruetil-matning eller ved pumpning. I det førstnevnte tilfelle får man muligheter til innmatning og maling ved høye konsentrasjoner, såsom ved 4-6 % tørrstoffinnhold. Dette innebærer allikevel ikke at det alltid er nødvendig å utføre malingen ved så høyt tørr-stof f innhold, men malingskonsentrasjonen må reguleres under hen-syntagen til det valgte maleorgan. Malingen kan enten skje i umiddelbar tilslutning til den kjemiske forbehandling, dvs. mens massen ennå er varm, eller ved et senere tidspunkt, og massen er

da avkjølt. Noen vesentlige forskjeller er ikke blitt konsta-tert i disse to tilfeller. Muligens kan målearbeidet reduseres ytterligere ved å arbeide med varme masser.

Dreneringshastigheten for massen kan forbedres ved hjelp av fraksjonert harpiksfjerning, hvorved også en mindre mengde korte fiberfragmenter adskilles. Hvis malingen har skjedd ujevnt, kan det også være fordelaktig å fraskille de groveste fiberklumper ved hjelp av silning eller såkalt hvirvelrensning, og eventuelt å un-derkaste den derved oppnådde fraksjon, det såkalte rejektet, for-nyet maling.

Ved massens formning til ark, har det vist seg fordelaktig å utføre denne ved en pH-verdi, som er omtrentlig nøytral eller som i det minste er over 5 a 5,5, i motsetning til hva som er alminnelig ved konvensjonell fiberplatefremstilling, der man stre-ber etter så lave pH-verdier som mulig, gjerne omkring 4,2. Tilsetning av limende kjemikalier kan skje på vanlig måte, f.eks.

med paraffinemulsjon eller aluminiumsulfat. I det sistnevnte tilfelle bør man være oppmerksom på tilsetningens innvirkning på massens pH-verdi, slik at denne ikke senkes for lavt ved tilsetningen.

Det har ofte vist seg ønskelig at man i massen innblan-der også normal fiberplate-masse, fremstilt i henhold til de ovenfor nevnte Mason- eller Asplund-metoder. Til å begynne med får man herved forbedring av massens dreneringsegenskaper, som en føl-ge av at slike tilsetningsmasser vanligvis fremstilles med en mer skånsom defibrering. Dette resulterer i forholdsvis høyere andel av lange fiberklumper. En slik innblanding gir også sluttproduk-tene noe avvikende kvalitetsegenskaper, som jo høyere innblandin-gen av normal fiberplate-masse er, suksessivt nærmer seg de egenskaper som utmerker fiberplater fremstilt av slik masse alene.

Selve avvanningen og arkformingen av massen kan skje kontinuerlig på en maskin av vanlig type, enten en sylindermaskin eller en plandukmaskin av f.eks. fourdriniertypen. Kaldpresning bibringer våtarket det ønskede tørrstoffinnhold, som bør oversti-ge 15 %, fortrinnsvis også 20 %. I forbindelse med arkformningen er det også mulig på i og for seg kjent måte ved hjelp av sekundæ-re ark-fremstillingsmåter å belegge våtarkets overflate med en overflatemasse, som enten består av samme massetype som bunnarket eller som består av masser fremstilt på annen måte, for å gi slutt-produktets overflate spesielle egenskaper. Det må i denne forbindelse påpekes at det likeledes er mulig ved fremstilling av bord under anvendelse av vesentlig Asplund- eller Mason-masser å påføre et overflatesjikt av sponmasse eller andre masser som inneholder sponmasse. For å forbedre overflatemassens egenskaper og dennes adhesjon til underlaget, kan overflatemassen tilsettes forskjellige tilsetningsmidler, såsom harpiksløsninger eller harpiksemulsjoner, basert på urinstoff-, melamin- og fenolharpikser, videre tallolje-og linoljederivater, stivelsesprodukter og proteinprodukter, vinyl-forbindelser og vinylplaster av forskjellige typer osv.

Det kontinuerlig fremstilte våtarket skjæres opp til ønskede lengder som innføres i en hydraulisk presse, som vanligvis er av etasjetypen og som tillater samtidig presning av 20 av 25 plater. Presningen som skjer under høyt trykk og ved høy temperatur, utføres etter de samme prinsipper som vanligvis anvendes ved fremstilling av harde fiberplater. Det er også mulig å fremstille porøse fiberplater ved at de dannede våtark bare tørkes på vanlig måte i et tørkeapparat som er bygget for formålet.

Når det gjelder fremstilling av porøse fiberplater kan det være fordelaktig helt eller delvis å erstatte en innblanding av fiberplate-masse med en innblanding av mekanisk masse.

Ved fremstilling av hårde fiberplater er det etter fer-digpresning vanligvis hensiktsmessig på i og for seg kjent måte å gjennomføre en varmebehandling, såkalt varmeherdning, av fiber-platene ved at disse oppvarmes til temperaturer mellom 150 og 210°C i tidsrom som varierer alt etter temperaturen, vanligvis fra 5 timer til noen minutter. I løpet av denne behandlingsperiode forbedres fiberplatenes vannbestandighet og også deres styrkeegenskaper. Til slutt foretas hensiktsmessig også en behandling i fuktig luft for å gi platene et fuktighetsinnhold som er i overensstemmelse med normal atmosfærefuktighet, dvs. 5-8 %.

Istedenfor varmeherdning kan en kvalitetsforbedrende virkning oppnåes ved at man til våtmassen, før denne formes til ark, tilsetter fenolharpikser eller andre varmeherdende, harpiks-lignende stoffer, som bringes til å herde under presningsforløpet. Det er åpenbart at også kombinasjoner av harpikstilsetning og et-terfølgende varmebehandling kan anvendes.

Det fremstilte sluttprodukts kvalitetsegenskaper står naturligvis i nær forbindelse med den kombinasjon av ulike forløp som velges i forbindelse med fremstillingen. Likeledes spiller selvfølgelig også det anvendte råmaterialets innhold av uskadede eller tilnærmelsesvis uskadede fibre en stor rolle. Det har imid-lertid vist seg å være mulig at man fra ramsagspon kan fremstille harde fiberplater med en bøyningsfasthet på 700-800 kg/cm 2, sammen-lignet med den verdi man får for normale, harde fiberplater, som er opptil 400-500 kg/cm 2-

Eksempel

Normalt ramsagspon, som fiberanalyse viste seg å ha en gjennomsnittlig fiberlengde på 1,9 mm, ble underkastet en bisul-fittkokning i henhold til den tidligere beskrevne fremgangsmåte.

Den tilsatte mengde bundet SC^ var 60 kg/tonn absolutt tørr ved, og masseutbyttet var ca. 80 %. Massen ble malt i en skivekvern og ble silt i en plansil med en maskevidde på 0,30 mm, og harpiksen ble fjernet, hvorved ca. 4 % filtrerbare bestanddeler ble elimi-

nert. Massens pH-verdi ble regulert til 6,2, og dette skjedde delvis ved tilsetning av 0,25 % aluminiumsulfat A^CSO^)^» 18 1^0. Massen ble formet til ark og kaldpresset slik at våtarket hadde

et tørrstoffinnhold på 21 %. Presningen ble utført ved 190°C ved et trykk på 45 kg/cm 2 i en tid på 30 sekunder. Deretter ble tryk-

ket lettet til 8 kg/cm 2, men ble umiddelbart forhøyet på nytt til 45 kg/cm 2 i 30 sekunder. Resten av presningen ble utført ved

8 kg/cm 2slik at den totale presstiden ble 11 minutter. Etter presningen ble platene varmeherdet i 3 timer ved 165°C. De fremstilte plater hadde følgende egenskaper:

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for av lignocelluloseholdig materiale å fremstille fiberplater, hvorved trespon, fortrinnsvis sagspon, trykkimpregneres i et lukket behandlingsrom med en impregneringsvæske, bestående av en vannoppløsning av svoveldioksyd og/eller et sulfittsalt av natrium, kalium, magnesium, kalsium eller ammonium med en pH-verdi mellom 1 og 7, hvilken oppløsning innføres i behandlingsrommet ved en temperatur av mellom 40 og 200°C og ved et trykk fra 1 til 15 kg/cm<2> innenfor et tidsrom av 1 til 120 minutter under utslipning av gass fra rommet i en slik mengde at rommet helt fylles med væske og all gass drives ut, og at opptil 150 kg bundet SO2 og 30 til 500 kg totalmengde SO2 tilsettes pr. tonn absolutt tørt lignocellulosemateriale, at i det minste en del av den frie væske i behandlingsrommet bortføres, at innholdet i behandlingsrommet opphetes til en temperatur av 100 til 220°C, at ferdigkokning utføres ved en innenfor nevnte temperaturområde liggende temperatur og ved et trykk mellom 2 til 15 kg/cm<2>, karakterisert ved at den erholdte masse underkastes en skånsom maling som i det minste frigjør en del av fibrene og på denne måte malte masse formes til fiberplater.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at malningen utføres i umiddelbar tilslutning til kokningens avslutning mens massen ennå er varm.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at malningen utføres først etter at den ferdigkokte masse er kjølnet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at massen etter malningen underkastes silning eller hvirvelrensning for å utskille eventuelle gjenværende, grove fiberklumper, og disse fiberklumper underkastes deretter ytterligere malning.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at massen underkastes fraksjonerende behandling i og for fjernelse av harpiks.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at massen blandes med fibermasse, fremstilt i henhold til den såkalte Mason-metoden eller i henhold til den såkalte Asplund-metoden.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de ferdigformede fiberplater underkastes varmeherdning.