JP4034343B2 - リグノセルロースボードを製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、リグノセルロース材料からボードを連続的に製造する方法に関する。
リグノセルロースをベースとする原料からボードを製造する方法は周知であり、広く実際に使用されている。その製造方法は、原料を適切なサイズの粒子および／または繊維に分解するステップ、一定の含水率まで乾燥させるステップ、乾燥ステップの前または後に材料を接着剤で被覆するステップ、接着剤で被覆した材料を、複数の層から構成され得るマットにするステップ、面をことによると低温で事前プレスし、予熱し、ノズル噴射等するステップ、ならびに断続的または連続的なプレスで圧力と熱を同時に加えて完成したボードにするホットプレスステップを含む。
従来のホットプレスでは、実質上、プレスされる製品のタイプ、使用される接着剤タイプ、所望の能力などに応じて、プレスされた材料を、１５０ないし２５０℃の温度を有する隣接する加熱プレートまたは鋼ベルトからの熱伝導によって加熱する。それにより熱源に最も近い材料の水分が蒸発し、それにより乾燥した層が形成され、蒸気前面は、プレスが進むにつれて各側からボードコアの内部まで連続的に移動する。乾燥した層が発達したとき、少なくとも１００℃の温度がこの層内に広がり、これにより通常の接着剤が硬化し始める。蒸気前面がコアに到達したとき、少なくとも１００℃の温度がそこに達し、そこでまた硬化が始まり、その後プレスが数秒以内に終了する。これは、メラミン強化（ＭＵＦ）接着剤など、従来の尿素ホルムアルデヒド接着剤（ＵＦ）などを使用する場合に適用される。より高い硬化温度を有する他の接着剤を使用する場合、硬化が起こる前により高い温度、より高い蒸気圧力がボード内に発生しなければならない。
所望のボード特性を得るために、高い温度において大きい面圧力を加えることができなければならない。これは、本来、断続プレスの場合には問題はないが、厚さ公差が劣るなど、他の欠点を有する。連続プレスでは、同時に高い温度において大きい面圧力を加える必要があるために、鋼ベルトとその下の加熱プレートとの間のローラベッドに関して費用が掛かる精度解決策が必要であった。
また、熱伝導によって熱をボードに導入する方法には、加熱に比較的長い時間がかかり、その結果プレス長さが長くなる（プレス表面が広くなる）という影響がある。最大長さ４０ｍのプレスが供給されている。さらに、周知の連続プレスでは、実際に加熱プレートを十分にフレキシブルとすることができず、したがって密度プロファイルを断続プレスほど自由に形成することができない。
また、断続プレスにおいて加熱プレート間に蒸気を導入する方法に基づく他のボード製造方法は、使用の程度が制限されていた。蒸気を供給したとき、材料は数秒で加熱されるので、加熱時間は急激に短縮される。さらに、蒸気を供給したとき、材料の圧縮抵抗がかなり小さくなる。このことは、有利な特徴であり、小さいプレス力、かなり短い長さ（狭いプレス表面）でプレスを設計できることを暗示する。しかしながら、この方法に従って製造したボードの所望の特性を得るために、プレスサイクルの始めに高い面圧力および従来の加熱プレートからの熱伝導を用いる従来のプレス技法を適用する必要があり、それにより長い加熱時間の後、高い密度を有する表層が得られた。その後、初めてボードのコア部分を加熱するために蒸気を吹き込むことができた。これは、新たに形成された高い密度を有する表層中に蒸気を吹き込まなければならず、またプレス時間が高圧および熱伝導期間中にかなり長くなるので、関連する問題があった。これらすべてのことから、この概念による蒸気プレス動作は、能力がかなり乏しく、あるいは均一な密度が望まれる場合に必要なよりも広いプレス表面および大きいプレス力を必要とする。
上記のすべての製造方法では、低い強度、容認できない塗装可能度などを有する軟らかい表層が得られ、したがってこの層を研磨する必要がある。結果として生じる材料損失は、ボードタイプ、厚さなどに応じて、５ないし１５％になる。
本発明は、リグノセルロースをベースとする材料のボードを連続的にプレスする新規の製造プロセスを提供する目的を有する。この方法によれば、蒸気加熱の利点を利用することができる。このことは、したがって、かなり狭いプレス面積、小さいプレス力で、すなわち少ない費用で装置を設計でき、さらに、加熱プレートを用いず、したがって装置がさらに費用がかからず、それにより実質上、均一な密度プロファイルを有するボードが形成され、これをこの状態で使用するか、またはさらに改良することができることを暗示する。
本発明によれば、基本的実施形態において、形成したマットを蒸気で加熱し、その後ほぼ最終厚さまで圧縮し、その後それをプレスして、均一な密度プロファイルまたはわずかに高い面密度を有する扱いやすいボードにするようにプレスを実施する。
一実施形態によれば、マットを適度の密度まで圧縮し、その後蒸気を供給する。その後、マットを最終密度までさらにプレスして、その後マットを放置してわずかに膨張させ、扱いやすいボードが得られる程度まで硬化させる。
プロセスの好ましい実施形態では、形成ステップから得られたマット（明確なベルト遷多を改善し、可能な金属をより容易に示すことができることが望まれる場合、別個のベルト事前プレス内での高温事前プレスまたは低温事前プレスされる）を、まずプレス入口内でワイヤを具備するローラプレスに対して１５０ないし７００ｋｇ／ｍ³まで圧縮し、その後制御された圧力および過熱度のガスまたは蒸気を蒸気チェストおよび／または蒸気ローラを介して各面に供給する。その後、マットをロール対によって最終厚さ以下に連続的に圧縮し、その後追加のロール対内で膨張させ、その後ボードが硬化する。
また、蒸気供給時の凝結を防ぐためにローラプレスを加熱する。厚さを最終厚さ以下に圧縮する目的は、次のロール対内でより小さい負荷が得られるように、マットを強く圧縮することである。この方法は、機械に対する負荷を減らすためには望ましいが、プロセスには不要である。
マットの圧縮は、プレスされたボードの密度プロファイルにとって重要である。蒸気が供給されるマット密度を調整することによって、ボードの面密度を制御することができる。マット密度を高くした場合、プレスされたボードの密度は、均一な密度プロファイルから、高い面密度を有する密度プロファイルまで変化する。しかしながら、そのようなマット密度の増大は、マットの入口領域内での圧縮作用の増大を暗示する。
本発明の他の実施形態では、マットを上述のように加熱するが、較正セクション内での連続圧縮は、ほぼ最終厚さになるまで長くは行わず、その後ボードを高熱に当て、高温カレンダセクション内で線負荷にかける。それにより、高い面密度を有するボードが得られる。
この実施形態では、マットを入口ウェッジ内で適度の密度まで圧縮し、その後上述の方法と同様にして蒸気を供給する。その後、マットをほぼ最終厚さまでさらに圧縮し、較正セクション内で部分的に硬化させ、それによりボードが高温カレンダセクションまでの連続移送のために十分に安定になり、そこでボードをローラ対の間で供給された熱および圧力で高い密度まで圧縮し、その後出口内で最終厚さに復帰させる。
リグノセルロースをベースとするボードを製造する以前に知られているすべてのプロセスと異なり、プロセス技術の観点から、加熱プレートがないにも関わらず、高い密度でも優れた特性を有するボードが得られることが分かった。
本発明による方法を適用する場合、蒸気は連続的に供給される。これは、マットを加熱するために必要な量を超えるわずかに超過した蒸気が供給された場合、マット内に閉じこめれたすべての空気が入口の後方に押し出されることを保証し、それによりさらにマットのすべての部分が加熱されることを保証する。
本発明の特徴は添付の請求の範囲から明らかになる。
本発明について、本発明の用途を示す添付の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。
第１図は、蒸気供給を用いて加熱されたベルトプレスを示す図である。
第２図は、ボードの厚さ方向における密度を示す図である。
第１図は、ベルトプレス１および高温カレンダセクション１３を含む本発明による装置の側面図である。ベルトプレス１は、周知の形で、駆動ローラ２、引っ張りローラ３、案内ローラ４、入口ローラ６を有する調整可能入口部分５、少なくとも一つのスチームローラ７、少なくとも一つの圧縮ロール８、較正セクション１０内の較正ロール９および取り巻いているワイヤ１１、あるいはワイヤを有する有孔鋼ベルトを具備する。マットは、入口部分５内で、１５０ないし７００ｋｇ／ｍ³、好ましくは２５０ないし５００ｋｇ／ｍ³の所定の密度まで、スチームローラ７を通る通路のところで圧縮され、それによりマットを１００℃まで加熱し、その中のすべての空気を追い出すために十分な量の１ないし６バールの蒸気がワイヤに接触するセクタ内に注入される。それにより、マットの圧縮抵抗が大幅に小さくなり、圧縮ロール８および較正セクション１０における連続圧縮を非常に小さい力で実施することができる。
他の実施形態では、（ボードタイプなどに応じて）ボードの硬化中に十分に高い温度を保証するために、従来の蒸気チェストを較正セクションの始めに使用することができる。
ロールのみを使用するために、余分の蒸気が自由にワイヤ中に流れ出し、したがって通常、較正セクションの端部のところに真空吸出し領域は不要である。他の実施形態では、残留水分の制御および余分の蒸気の吐出しを容易にするために、真空ボックスを設置することができる。
スチームローラ７の代替物または補足物として、一つまたは複数の従来のチェストを使用することができる。
表層の密度および堅さなどを改善すること、ボードの厚さ測定を精密に較正すること、およびボードに適切なパターンまたは面構造を形成することが望まれる場合、ボードは、できる限り適切な蒸気、ガスまたは液体を事前準備として供給することができるセクション１２の後ろで、高い表面温度を有する一つまたは複数の高温カレンダロール１３を有するセッション中を通過することができる。高温カレンダロールは、他の実施形態では、エンドレス鋼ベルトによって囲まれる。
上述のように、低いまたは適度のマット密度で蒸気を供給することによって、高温カレンダロールによる追加の処理なしに、均一な密度プロファイルを得ることができる。第２図に、薄いボード（例えば１ｍｍ）の場合に、実質上ボードを前記高温カレンダロール中に通過させることによって得られる密度プロファイルが示されている。高温鋼ベルトによって覆われたロール対を有する高温カレンダセクションによって、さらに高い面密度最大値を達成することができ、それにより高温カレンダセクション内のボードは、高い温度（１５０ないし３００℃）において所望の最終面密度よりもわずかに高い面密度に圧縮され、いくつかのロール対を通過し、その後最終厚さまで膨張する。
本発明は、記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明のアイデアの範囲内で変更することができる。

Claims (6)

1. 材料を粒子および／または繊維に分解し、乾燥させ、接着剤で被覆し、マットにし、プレスして完成したボードにする、リグノセルロース材料からボードを連続的に製造する方法において、形成したマットを、スチームロールを用いて加えられる蒸気で加熱すると共に、該スチームロールによって圧縮すること、加熱に必要な量よりも多い量の蒸気を加え、それによりマット内に含まれる空気をマット内から後方に押し出すこと、その後マットをほぼ最終厚さまで圧縮し、その後それを較正セクション内でプレスして完成したボードにすることを特徴とする方法。
2. プレスしたボードの面密度を調整すべく、形成したマットの密度を、形成したマットを蒸気で加熱する前に圧縮作用によって調節することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
3. 較正セクション内でのプレスをプレスロールで実施し、マット内の残留蒸気をプレスロール間で逃がすことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。
4. ボードの硬化中に十分高い温度を保証するために、較正セクションの始めに追加の蒸気を供給することを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の方法。
5. ボードを較正セクションの後でボードの面密度の微妙な較正および／または修正のために高温カレンダにさらすことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。
6. ボードを高温カレンダ時に所望の最終面密度よりもわずかに高い面密度まで圧縮することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。

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