KR100341872B1 - 링고셀룰로오즈보오드를제조하는방법 - Google Patents

Abstract

링고셀룰로오즈 섬유물질로된 보오드의 연속제조 방법에 있어서 재료물질은 입자 그리고/또는 섬유로 분해하고 접착제로 붙이고 매트를 형성시킨 후 최종 보오드로 압착시킨다.

제1단계에서 형성된 매트는 증기를 통하여 가열시키고 그리고 동시에 균일한 밀도를 가지도록 압착시킨다. 제2단계에서 보오드의 표면층은 더 큰 밀도로 압착시키고 눈금지역에서 경화되어 최종 보오드가 된다.

Description

링고셀룰로오즈 보오드를 제조하는 방법

링고셀룰로오즈를 기초한 재료물질로부터 보오드를 제조하는 방법은 공지이며 실제 광범위하게 사용되고 있다. 제조과정은 다음의 주요단계들로 구성된다:

재료물질을 적절한 크기의 입자 또는 섬유로 분쇄하고;

정의된 수분비율로 건조하고; 그리고

건조하기 전에 재료를 붙이고;

접착된 재료를 매트로 만들고 이때 이것은 몇 개의 층으로 만들어지고 가능하면 냉각 선프레스, 선가열, 표면 노즐-분무 a.o. 그리고 압력과 함께 열-압력 그리고 불연속 또는 연속 프레스에서 열을 제공한다.

통상의 열프레스에서, 프레스된 물질은 프레스된 생성물의 타입, 사용된 접착제, 소요 능력 a,o에 따라 150-250℃온도를 가지는 인접 가열플레이트 또는 강철벨트에서 열전도수단에 의해 가열된다. 가열소스에 가장 근접한 재조의 수분은 이때 증발되고 프레스가 지속될 때 건조층이 발생되고 각 측면에의 증기는 보드중앙으로 이동하게된다. 이때 생성되는 층에서의 온도는 적어도 100℃로 상승되고 이는 보통의 접착제가 경화시작되는 온도이다. 앞쪽증기가 보오드의 중앙에 도달할 때 거기의 온도는 적어도 100℃로 상승하고 보오드는 중앙에서도 경화되기 시작한다. 그다음에 프레스가 수초내에 종료된다. 이는 통상의 우레아 포롬알데히드접착제(UF)와 유사한 것 예로써 멜라닌-강화된 접착제(MUF)의 사용에 이용할 수도 있다. 더높은 경화온도를 사용하는 다른 접착제들이 사용할 때 경화가 일어나기 전에 더 높은 온도와 더 높은 압력이 보오드에서 생성되어야 한다. 통상의 열프레스 방법에서 두께방향에서 보오드의 밀도 프로파일을 조절하기 위해 이루어졌다. 대부분 경우에 페이트능, 강도를 개선시키기 위해 표면층에는 높은 밀도를 얻고 그리고 중앙층에는 보오드의 중량을 유지하고, 절단하기에 가능한 낮게 그리고 수용가능한 내부 결합 강도를 얻기위해 충분히 높은 밀도를 얻어야 한다. 입자보드 제조시에 표면층에 약간 더 높은 수분을 가지는 좀더 미세한 분해입자들이 보오드의 표면층에 더 큰 밀도를 얻기위해 a.o. 사용될 수 있다. 균질한 물질구조를 가지는 MDF(중간밀도 섬유보오드)의 제조시에 방법들은 중앙 증기가 중앙쪽으로 이동할 때 예정된 방식에서 최종위치로 접근하기 위해 열소스사이에서 조절된 거리수단에 의해 생성되었다. 예로써 특허 SE 469270 "연속 프레스" 특허출원 SE 93 007772-2 "단일 개방 불연속 프레스". MDF용으로 개발된 이들 방법은 적어도 부분적으로는 다른 타입의 보오드에서도 사용될 수 있다.

소요의 밀도 프로파일을 얻기 위해, 프레스에 고온에서 높은 표면압력을 적용시킬 수 있다. 이것은 불연속 프레스에 대해서는 문제가 없으나 다른 단점 예로써 a.o. 질이 낮고, 두께 내약력등을 가진다. 연속 프레스에서 요구되는 높은 표면 압력과 동시에 높은 온도는 강벨트와 아래 가열판 사이에 롤러 테이블에 상당히 고가의 정밀한 해결책을 나타낸다. 열전도에 의해 보오드에 열을 공급하는 방법은 가열이 상대적으로 긴 시간이 소요된다는 것인데 이는 프레스 길이가 걸어진다(큰 프레스 표면) 40m길이의 프레스가 이용된다. 또한, 연속 프레스에서 프레스의 가열판은 충분히 유연성있게 만드는 것이 불가능한데 따라서 밀도프로파일은 불연속 프레스의 경우에 상당한 자유형으로 형성될 수는 없다.

게다가 최근 연속 프레스는 온도에서 제한을 받는데(이는 롤러테이블에서 윤활유 때문에) 이는 모든 형태의 보오드가 프레스될 수 있다는 것은 아니다.

불연속 프레스에서 가열판사이에 증기공급을 기초로 하는 보오드 제조의 또 다른 방법 또한 사용에 제한을 받는다는 것을 볼수 있다. 거기에서 물질들은 증기공급시에 수초 내에 가열되고, 따라서 가열시간은 기본적으로 짧아야 한다. 또한, 증기공급 후에 압착에 대한 재료의 저항성은 상당히 감소된다. 이것은 프레스가 더 적은 프레스 힘과 더 짧은 길이(더 적은 프레스 표면)를 가지도록 고안되어 있도록 주는 양성특징이다. 그러나 이 방법에 따라 제조된 보오드의 소요 밀도 프로파일을 얻기위해, 프레스과정 시작시에 통상의 가열판으로부터 높은 표면 압력과 열전도를 가지는 통상의 압력 기술이 제공되어야 하고 높은 밀도를 가지는 표면층은 상당히 긴 가열시간 뒤에 수득된다. 그 다음에 우선적으로 보오드의 중앙부분 가열을 위해 증기가 주입되어야 한다. 이 때문에 문제가 발생하는데 그 이유는 증기가 고밀도로 새로 형성된 표면층을 통하여 공급되고, 고압과 열전도기간동안에 프레스시간은 상당히 연장되기 때문이다. 그 결과로서 이와 같은 개념에 따라 작동하는 증기프레스는 상당히 낮은 능력을 가지고 또는 더 큰 프레스 표면을 가지는 경우에는 균일한 밀도가 요구되는 겨우 더 큰 프레스힘이 요구된다.

전술한 것과 관련하여 모든 제조방법에서 더 낮은 강도와 수용할수 없는 페인트성 a.o를 가지는 연성표면층이 수득되고 이는 이층을 없애야한다는 것을 의미한다. 생성된 물질의 손실율은 보오드 타입, 두께 a,o에 따라 5-15%이다.

도 1은 본 발명의 단계1용 가열된 벨트프레스를 나타내는데 이때 벨트는 천공된 벨트 또는 와이어이고 프레스는 증기공급용 장비에 제공된다.

도 2는 본 발명의 2단계용 가열된 벨트프레스이고 벨트는 고형강벨트이고 준비된 벨트프레스에서 유입구전에 일어난다.

도 3과 4는 단계1에 따라 제조된 보오드의 밀도 프로파일이다.

도 5는 단계 1과 2에 따라 제조된 보오드의 밀도 프로파일을 나타낸다.

본 발명의 한가지 목적은 링고셀룰로오즈 재료의 보오드를 연속 프레스하는 방법을 제공하는데 이 방법은 증기 가열의 장점을 이용할 수 있게 하고 이는 장비가 더 작은 프레스 표면과 더 낮은 프레스력 예로써 저가의 그리고 가열판 없이도 된다는 것을 의미한다. 이로써 롤러테이블이 있는 본 정밀도 해결은 제거되고 이는 장비가 여전히 저가가 되고 소요의 밀도 프로파일을 얻는 가능성은 여전히 남아 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 유연성있는 제조공정이 가능하여 상이한 밀도 프로파일과 표면 성질은 새로운 방식으로 형성될 수 있고 따라서, 보드에 대한 응용의 새로운 분야를 만들 수 있다.

본 발명에 따르면, 프레스는 2단계로 실행되는데 제 1단계에서 보오드는 균일한(직선) 밀도프로파일이 제공되고 제 2단계에서는 표면층의 밀도가 형성되고 증기는 제 1단계에서 보오드를 가열하는데 사용된다.

제 1단계에서 매트는 중간밀도로 압착되고 스팀이 공급된 후에 매트는 제 1단계의 최종밀도로 압착된다. 그 다음 보오드는 보유부분에서 전체적으로 또는 부분적으로 경화된다.

제 2단계에서 표면층은 실제 열과 압력에 의해 영향을 받고 표면층은 소요의 깊이와 증가된 밀도의 표면층을 얻는데 충분히 긴시간 동안에 연화된다. 2단계에서 처리는 몇 가지 방식으로 준비되는데, 수득될 최종 생산물에 따라 달라질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 섬유들은 원래 이와같은 조성물을 가지는 접착제로 접착되는데 1단계에서 보오드를 생산하기에 충분한 결합이 수득되고 표면층에서 최종결합은 2단계에서 열과 압력처리에 의해 일어난다.

또 다른 실시예에서 보오드는 세층의 보오드로 형성되는데, 중앙층은 1단계 동안에 경화되고, 표면층의 접착제는 완전하게 아직 경화되지는 않았다.

제3 실시예에서, 2단계에서 표면층의 연화는 접착제, 표면-밀봉제 또는 다른 화학물을 포함할 수 있는 액체를 공급함으로써 일어날 수 있다.

제4의 실시예에서 제조된 보오드에서 표면층은 각 표면에 공급되는 제어된 기체 또는 증기에 의해 기체 또는 증기로 처리될 수 있다.

또 다른 실시예에서 그 단계에서 연화과정은 공지의 연화효과를 가지는 화학물질에 의해 실행될 수 있다.

본 발명에 따르는 방법은 통상의 보오드 프레싱과 비교할 때 근본적으로 상이한데, 소요의 중앙밀도를 가지고 최종 프레스를 받게 되며 이를 재형성시키기 위해 하는 방법은 이미 경화된 질을 떨어뜨리지 않는다. 따라서 수득된 공정은 더 낮은 압력과 더 짧은 시간에 프레스를 가능하게 한다(더 적은 총압력 표면). 제 1단계에 따른 공정의 적절한 실시예에서, 형성 장소로부터 나오는 매트(매트는 압착되지 않을 수도 있거나 또는 벨트전이를 더 잘조정하고 좀더 용이하게 가능한 금속을지시하기를 원하는 경우 별도의 벨트 선-프레스에서 냉각-프레스될 수 있다)는 우선 와이어가 있는 롤러프레스의 프레스 유입구에서 밀도가 150-500kg/m³이 되도록 우선 프레스되고 그 다음 증기 체스트 또는 스팀 롤러를 경유하여 표면을 통해 공급된다. 따라서, 매트는 한 쌍의 롤러에 의해 최종두께의 약간아래에서 연속적으로 프레스될 수 있고 그 다음 매트는 롤이 있는 보유부분(계산지역)에서 연장되고 경화된다. 롤러프레스는 가열되고 증기가 공급될 때 응축되는 것을 피할 수 있다. 최종두께이하로 약간의 과-압착을 함으로써 보유부분에서 요구되는 표면 압력이 상당히 낮아지고 따라서, 프레스는 가벼운-중량구조물로써 고안될 수도 있다. 링고셀룰로오스 보오드의 제조시에 이미 공지된 프레스와는 대조적으로 1단계에서 보유부분에 있는 사실에도 불구하고 높은 밀도에서 우수한 성능을 가지는 보오드를 얻기 위해서는 공정-기술측면에서도 발견할 수 있다.

연속 롤러프레스에서 증기가 연속적으로 공급될 때 그리고 매트를 가열하는데 요구되는 양을 초과하는 소량의 잉여분 증기가 추가되고 따라서, 매트에 포함된 모든 공기는 유입구 뒤쪽으로 프레스되고 이는 매트에서 모든 부분이 가열되었다는 것을 확실히 해준다.

또 다른 실시예에서 증기 체스트 또는 흡입박스는 보오드 온도, 수분 포함된 압력을 조정하기 위해 보유부분에 배열될 수 있다.

제 1단계에서 프레스된 보오드는 보오드가 2단계에서 만들려고 할 때 또는 표면처리용으로 2단계로 직접 이동할 때 중간 저장으로 진행될 수 있다.

2단계에 공정의 적절한 실시예에서 보오드는 뜨거운 롤의 하나 또는 몇 개의 쌍을 통과하고 따라서 표면층은 성공적으로 가열되고 롤의 온도와 직선 적하물 때문에 추가로 압착될 수 있다. 보오드용으로 적용하는 분야에 따라 처리는 개량된 페인트성 a.o를 위한 얇은 "스킨"만을 만들기 위해 중간압력에서 처리는 몇 개의 프레스 닙스로 구성되고, 증가된 표면밀도를 가지는 더 두꺼운 표면층이 필요한 경우 더큰 직선 부하가 있는 다수의 프레스 닙스로 구성된다. 이렇게 처리함으로써 전술한 글라인딩은 감소되거나 또는 제거될 수 있고 이 결과 실제로 세이빙이 된다. 2단계 공정에서 중요한 것은 롤링온도가 공지의 방식 적절하게는 뜨거운 오일 가열에 의해 정확하게 제어될 수 있다.

표면층에서 소요의 효과를 개선하기 위해 전술한 것과 같이 표면층이 롤유입 전에 준비될 수 있다.

2단계의 또 다른 실시예에서 2단계에 따른 프레스는 또 다른 강벨트에 제공된다. 한쌍 롤 사이에 보드로부터 손실되는 열은 감소되고 따라서 소요의 효과는 좀더 용이하게 얻을 수 있으며, 또는 더 적은 수의 롤 닙스가 요구된다.

도 1에서는, 벨트프레스(1)의 측면그리으로써 2단계의 실시예를 나타내는데 공지의 방식으로 드리이브 롤러(2), 스트레칭 롤러(3), 가이드 롤러(4) 그리고 조정가능한 유입구 부분(5)이 있는 유입구 롤러(6), 스팀 롤러(7), 압착 롤러(8) 그리고 보유 부분(10)에 있는 롤러(9) 그리고 주변 와이어(11) 또는 천공된 스틸벨트가 있는 와이어가 제공된다. 유입구 부분(5)에서 매트는 150-500kg/m³적절하게는 250-400kg/m³에서 예정된 밀도로 압착되고 그 다음 스팀 롤러(7)를 통과한 후 1∼6기 압증기가 100℃를 통하여 메트를 가열하기에 충분한 양으로 와이어와 접촉하면서 섹터에 주입되고 모든 포함된 공기는 밀려나온다. 메트의 압착 저항성은 따라서 상당히 감소되고 압착 롤러(8)와 보유 부분(10)에서의 압착은 매우 작은 힘으로 지속된다. 보유 부분(10)에서 접착제는 경화되고 밀도가 150-900kg/m³적절하게는 500-700kg/m³의 균일한 밀도 프로파일의 보오드가 얻어진다. 얇은 보오드의 제조시에 800-900kg/m³의 더 높은 밀도가 사용될 수 있다.

스팀 롤러(7)에 또 다른예로는 통상의 흡입박스(12)가 사용될 수 있다.

유사한 방식으로, 통상의 스팀체스트와 진공박스는 보오드의 경화동안에(보오드타입 a.o에 따라)충분히 높은 온도를 보장하기 위해 제어된 압력에서 증기공급함으로써 보유부분(도면에 나타내지 않음)에 사용될 수 있고, 잔류수분을 조절하고, 보유부분의 유출구단부에 초과량의 증기를 제거하기 위해 진공을 공급하는데 사용될 수 있다.

도2에서는, 단계2의 실시예를 나타내는데 드라이브 롤러(13), 스트레치와 유도 롤러(14), 전도 롤러(15), 압착 롤러(15) 그리고 눈금지역(18)에서 롤러(17)와 강벨트(19)가 있는 벨트프레스(20)를 나타낸다. 단계1에서 제조된 보오드는 준비지역(21)을 통하여 도면에서 좌측으로부터 공급되고 이때(상기에서와 같이 필요할 경우), 소요 결과에 적합한 측정을 취하고 그 다음 보오드는 벨트프레스 내로 삽입된다. 전도 롤러(15)의 위치를 조정하여 보오드와 뜨거운 철강벨트 사이에 접촉시간은 주요압착이 롤러(16)에 일어나기전에 조정할 수 있고 보오드의 표면층은 추가적으로 가열된다. 롤러(16)에서 표면층의 압착시에 프레스힘은 감소된다. 표면층의 연속적인 압착은 눈금지역(18)에서 하나의 닙프에서 또 다른 닙프로 연속적으로 일어날 수 있다.

유리형성온도이상에서 적어도 50_°온도에서 처리시에 표면층에서 수득되는 경우 물질은 용이하게 압착될 수 있다.

도 3에서 균일한 매우 낮은 밀도(평균 밀도 174kg/m³)을 나타내는데 단계1에 따른 방법에 의해 제조될 수 있다. 증기 공급시에 밀도는 200kg/m³이다.

도 4에서 평균밀도 677kg/m³의 섬유 보오드를 나타내고 이 또한 단계 1에 따른 방법에 의해 제조될 수 있다. 증기 공급시에 밀도는 300kg/m³이다.

2경우에, 내부결합강도는 동일밀도의 약간 미리 경화된 양호한 표면을 가지는 통상의 보오드에 상응하는 것으로 수득된다.

도 5에서는 도 4와 유사한 균일한 밀도를 가지는 1단계에 따라 제조된 섬유보드를 나타낸다. 따라서 2단계에서 강벨트가 있는 롤러프레스에서 프레스된 후에 다음과 같은 데이터를 가질 수 있다.

증기는 롤러프레스 전에 보오드 표면 내로 주입될 수 있다. 강벨트 온도는 270℃, 압착롤러에서 최대압력은 60바(bar)이다.

다른 실시예로써 제 1단계에서 압착된 보오드는 제2단계로 이동되기 전에 중간에 저장되게 하거나, 제1단계에서 압착된 보오드는 제2단계로 직접 이동되거나, 섬유물질은 접착제로 접착하여 제1단계에서 보오드를 생산하기에 충분한 결합력을 가지나 제2단계에서는 처리하기 전에 표면층에서 최종 결합력을 가지지 못하는 것도 또한 가능하다.

실시예는 전술한 것에 한정하지 않고 본 발명의 영역 안에서 다양해질 수 있다.

Claims (3)

1. 링고셀룰로오즈 섬유물질로부터 보오드의 연속제조 방법에 있어서,

   물질은 입자 또는 섬유로 분해시키고, 건조시키고, 접착제를 발라 매트를 형성하게 하고 최종 보오드로 압착시키는데 제1단계에서 형성된 매트는 증기를 통하여 가열시키고 실제 균일한 밀도를 가지는 부분적으로 경화된 보오드로 압착시키고 그 다음 제2단계에서 보오드의 표면층은 더 큰 밀도로 압착되고 눈금부분에서 경화되어 최종보오드로 되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   제1단계에서 매트는 최종두께이하로 압착되고 그다음 최종두께로 확장되고 눈금지역에서 경화되고 제2단계로 옮기기전에 두께를 유지시키는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   제1단계에서 증기가 공급되고 매트에 포함된 공기는 매트를 통하여 뒤쪽에서 압착되는 것을 특징으로 하는 방법.