SE504221C2 - Förfarande för framställning av lignocellulosahaltiga skivor - Google Patents

Description

504 221 2 Metoden att införa värme till skivan via värmeledning gör också att uppvärmningen tar relativt lång tid vilket resulte- rar i långa presslängder (stora pressytor), pressar upp till ca 40 m längd har levererats. Dessutom är det med kända konti- nuerliga pressar ej praktiskt möjligt att få pressens värme- plattor att bli tillräckligt flexibla, varför densitetsprofi- len ej kan utformas med lika stor frihet som vid en taktpress- ning. Även en annan metod för skivtillverkning baserad på att ånga införs mellan värmeplattorna i en taktpress har vunnit begränsad spridning. Eftersom materialet värms upp sekundsnabbt när ånga tillförs kan uppvärmningstiden förkortas radikalt. Dessutom minskar det motstånd som materialet gör mot kompression mycket kraftigt när ånga har tillförts. Detta är positivt och innebär att pressen skulle kunna göras med mindre presskraft och avsevärt kortare (mindre pressyta). För att erhålla en önskade egenskaper på en skiva tillverkad enligt denna metod har man dock måst tillämpa konventionell presstek- nik med höga yttryck och värmeledning från konventionella värmeplattor i början av presscykeln, varvid man efter lång uppvärmningstid uppnått ett ytskikt med hög densitet. Först därefter har man kunnat blåsa in ånga för att genomvärma skivans mittparti. Härigenom har man skapat problem dels därför att man måste blåsa igenom ångan genom det nyss bildade ytskiktet med hög densitet, dels därför att presstiden har förlängts avsevärt under perioden med höga tryck och värmeled- ning. Allt detta medför att en ångpress som arbetar enligt detta koncept får avsevärt lägre kapacitet alternativt större pressyta samt kräver större presskraft än vad som erfordras om jämn densitet eftersträvades.

Vid samtliga nämnda tillverkningsmetoder uppstår ett mjukt ytskikt med lägre hållfasthet, oacceptabel målbarhet etc, vilket innebär att detta skikt måste slipas bort. Härige- nom fås en materialförlust på 5-15% beroende på skivtyp, tjocklek etc.

Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en ny tillverkningsprocess för kontinuerlig pressning av skivor av 504 221 3 lignocellulosabaserat material som bättre gör det möjligt att utnyttja fördelarna med ånguppvärmning, vilket innebär att utrustningen då kan göras med avsevärt mindre pressyta och med lägre presskraft, dvs billigare, och dessutom utan värmeplat- tor, vilket eliminerar nuvarande precisionslösningar med rullbäddar, vilket ytterligare förbilligar utrustningen, och därigenom huvudsakligen åstadkomma en skiva med jämn densi- tetsprofil, som antingen kan användas i detta skick eller kan vidareförädlas.

Enligt uppfinningen genomförs pressningen i ett grundläggande utförande så att den formade mattan genomvärms med ånga och därefter komprimeras till nära slutlig tjocklek varefter den pressas till en hanterbar skiva med jämn densi- tetsprofil eller med något förhöjd ytdensitet.

Enligt ett utförande komprimeras mattan till måttlig densitet varefter ånga tillföres. Därefter komprimeras mattan ytterligare till över slutlig densitet varefter mattan får expandera något och härda ut i sådan grad att en hanterbar skiva erhålles.

En föredragen utföringsform för processen är att den från formningen kommande mattan (som kan vara oförpressad eller kallförpressad i en separat bandförpress om man har önskemål dels att bättre klara bandövergångar och dels att lättare kunna indikera ev. metall) först komprimeras i ett pressinlopp till en valspress försedd med viror till densitet 150-700 kg/m3 varefter gas eller ånga av kontrollerat tryck och överhettningsgrad tillföres genom ytorna via ånglåda(or) och/eller ångvals(ar). Härefter komprimeras mattan successivt vidare till mindre än sluttjocklek med hjälp av valspar var- efter den får expandera i ytterligare valspar varefter skivan härdar ut. Valspressen bör även vara uppvärmd så att kondensa- tion undvikes vid ångtillförseln. Avsikten med kompressionen till tjocklek mindre än den slutliga är att komprimera mattan hårt så att mindre laster erhålles i följande valspar. Detta förfarande är önskvärt för att minska lasterna på maskinen men ej nödvändigt för processen. 504 221 4 Komprimeringen av mattan har betydelse för densi- tetsprofilen hos den pressade skivan. Genom att reglera den mattdensitet vid vilken ånga tillförs kan ytdensiteten hos skivan styras. En ökning av mattdensiteten innebär att den pressade skivans densitet ändras från en jämn densitetsprofil till en densitetsprofil med förhöjd ytdensitet. En sådan ökning av mattdensiteten innebär dock ett större kompressions- arbete i mattans inloppszon.

I en alternativ utföringsform av uppfinningen genom- värms mattan på sätt som ovan men fortsatt kompression i en kalibreringssektion sker ej längre än till nära sluttjocklek, varefter skivan utsätts för hög värme och linjelaster i en hetkalandreringssektion. Härigenom erhålls en skiva med för- höjd ytdensitet.

I detta utförande komprimeras mattan i inloppskilen till måttlig densitet varefter ånga tillföres på liknande sätt som ovan. Härefter komprimeras mattan ytterligare till nära sluttjocklek och får delvis härda ut i en kalibreringssektion, varvid skivan blir tillräckligt stabil för fortsatt transport till en hetkalandreringssektion, där skivan komprimeras mellan valspar under värme och tryck till hög densitet, varefter den får återfjädra till slutlig densitet i utloppet.

I motsats till alla tidigare kända pressar för att göra lignocellulosabaserade skivor har det visat sig process- tekniskt möjligt att erhålla skivor med goda egenskaper även vid höga densiteter trots att ej värmeplattor används.

Vid användning av förfarandet enligt uppfinningen sker ångtillförseln kontinuerligt. Om ett litet överskott av ånga utöver den mängd som erfordras för uppvärmningen av mattan tillsätts, säkerställs att all i mattan innesluten luft pres- sas bakåt i inloppet, varigenom vidare säkerställs att alla delar av mattan blir uppvärmda.

Uppfinningens närmare kännetecken framgår av patent- kraven.

I det följande skall uppfinningen beskrivas ytterliga- re i anslutning till figurerna som visar en tillämpning av uppfinningen. 504 221 5 Pig. 1 visar en uppvärmd bandpress med ångtillförsel; Pig. 2 visar densiteten i tjockleksriktningen hos en skiva.

Figur 1 visar en sidovy av en utrustning enligt upp- finningen med en bandpress 1 och en hetkalandreringssektion 13. Bandpressen 1 är på känt sätt försedd med drivvalsar 2, sträckvalsar 3, styrvalsar 4 och en ställbar inloppsdel 5 med inloppsvalsar 6, åtminstone en ångvals 7, åtminstone en komp- rimeringsvals 8, kalibreringsvalsar 9 i kalibreringssektion 10 samt omgivande vira 11, alternativt hålat stålband med vira. I inloppsdelen 5 komprimeras mattan till en förutbestämd densi- tet i området 150-700 kg/m3, företrädesvis i området 250-500 kg/m3 vid passagen förbi ångvalsen 7, varvid ånga av 1-6 bar inblåses i en sektor i kontakt med viran i tillräcklig mängd för att genomvärma mattan till 100°C och driva ut all inneslu- ten luft. Härvid minskar mattans kompressionsmotstånd signifi- kant och fortsatt kompression i komprimeringsvalsen 8 och kalibreringssektionen 10 kan göras med mycket små krafter.

I ett alternativt utförande kan en konventionell ånglåda användas i kalibrersektionens början för att säker- ställa tillräckligt hög temperatur under skivans uthärdning (beroende av skivtyp mm).

I och med att enbart valsar används är överskottsånga fri att avgå genom viran och någon vakuumavsugningszon behövs därför normalt ej i slutet av kalibreringssektionen. I ett alternativt utförande kan vakuumlåda installeras för att underlätta reglering av restfukt och avflashning av över- skottsånga.

Som alternativ eller komplement till ångvalsen 7 kan en eller flera konventionella ånglådor användas.

Om önskemål föreligger att förbättra densitet och täthet etc hos ytskiktet och/eller finkalibrera skivans tjock- leksmått och/eller förse skivorna med passande mönster eller ytstruktur kan skivan få passera ett avsnitt med en eller flera hetkalandreringsvalsar 13 med hög yttemperatur, eventu- ellt föregånget av ett avsnitt 12 där lämplig ånga, gas eller vätska kan tillföras som förpreparering. Hetkalandreringsval- sarna kan i ett alternativ vara omgivna av ändlösa stålband. 504 221 6 Som nämnts kan man uppnå jämn densitetsprofil genom att tillföra ångan vid låg eller måttlig mattdensitet och utan ytterligare behandling i hetkalandreringsvalsar. I figur 2 visas en densitetsprofil som kan åstadkommas vid tunna skivor (i exemplet 3 mm), huvudsakligen genom att skivan fått passera nämnda hetkalandreringsvalsar. Ytterligare högre ytdensitet- stoppar kan åstadkommas med en hetkalandreringssektion med valspar omslutna av heta stålband, varvid skivan i hetkalan- dreringssektionen komprimeras till en ytdensitet som är något högre än önskad slutlig ytdensitet vid hög temperatur (150- 300°C) och härvid får passera ett antal valspar och därefter får expandera till slutlig tjocklek.

Uppfinningen är inte begränsad till de beskrivna utföringsformerna utan kan varieras inom ramen för uppfin- ningstanken.

Claims (8)

504 221 7 Patentkrav

1. Förfarande för kontinuerlig framställninng av skivor av lignocellulosahaltigt material där materialet sönderdelas till partiklar och/eller fiber, torkas, belimmas och formas till en matta samt pressas till en färdig skiva, k ä n n e t e c k n a t av att den formade mattan genomvärms med ånga och därefter komprimeras till nära slutlig tjocklek varefter den pressas till en hanterbar skiva i en kalibre- ringssektion.

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att densiteten regleras hos den formade mattan innan den genomvärms med ånga för styrning av ytdensiteten hos den pressade skivan.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att mattan efter genomvärmning med ånga komprimeras till under slutlig tjocklek och därefter får expandera till slutlig tjocklek när den går in i kalibrerings- sektionen.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att mattan komprimeras med valsar varvid ångan tillsätts i en mängd utöver den som erfordras för genomvärmningen, varigenom i mattan innesluten luft pressas bakåt i mattan.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t av att pressningen i kalibrerings- sektionen utföres med pressvalsar, varvid i mattan kvarvarande ånga tillåts avgå mellan pressvalsarna.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att ytterligare ånga tillföres i kaliberingssektionens början för att säkerställa tillräckligt hög temperatur under skivans uthärdning. 504 221 8

7. Förfarande enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t av att skivan efter kalibreringssek- tionen utsättes för hetkalandrering för finkalibrering och/el- ler modifiering av skivans ytskikt.

8. Förfarande enligt kravet 7, kä n n e t e c k n a t av att skivan vid hetkalandreringen komprimeras till en yt- densitet som ligger något över den önskade slutliga ytdensite- ten.