PL185507B1

PL185507B1 - Sposób wytwarzania półfabrykatów, względnie kształtek o zbliżonych do drewna własnościach

Info

Publication number: PL185507B1
Application number: PL97326697A
Authority: PL
Inventors: Horst Döpfner; Martin Ernegg; Robert Bramsteidl
Original assignee: Zellform Gmbh
Priority date: 1996-09-16
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2003-05-30
Also published as: WO1998011973A3; AT405847B; EP0877646B8; AU4290197A; SK79398A3; ATE286425T1; ES2236802T3; EP0877646A2; CZ189098A3; HU223262B1; PL326697A1; HUP9902338A3; ATA162796A; US6379594B1; WO1998011973A2; CA2237942A1; DE59712157D1; EP0877646B1; HUP9902338A2

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania półfabrykatów względnie kształtek o zbliżonych do drewna własnościach.

Z opisów patentowych nr CH 254243, DE 4207233 Al, EP 402866 A2, US 3935924 A oraz GB 2066145 A znane jest zastosowanie ubitej celulozy względnie brei mikrocelulozow-ej jako środków wiążących, filtrów, membran głośników lub zagęszczaczy i usztywniaczy produktów papierowych.

Sposób opisany w CH 254243 wymaga jednak wyjątkowo długich, niekorzystnych ekonomicznie czasów, przeróbki, zaś powstający w jego wyniku, galaretowaty szlam ma bardzo trudną do odwodnienia konsystencję. Ponadto osiągnięcie w ramach tego sposobu większych gęstości i wytrzymałości wymaga zastosowania ciśnienia (co najmniej 4 kg/cm²) i ciepła (ponad 100°C). Z reguły jednak wytrzymałości, osiągane przy użyciu sposobu znanego z CH 254243, a także innych znanych sposobów, są stosunkowo niskie.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4207233 Al znany jest sposób, polegający na ubijaniu lub mieszaniu makulatury i suszeniu jej po uformowaniu do postaci elementów fil4

185 507 tracyjnych o niskiej wytrzymałości. Istotny jest fakt, że wspominane wielokrotnie w tym opisie, dodawanie do włóknistej brei proszku tlenku wapnia, uznane zostało za niezbędne do tego, aby po dotwardzaniu uzyskać w ogóle wytrzymałość i odporność bloku filtracyjnego. Wprowadzanie powietrza do włóknistej brei odnosi się zatem do przetworzonego w nieznacznym stopniu materiału wyjściowego o wyjątkowo słabych własnościach wiążących.

Ogólnie rzecz biorąc, samo pojęcie „mikrocelulozy” nie definiuje ani stopnia skrócenia, skrócenia względnego, defibrylizacji i hydratyzacji, ani też ustalonych proporcji pomiędzy poszczególnymi frakcjami włókien, które to dane są decydujące z punktu widzenia zdolności do zwilżania, spilśniania i wiązania.

Również w europejskim opisie patentowym nr EP 402866 A2 nie mówi się o rozdrobnieniu w aspekcie własności wiążących, a jedynie odnosi się ten parametr do własności filtracyjnych, a zatem stwierdza się przykładowo, czy materiał jest dostatecznie rozdrobniony, aby zapobiec przechodzeniu przez filtr określonych cząstek (na przykład bakterii i innych). Kolejnym dowodem na to, że rozdrobnienie służy innemu celowi, a także jest spowodowane czynnikami całkowicie odmiennymi, zarówno pod względem jakościowym, jak też ilościowym, jest fakt, że na wspomniane filtry zaproponowano także, zarówno w podanych przykładach, jak też w zastrzeżeniach, użycie polimerów jako materiału wyjściowego, proces przetwarzania nie służy zatem wyraźnie do zwiększenia mostkowych wiązań wodorowych pomiędzy włóknami.

Również w amerykańskim opisie patentowym nr US 3935924 A wydaje się chodzić jedynie o zbrojony włóknem węglowym papier o drobnej gramaturze i nieco lepszych własnościach wiążących, stosowany do wytwarzania membran głośnikowych.

We wszystkich wspomnianych opisach patentowych stosuje się wyłącznie czystą celulozę, a nie tanie surowe włókna lub inne części roślin. We wszystkich przypadkach stosuje się rafinery do skracania włókien celulozowych, aby przygotować je do dalszej przeróbki, na przykład w homogenizerze wysokociśnieniowym. Działanie wysokiego ciśnienia w dyszy wytłaczającej prowadzi do uzyskania całkowicie odmiennych składów frakcyjnych i stopni defibrylizacji. Dotyczy to również opisu brytyjskiego nr GB 2066145 A. Wytwarzana tym sposobem breja ma znacznie słabsze własności wiążące. Dlatego też zaproponowano jej zastosowanie jedynie do usztywniania papieru, a nie do wiązania produktów, będących zamiennikami drewna, jak płyty meblowe, względnie po wysuszeniu jako zamiennik tworzywa sztucznego. Zaproponowany w tabeli IX tego opisu patentowego, dodatek 40% mikrobrei, sporządzonej naszym sposobem, nadaje papierowi własności forniru, czyli staje się on o wiele za twardy jak na papier, kruchy i bezużyteczny w tym zastosowaniu.

Celem wynalazku jest opracowanie korzystnego ekonomicznie sposobu wytwarzania wspomnianych materiałów, detali i kształtek o dobrych własnościach technicznych, w miarę możliwości w oparciu o kryteria ekologiczne.

Sposób wytwarzania półfabrykatów względnie kształtek o zbliżonych do drewna własnościach, z co najmniej jednego, zawierającego celulozę, włóknistego surowca, na przykład czystej celulozy, a także surowych włókien względnie całych roślin lub innych części konopi, lnu, trzciny, bawełny, słomy, traw, drzew, wodorostów i innych, oraz makulatury tekturowej i pća^ii^i^ro^t^^jj wt^idłi^ug wynaaazku charakteryzuje sitę tym, że do wymienionych surowców dodaje się wody, po czym poddaje się je silnemu rozdrabnianiu poprzez mielenie w rafinerze lub innych młynach do włókien i urządzeniach defibrylizujących, a następnie otrzymaną, korzystnie odwodnioną wstępnie i/lub odpowietrzoną breję mikrowłóknistą, formuje się i poprzez odciąganie wilgoci suszy do postaci detalu, przy czym rozdrobnienie włókien, zwiększenie ich wewnętrznej powierzchni włókien oraz stopień zwilżenia dobiera się tak, że półfabrykat bez dodatku środków wiążących lub zastosowania nacisku zewnętrznego - tylko poprzez suszenie - utwardza się, zależnie od stopnia zmielenia brei mikrowłóknistej, do postaci detalu o własnościach kartonu, przy wyższym stopniu zmielenia o własnościach zbliżonych do drewna lub jeszcze bardziej wytrzymałej konsystencji rogu, przy zachowaniu górnej granicy ciężaru właściwego, odpowiadającej ciężarowi właściwemu czystej celulozy, wynoszącemu do 1,5.

Korzystnie do brei mikrowłóknistej dodaje się przed i/lub po zmieleniu najróżniejsze substancje, jak długie włókna do zbrojenia, wiórki lub gazy jako wypełniacz dla materiałów

185 507 lekkich, NaSi jako środek przeciwpalny, pigmenty do barwienia, grafit jako środek poślizgowy względnie zwiększający przewodność elektryczną i inne, oraz kombinacja domieszek dla uzyskania specyficznych własności materiałowych lub jako środki pomocnicze dla procesu.

Korzystnie zamraża się breję mikrowłóknistą w stanie nawodnionym, po czym suszy się ją w drodze nagrzewania, zapobiegając ściągnięciu powstałej w wyniku zamrażania struktury wewnętrznej, do postaci gęstego, wysokowytrzymałego materiału i otrzymując detal o porowatej, zawierającej powietrze, lekkiej strukturze.

Korzystnie do brei mikrowłóknistej wprowadza się pęcherzyki gazu poprzez wprowadzanie powietrza, korzystnie w postaci zawirowań, sprężonego powietrza lub za pomocą dysz gazowych, dodawanie wytwarzających gaz środków pędnych względnie za pomocą procesów fermentacyjnych, po czym breję suszy się, otrzymując detal o porowatej, zawierającej powietrze, lekkiej strukturze.

Korzystnie breję mikrowłóknistą stosuje się jako klej, na przykład do wiązania płyt pilśniowych, płyt wiórowych, materiałów lekkich, papieru lub twardych kartonów oraz innych produktów i/lub, zależnie od doboru naniesionej ilości kleju i stopnia wymieszania, do utwardzania lub powlekania powierzchni, na przykład kartonów, materiałów lekkich z brei mikrowłóknistej i temu podobnych.

Korzystnie breję z włókien roślinnych sporządza się poprzez mieszanie udziałów o różnych stopniach zmielenia.

Korzystnie breję włóknistą wprowadza się do form względnie nakłada się na formy, a następnie, po przeprowadzeniu co najmniej jednego suszenia międzyoperacyjnego, zależnie od wymogów odnośnie dokładności wymiarowej, formuje się lub dotłacza później, co najmniej raz, przy użyciu form zmniejszanych odpowiednio do występującego skurczu suszenia.

Korzystnie materiał w postaci wodnej zawiesiny formuje się w płyty na odcinku odwadniania wstępnego lub w innym urządzeniu prasującym, względnie już w postaci wstępnie odwodnionej wyciska się go w odpowiedniej formie, a następnie suszy do postaci gotowego detalu.

Korzystnie podczas suszenia do postaci gotowego detalu przeprowadza się jednocześnie walcowanie.

Korzystnie materiał w postaci wodnej zawiesiny formuje się w elementy kształtowe na odcinku odwadniania wstępnego lub w innym urządzeniu prasującym, względnie już w postaci wstępnie odwodnionej wyciska się go w odpowiedniej formie, a następnie suszy do postaci gotowego detalu.

Korzystnie materiał suszy się na szablonie do suszenia w postaci szyny formującej, którą po suszeniu usuwa się lub pozostawia w detalu.

Korzystnie materiał lub półfabrykat wstanie wilgotnym lub suchym kształtuje się w sposób zgodny z przeznaczeniem, korzystnie poprzez formowanie wykańczające, gięcie, przetłaczanie, wycinanie lub głębokie tłoczenie.

Korzystnie kształtowanie materiału lub półfabrykatu przeprowadza się po zakończeniu jego suszenia lub po jego ponownym zwilżeniu.

Korzystnie półfabrykat formuje się wokół szablonu, korzystnie w postaci rdzenia, wykorzystywanego następnie jako szablon do suszenia i nadającego półfabrykatowi stabilny kształt, zaś po zakończonym, co najmniej w dużym stopniu, suszeniu usuwa się rdzeń lub szablon względnie pozostawia się go w detalu jako „formę traconą”.

Korzystnie po formowaniu umieszcza się szablon, korzystnie w postaci rdzenia, w półfabrykacie lub na półfabrykacie, nadając mu stabilny kształt podczas suszenia, zaś po zakończonym, co najmniej w dużym stopniu, suszeniu usuwa się rdzeń lub szablon względnie pozostawia się go w detalu jako „formę traconą”.

Korzystnie breję mikrowłóknistą w stanie nawodnionym względnie rozpuszczoną w innych ośrodkach zawiesinowych lub w ich mieszaninach stosuje się jako masę formierską.

Korzystnie breję mikrowłóknistą nanosi się za pomocą natrysku do form lub na formy względnie formopodobne urządzenia, w postaci co najmniej jednej warstwy, a następnie suszy

185 507 się ją do postaci gotowego detalu, względnie przetwarza się dalej za pomocą jednej z opisanych wyżej metod.

Korzystnie po nałożeniu poszczególnych warstw przeprowadza się suszenie międzyoperacyjne.

W porównaniu do rozwiązań, zaproponowanych w powyższych opisach patentowych, niniejszy sposób jest bardziej korzystny ekonomicznie, zarówno pod względem nakładów związanych z przetwarzaniem, jak też pod względem możliwości wyboru surowców, czasów odwadniania oraz zaproponowanych dróg przetwarzania produktu. Ponadto breja mikrowłóknista, wytwarzana sposobem według wynalazku, pozwala uzyskać detale o takich parametrach wytrzymałościowych, które przy odpowiednim doborze surowców i odpowiedniej przeróbce, jednak bez stosowania jakichkolwiek środków wiążących lub dodatków oraz zewnętrznych ciśnień, są wyższe niż parametry twardego drewna, i ciężarach właściwych do około 1,5. Również odmiany lekkie i porowate mają znakomite własności wytrzymałościowe.

Osiąga się to poprzez mielenie, rozdrabnianie i defibrylizację włókien celulozowych względnie włókien zawierających celulozę w rafinerze, przy czym całkowity nakład energii musi wynosić co najmniej 0,5 kWh/kg, w idealnym przypadku jednak 2-2,5 Wh/kg (dla wyznaczenia rzeczywistej mocy mielenia należy odjąć moc biegu jałowego od całkowitego poboru mocy; przy używaniu maszyn o wyższej mocy lub przy stosowaniu innych, odpowiednich urządzeń do rozdrabniania i defibrylizacji włókien uzyskuje się zatem inny stosunek mocy biegu jałowego do mocy mielenia, co wymaga odpowiedniego dostosowania zdefiniowanego powyżej całkowitego poboru energii). W ten sposób powstaje formowalna breja mikrowłóknista o bardzo zróżnicowanej długości włókien i bardzo małych wymiarach włókien elementarnych, która bez dodatku środków klejących lub chemicznych środków pomocniczych oraz bez stosowania ciśnienia, a jedynie wskutek suszenia i związanego z tym skurczu, ma zdolność utwardzania do postaci ekologicznego, dającego się później kształtować, materiału włóknistego o wysokiej gęstości (aż do ciężaru właściwego 1,5) i wytrzymałości.

Stosowane po mieleniu, zewnętrzne naciski i siły służą przede wszystkim szybkiemu odwadnianiu wstępnemu, formowaniu oraz utrzymywaniu kształtu, nie stanowią natomiast żadnych przesłanek do osiągnięcia wysokich wytrzymałości materiału. Ponadto zmiany użytych surowców włóknistych, poboru energii mielenia i narzędzi do mielenia, a także zastosowanych metod odwadniania wstępnego, formowania i suszenia, mają wpływ zarówno na wytrzymałości i gęstości materiałów, jak też na strukturalne układy włókien w detalach.

Wytrzymałość, twardość i formowalność materiału wzrastają wraz ze wzrostem stopnia rozdrobnienia struktury włókien celulozowych. Jednak przy ekstremalnym rozdrobnieniu włókien zbrojenie włóknami dłuższymi (dodatek w ilości poniżej 15% substancji suchej) może spowodować dalszy wzrost wytrzymałości. Największe wytrzymałości można osiągnąć przy bardzo drobno zmielonej brei mikrowłóknistej, zbrojonej cienką siatką włókien o najróżniejszej długości, przy zachowaniu wyważonego rozkładu długości włókien. Bardzo drobno zmielona breja mikrowłóknista odpowiada przy tym za dobre własności w zakresie wiązania, płynięcia i formowalności, zbrojenie natomiast powoduje rozłożenie sił ściskających, rozciągających lub ścinających na większe obszary i zapobiega krótkim pęknięciom na małej powierzchni.

Plastyczne własności brei mikrowłóknistej są bezpośrednio zależne od ilości zawartej w niej wody.

Zawartość suchej substancji w mikrowłóknach od 1 do 15% jest przydatna przy tłoczeniu do form, przepuszczalnych dla wody (etap 1). Breje mikrowłókniste o tej konsystencji można jednak wtłaczać również w sztywne, nieprzepuszczalne formy, wycinać lub walcować; do tych sposobów nadają się zwłaszcza breje włókniste o większych gęstościach materiału (etap 2).

Aby wytwarzane produkty miały dokładne wymiary, można przykładowo zastosować następujący przebieg procesu: etap 1, następnie zwiększenie gęstości materiału w półfabrykacie względnie płycie poprzez zwykłe suszenie, po czym etap 2. Etap ten, zależnie od żądanej dokładności wymiarów, można wielokrotnie powtarzać przy ciągłym suszeniu w formach, zmniejszanych odpowiednio do zachodzącego skurczu. Można również przeprowadzić etap 2,

185 507 a następnie ponownie etap 2, w razie potrzeby wielokrotnie. Etap 2 można, po odpowiednim odwadnianiu wstępnym, przeprowadzić w prasie ze ślimakowym usuwaniem osadu lub innym odpowiednim urządzeniu, nawet przy bardzo dużych gęstościach materiału, zależnie od żądanego kształtu detalu, ewentualnie do 90% zawartości substancji suchej.

Dla detali pustych, zwłaszcza o większych wymiarach, zaleca się stosowanie rdzenia, który umieszcza się w półfabrykacie i który utrzymuje go w formie podczas suszenia. W ten sposób można wykonywać wszelkiego rodzaju obudowy i pojemniki, począwszy od puszek na filmy fotograficzne, a skończywszy na elementach mebli.

Po zakończeniu suszenia lub po suszeniu i ponownym zwilżeniu materiał daje się dodatkowo formować. Suche płyty względnie półfabrykaty kształtek można ponownie zwilżać od kilku godzin do kilku dni (zależnie od grubości i żądanej wielkości odkształcenia) w komorze klimatycznej z powietrzem, nasyconym parą wodną, względnie bezpośrednio w kąpieli wodnej. Materiał wchłania wówczas wodę i staje się plastyczny, giętki i odkształcalny. Za pomocą odpowiednich urządzeń można go formować, giąć, tłoczyć, walcować, wycinać i poddawać innym rodzajom obróbki.

Następnie, w drodze zwykłego suszenia, półfabrykat ulega utwardzeniu do poprzedniej gęstości, wytrzymałości i twardości.

Przy mniejszych gęstościach materiału płyty, elementy kształtowe i temu podobne wytwarza się raczej w ciągłych liniach technologicznych, zawierających odcinek odwadniania wstępnego i/lub znajdujący się za nim odcinek suszenia, lub w postaci oddzielnych wsadów. Również zastosowanie wytłaczarek, wymagających większych gęstości materiału, prowadzi do osiągnięcia żądanych rezultatów.

Ciężar materiału można obniżać w sposób ciągły, począwszy od ciężaru czystej celulozy (około 1,5), poprzez wprowadzenie pęcherzyków powietrza lub innego gazu, a także, ogólnie rzecz biorąc, poprzez dodanie lekkich domieszek. Dzięki temu możliwe jest nawet osiągnięcie ciężaru mniejszego niż ciężar styropianu opakowaniowego. Spektrum gęstości i wytrzymałości rozciąga się zatem od wartości charakterystycznych dla tworzyw sztucznych zbrojonych włóknem szklanym, przez wartości charakterystyczne dla drewna (od twardych gatunków drewna tropikalnego do balsy), aż do wartości charakterystycznych dla wysokoporowatych lekkich materiałów o bardzo dobrych własnościach izolacyjnych.

Wprowadzenie gazu można osiągnąć poprzez różne rodzaje spieniania (zawirowanie lub wtryskiwanie powietrza przez dysze lub podobne urządzenia), dodatek środków pędnych, fermentację i inne metody, a także poprzez (częściowe) zablokowanie skurczu za pomocą zbrojenia, niepełne zmielenie brei włóknistej, zamrażanie, przegrzewanie i inne.

Przejście od tych lekkich materiałów do gęstego materiału twardego jest przy tym regulowane w sposób ciągły poprzez zmianę parametrów ilościowych i/lub temperaturowych przy zamrażaniu, a także ewentualnie przy suszeniu.

Wypełniacze można dodawać poprzez zwykłe mieszanie (najlepiej przy małych gęstościach materiału) przed lub po mieleniu, przy czym należy zwrócić uwagę na równomierny rozkład wypełniaczy, w każdym jednak przypadku przed zakończeniem suszenia.

Za pomocą różnych wypełniaczy, jakie można osadzić w osnowie materiału podstawowego z mikrowłókien, a także za pomocą doboru surowców, można osiągnąć najróżniejsze własności materiału. W celu zmniejszenia palności dodaje się krzemiany, w celu zwiększenia poślizgu mechanicznego, a także przewodności elektrycznej dodaje się grafit, za pomocą barwników można zmieniać wygląd lub poprawiać estetykę materiału. Za pomocą dodatków można również zwiększać lub zmniejszać ciężar materiału, można mu nadać własności izolacyjne lub uczynić przewodzącym ciepło i tak dalej. Stosując odpowiedni dobór ilości poszczególnych dodatków, można osiągać żądane własności detalu.

Również zastosowane rośliny lub włókna w najróżniejszych ilościach mogą być w mniejszym lub większym stopniu przetworzone, przy czym ich części o wyższym stopniu przetworzenia mogą pełnić rolę środków wiążących, natomiast ich części o niższym stopniu przetworzenia służąjako zbrojenie i filc odwadniający. Poprzez dobór proporcji ilościowych, stopnia przetworzenia oraz osiągniętego mechanicznie zbliżenia cząstek włókien przed rozpo8

185 507 częciem suszenia ustala się żądaną wytrzymałość, ciężar właściwy, parametry izolacyjne i inne własności techniczne.

Wszystkie „materiały wtórne”, powstałe z podstawowego materiału mikrowłóknistego w opisany wyżej sposób poprzez dodanie domieszek, dobór surowców i odmiany procesu, stanowią również przedmiot zastrzeżeń niniejszego zgłoszenia.

Przykład 1

Włókno konopi miele się w wodnym roztworze (8% substancji suchej) tak długo, aż breja mikrowłóknistą osiągnie konsystencję budyniu. Breję tę wtłacza się do przepuszczalnych form i odwadnia do 25% substancji suchej. Półfabrykat suszy się następnie do 85% substancji suchej, po czym nadaje mu się ostateczny kształt w odpowiedniej formie do tłoczenia.

Przykład 2

Makulaturę miele się w wodnym roztworze (7% substancji suchej) tak długo, aż powstanie mikrowłóknisty budyń. Odwadnia się go w prasie ze ślimakowym usuwaniem osadu do postaci pasma o zawartości 40% substancji suchej, ewentualnie, zależnie od nadawanego później kształtu, również do znacznie większych gęstości materiału. Otrzymaną w ten sposób breję o konsystencji ciała stałego wtłacza się w formę i, po suszeniu pośrednim do zawartości 90% substancji suchej, dotłacza jedno- lub wielokrotnie.

Otrzymane w ten sposób kształtki podaje się następnie ostatecznemu suszeniu.

Przykład 3

Słomę konopną miele się, po skróceniu w celu uzdatnienia do dalszego procesu, w wodnym roztworze (6% substancji suchej) tak długo, aż powstanie substancja o konsystencji budyniu. Substancję tę (po ewentualnym wstępnym odwadnianiu do 40-60% i/lub podczas walcowania) suszy się do postaci stałych płyt o zawartości 75-90% substancji suchej. Następnie płytę suszy się albo ostatecznie, do bezpośredniego zastosowania, albo wykonuje się z niej za pomocą wykrojników i tłoczników okulary, naczynia i sztućce jednorazowego użytku, miski, kasetony, drzwi z dekoracją reliefową i inne.

Przykład 4

Celulozę, makulaturę lub ścinki bawełniane miele się w wodnym roztworze (5% substancji suchej) tak długo, aż powstanie breja włókien mikrocelulozowych o konsystencji budyniu. Breję tę wtłacza się w przepuszczalną formę, w której znajduje się suchy rdzeń, i krótko odwadnia. Po wyschnięciu na rdzeniu półfabrykatowi o zawartości około 80% substancji suchej nadaje się ostateczny kształt w metalowej formie do tłoczenia.

Przykład 5

Słomę konopną lub makulaturę miele się w wodnym roztworze (7% substancji suchej) tak długo, aż powstanie budyń mikrowłóknisty. Formuje się go w grubą płytę i ewentualnie po wstępnym odwodnieniu - spienia poprzez wprowadzenie gazu. Następnie na górną i dolną powierzchnię płyty nanosi się cienką warstwę niespienionej brei mikrowłóknistej, po czym kształtkę, którą w celu ustabilizowania kształtu mocuje się pomiędzy przepuszczalnymi dla powietrza kratkami lub walcuje w suszami tunelowej, suszy się w temperaturze 40-90°C. Powstała w ten sposób wielowarstwowa płyta jest lekka, ma dobre własności izolacyjne, a jednocześnie jest wytrzymała i ma twarde powierzchnie.

Przykład 6

50% włókien konopnych, 48% celulozy konopnej i 2% pigmentu ziemnego miele się w wodnym roztworze (8% substancji suchej) tak długo, aż powstanie włóknista breja o konsystencji budyniu. Breję tę nanosi się następnie - zbrojoną warstwami włókien konopi (długość włókien: 1,0 cm - 30,0 cm, 10% całkowitej zawartości substancji suchej) na formę; parafinową w kształcie kulistej czaszy. Po wysuszeniu i utwardzeniu nawierca się kształtkę, zaś formę parafinową wytapia poprzez podgrzanie. W ten sposób można wytwarzać puste kule i podobne kształtki o dużej wytrzymałości.

Przykład 7

Słomę konopną lub wiórki konopne skraca się, przygotowując je do przeróbki, następnie 1/3 masy roślinnej przetwarza się w znacznym stopniu, 1/3 przetwarza się w średnim stopniu, zaś 1/3 poddaje jedynie lekkiej defibrylizacji, po czym miesza ze sobą wszystkie partie do osiągnięcia jednorodnej mieszaniny. Pierwsza z trzecich części stanowi „osnowę wią185 507 żącą”, druga „filc zwilżający i odwadniający”, zaś trzecia służy jako „substancja barierowa i wypełniacz” oraz zbrojenie. Poprzez zwiększenie udziału wysoko przetworzonej masy materiał nabiera cech drewna, staje się bardziej wytrzymały i bardziej gęsty, natomiast obniżenie stopnia przetworzenia względnie ilości masy wysoko przetworzonej materiał staje się lekki, porowaty oraz nabiera cech termoizolacyjnych i dźwiękoszczelnych.

Z tej brei włóknistej można wytwarzać wszelkiego rodzaju płyty oraz półfabrykaty i kształtki, obudowy, opakowania i inne.

W wariancie, w którym stosuje się wióry konopne praktycznie nie występują włókna długie, można je natomiast dodać jako zbrojenie, pamiętając o tym, by ich procentowy udział nie był zbyt wysoki.

185 507

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania półfabrykatów, względnie kształtek o zbliżonych do drewna własnościach, z co najmniej jednego, zawierającego celulozę, włóknistego- surowca, na przykład czystej celulozy, a także surowych włókien względnie całych roślin lub innych części konopi, lnu, trzciny, bawełny, słomy, traw, drzew, wodorostów i innych, oraz makulatury tekturowej i papierowej, znamienny tym, że do wymienionych surowców dodaje się wody, po czym poddaje się je silnemu rozdrabnianiu poprzez mielenie w rafinerze lub innych młynach do włókien i urządzeniach defibrylizujących, a następnie otrzymaną, korzystnie odwodnioną wstępnie i/lub odpowietrzoną breję mikrowłóknistą, formuje się i poprzez odciąganie wilgoci suszy do postaci detalu, przy czym rozdrobnienie włókien, zwiększenie ich wewnętrznej powierzchni włókien oraz stopień zwilżenia dobiera się tak, że półfabrykat bez dodatku środków wiążących lub zastosowania nacisku zewnętrznego - tylko poprzez suszenie utwardza się, zależnie od stopnia zmielenia brei mikrowłóknistej, do postaci detalu o własnościach kartonu, przy wyższym stopniu zmielenia o własnościach zbliżonych do drewna lub jeszcze bardziej wytrzymałej konsystencji rogu, przy zachowaniu górnej granicy ciężaru właściwego, odpowiadającej ciężarowi właściwemu czystej celulozy, wynoszącemu do 1,5.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do brei mikrowłóknistej dodaje się przed i/lub po zmieleniu najróżniejsze substancje, jak długie włókna do zbrojenia, wiórki lub gazy jako wypełniacz dla materiałów lekkich, NaSi jako środek przeciwpalny, pigmenty do barwienia, grafit jako środek poślizgowy względnie zwiększający przewodność elektryczną i inne, oraz kombinacje domieszek dla uzyskania specyficznych własności materiałowych lub jako środki pomocnicze dla procesu.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mikrowłóknistą breję zamraża się w stanie nawodnionym, po czym suszy się ją w drodze nagrzewania, zapobiegając ściągnięciu powstałej w wyniku zamrażania struktury wewnętrznej, do postaci gęstego, wysokowytrzymałego materiału i otrzymując detal o porowatej, zawierającej powietrze, lekkiej strukturze.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do brei mikrowłóknistej wprowadza się pęcherzyki gazu poprzez wprowadzanie powietrza, korzystnie w postaci zawirowań, sprężonego powietrza lub za pomocą dysz gazowych, dodawanie wytwarzających gaz środków pędnych względnie za pomocą procesów fermentacyjnych, po czym breję suszy się, otrzymując detal o porowatej, zawierającej powietrze, lekkiej strukturze.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że breję mikrowłóknistą stosuje się jako klej, na przykład do wiązania płyt pilśniowych, płyt wiórowych, materiałów lekkich, papieru lub twardych kartonów oraz innych produktów i/lub, zależnie od doboru naniesionej ilości kleju i stopnia wymieszania, do utwardzania lub powlekania powierzchni, na przykład kartonów, materiałów lekkich z brei mikrowłóknistej i temu podobnych.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że breję z włókien roślinnych sporządza się poprzez mieszanie udziałów o różnych stopniach zmielenia.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że breję włóknistą wprowadza się do form względnie nakłada się na formy, a następnie, po przeprowadzeniu co najmniej jednego suszenia międzyoperacyjnego, zależnie od wymogów odnośnie dokładności wymiarowej, formuje się lub dotłacza później, co najmniej raz, przy użyciu form zmniejszanych odpowiednio do występującego skurczu suszenia.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał w postaci wodnej zawiesiny formuje się w płyty na odcinku odwadniania wstępnego lub w innym urządzeniu prasującym, względnie już w postaci wstępnie odwodnionej wyciska się go w odpowiedniej formie, a następnie suszy do postaci gotowego detalu.

185 507
9. Sposób wedhig zastrz. 8, znamienny tym, ze podcżes suszenia do postaci gotowego detalu proaprowsUos aię jaUnocoaśnia walcowanie.
10. Sposób według oaatro. 1, znamienny tpm, że materiał w poataci wodnej zawiesiny formuje aię w elementy kształtowe na odcinku odwadniania wstępnego lub w innym urządzeniu prasującym, względnie już w postaci wstępnie odwodnionej wyciska się go w odpowiedniej formie, a następnie suszy do postaci gotowego detalu.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tpm, że podczas suszenia do postaci gotowego detalu przeprowadza się jednocześnie walcowanie.
12. Sposób według zastrz. 10 albo 11, znamienny tpm, że materiał suszy się na szablonie do suszenia w postaci szyny formującej, którą po suszeniu usuwa się lub pozostawia w detalu.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tpm, że materiał lub półfabrykat w stanie wilgotnym lub suchym kształtuje się w sposób zgodny z przaznsczaniam, korzystnie poprzez formowanie wykańczające, gięcie, przetłaczanie, wycinanie lub głębokie tłoczenie.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tpm, że kształtowanie materiału lub półfabrykatu przeprowadza się po zakończeniu jego suszenia.
15. Sposób według zastrz. 13, znamienny tpm, że kształtowanie materiału lub półfabrykatu przeprowadza się po jego ponownym zwilżeniu.
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że półfabrykat formuje się wokół szablonu, korzystnie w postaci rdzenia, wykorzystywanego następnie jako szablon do suszenia i nadającego półfabrykatowi stabilny kształt, zaś po zakończonym, co najmniej w dużym stopniu, suszeniu usuwa się rdzeń lub szablon względnie pozostawia się go w detalu jako „formę traconą”.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tpm, że po formowaniu umieszcza się szablon, korzystnie w postaci rdzenia, w półfabrykacie lub na półfabrykacie, nadając mu stabilny kształt podczas suszenia, zaś po zakończonym, co najmniej w dużym stopniu, suszeniu usuwa się rdzeń lub szablon względnie pozostawia się go w detalu jako „formę traconą”.
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tpm, że breję mikrowłóknistą w stanie nawodnionym względnie rozpuszczoną w innych ośrodkach zawiesinowych lub w ich mieszaninach stosuje się jako masę formierską.
19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że breję mikrowłóknistą nanosi się za pomocą natrysku do form lub na formy względnie fermopodobne urządzenia, w postaci co najmniej jednej warstwy, a następnie suszy się ją do postaci gotowego detalu, względnie przetwarza się dalej za pomocąjednaj z opisanych wyżej metod.
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że po nałożeniu poszczególnych warstw przeprowadza się suszenie międzyoperacyjne.