Способ производства волокнистых изделий и технологическая линия для его осуществления

 

Использование: деревообрабатывающая промышленность, в частности производство волокнистых изделий. Сущность изобретения: приготовление гидромассы осуществляют с введением искусственных волокон и пенообразователя, отлив ковра выполняют из волокнистой пеномассы, а в качестве связующего используют клей из группы олигомеров. Технологическая линия для осуществления способа имеет узел подготовки искусственного волокна, приспособление для образования пеномассы и отливную камеру с узлом вакуумирования. 2 с. и 25 з. п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, и в частности к производству волокнистых изделий.

Изобретение может быть использовано для изготовления древесноволокнистых плит из отходов целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности, растительного сырья, а также для переработки волокнообразных отходов химической промышленности.

В промышленности переработки вторичного сырья наиболее актуальной является переработка отходов химической промышленности, имеющих вид мельчайших волокон, использование которых для производства изделий позволяет улучшить экологию планеты. Переработка мельчайших волокон, скапливающихся вокруг химических предприятий, также позволяет оказать благоприятное влияние на чистоту воздуха и санитарное состояние окружающей среды. Однако в известных промышленных способах переработки отходов деревообрабатывающей и химической промышленности используют чаще всего волокна растительного происхождения, а искусственные волокна и их отходы чаще всего направляют на свалки, на захоронение или сжигание. Устройства, используемые для реализации известных способов производства, как правило, имеют очень сложную конструкцию.

Известен способ производства волокнистых изделий [1] по которому приготовление гидромассы производят на основе подготовки растительного древесного волокна. Устройство для реализации указанного способа производства волокнистых изделий содержит емкости для гидромассы, узел отлива ковра и узел его термообработки.

Однако указанным способом нельзя производить волокнистые изделия низкой плотности и относительно высокой биостойкости, поскольку растительное древесное волокно содержит клетчатку 35 50% гемицеллюлозу 23 30% пентозанов 20 27% лигнина 16 26% и экстрагируемых органических растворителей 2 9% Известен также способ производства волокнистых изделий, заключающийся в том, что распускают в воде волокнистые полуфабрикаты, готовят гидромассу со связующим и добавками, отливают ковер, ведут его термообработку и выгрузку изделия [2] Устройство для реализации указанного способа содержит взаимосвязанные между собой гидроразбиватель, узел отлива ковра и узел его термообработки.

Плотность изделий, полученных указанным способом, составляет 250 350 кг/м³, кроме того, полученное изделие обладает относительно низкой биостойкостью, легко воспламеняется и хорошо горит, а также быстро разбухает и разрушается под действием влаги.

Задача изобретения создание способа производства волокнистых изделий из смеси, состоящей из частиц растительного происхождения, приготовления гидромассы с введением в нее искусственных волокон и пенообразователя, а также выполнение отлива ковра из волокнистой пеномассы, обеспечивающей прочное сцепление между отдельными волокнами, и исключение разрушения под действием влаги, что позволяет получить нетоксичные относительно легкие волокнистые изделия.

Кроме того, задачей изобретения является создание смеси для реализации указанного способа, а также технологической линии.

Целесообразно, чтобы связующее выбирали бы из группы неорганических клеев, в количестве 1 20 мас. полезно, чтобы в качестве пенообразователя использовали поверхностно активные органические вещества 0,1 10 мас. чтобы пенообразователь выбирали из группы флотационных реагентов, 0,1 10 мас. чтобы в качестве связующего использовали сульфатную целлюлозу, 1 20 мас. чтобы пенообразователь выбирали из группы моющих средств, 0,1 10 мас.

Задача решается также тем, что волокнистая смесь для осуществления способа производства прессованных изделий, содержащая волокнистую массу, связующее и добавки, согласно изобретению волокнистая масса содержит искусственные волокна и пенообразователь.

Задача решается также тем, что технологическая линия для осуществления способа производства волокнистых изделий содержит взаимосвязанные между собой узлы подготовки волокна, отливной короб, вакуумную камеру с сетчатым поддоном для размещения на нем ковра волокнистого изделия, согласно изобретению узел подготовки волокна снабжен приспособлением образования пеномассы, которое смонтировано над отливным коробом и выполнено в виде дополнительно установленного гидроразбивателя.

Целесообразно, чтобы приспособление образования пеномассы содержало дополнительные трубопроводы ввода клеев из группы олигомеров. Полезно, чтобы приспособление для образования пеномассы содержало дополнительные трубопроводы ввода сжатого воздуха, чтобы приспособление образования пеномассы содержало трубопровод введения поверхностно активных органических веществ, чтобы приспособление для образования пеномассы было выполнено совмещенным с узлом подготовки волокна, что позволит улучшить теплофизические показатели и повысить биостойкость волокнистых изделий, а также сократить расход растительного волокна.

Задача решается тем, что в способе производства волокнистых изделий, заключающемся в том, что подготавливают волокна и гидромассу со связующим и добавками, отливают ковер, его термообрабатывают и выгружают изделия согласно изобретению, приготовление гидромассы осуществляют с введением в нее искусственных волокон и пенообразователя, а отлив ковра выполняют из волокнистой пеномассы.

Целесообразно, чтобы искусственные волокна были бы выбраны из группы высокомолекулярных соединений, чтобы в качестве искусственных волокон были выбраны волокна из группы полиэтилена в количестве 3-99, мас. чтобы искусственные волокна были бы выбраны из группы полистирола 3-99, мас. чтобы в качестве искусственных волокон были бы выбраны волокна из группы поливинилхлорида 3-99, мас. чтобы искусственные волокна были бы выбраны из группы полиамидов 3-99, мас. чтобы в качестве волокон были бы выбраны волокна из группы полэтилентерефталата 3-99 мас. чтобы волокна были бы выбраны из группы полиакриланитрила 3-99 мас. чтобы волокна были бы выбраны из группы полиуретанов 3-99 мас. чтобы волокна были бы выбраны из группы поливинилового спирта 3-99 мас% Полезно, чтобы волокна были бы выбраны из группы поливинилхлорида 3-99 мас. чтобы волокна были бы выбраны из группы полиолефинов 3-99 мас. чтобы волокно было бы выбрано из группы полиэфиров 3-99% чтобы в качестве связующего выбирали бы клеи из группы олигомеров 1-20 мас. чтобы связующее выбирали из группы полимеров 1-20 мас.

На чертеже изображена технологическая линия производства волокнистых изделий.

Предлагаемый способ производства волокнистых изделий, например, тепло-, звукоизоляционных плит, осуществляется следующим образом.

Вначале подготавливают наполнитель и связующее. В качестве наполнителя используют искусственные волокна, например полиамидное волокно шерстяного типа, полиэфирное волокно хлопкового типа, полиэфирное волокно мехового типа или их отходы, либо смеси полиэфирных и полиамидных волокон, или смеси натуральных и искусственных волокон.

В качестве связующего используют поливинилацетатную дисперсию ПВА либо полиакриламид-гель, либо целлюлозу сульфатную, затем готовят гидромассу путем перемешивания связующего и наполнителя и одновременно вводят пенообразователь, например моющее средство "Прогресс" по ТУ 38-10719, после чего пеномассу подают на отлив ковра волокнистого изделия, отливают ковер и производят его термообработку.

Возможен вариант, когда в качестве связующего дополнительно используют вещество из группы олигомеров, олигоэфиркрилатов. В качестве связующего можно использовать клеи из группы неорганических клеев алюмофосфатные, керамические оксиды магния, алюминия, кремния и щелочных металлов, силикатные, основа калиевое или натриевое жидкое стекло.

Все вещества, перечисленные в качестве связующего, не токсичны для человека, поэтому нетоксичны и изделия, полученные заявленным способом.

Для придания полученному изделию улучшенных теплофизических показателей, связанных со снижением плотности, в наполнитель вводят пенообразователь, например натриевые или калиевые мыла жирных и смоляных кислот. При отливе ковра возможен вариант формирования на кромках ковра элементов взаимосвязи: шпунта и гребня, выступов и впадин, четвертей и др.

Возможен вариант сочетания искусственных волокон, например отходов полиэфирных волокон, количество которых соответственно составляет, кг/м³: 0,0, 0,5, 1,5, 3,0, 3,0; древесных волокон: 3,0, 2,5, 1,5, 0,0; 0,0, связующего во всех случаях 0,4, пенообразователь: 0, 0,6, 0,6, 0,6; 0, воды во всех случаях 30, при этом плотность волокнистого изделия составила соответственно: 210, 60, 42, 20, 108.

Технологическая линия для производства волокнистых изделий содержит взаимосвязанные между собой узлы подготовки волокна 1 с приспособлением фракционирования 2, смеситель 3, отливную камеру 4 с узлом вакуумирования 5 и поддоном 6 для ковра 7 и изделия 8, при этом линия имеет установленное над отливной камерой 4 приспособление для образования пеномассы 9 с дополнительными трубопроводами ввода клеев 10, сжатого воздуха 11 и пенообразователя 12.

Целесообразно, чтобы узел подготовки волокна 1 был выполнен в виде приемного бункера 13 с донным транспортером 14, поперечными 15 и продольными 16 ворошителями, чтобы узел вакуумирования был вертикально подвижным, чтобы поддон был ленточным со смещенными друг относительно друга перфорациями 17, чтобы приспособление образования пеномассы 9 было совмещенным со смесителем 3 узла подготовки волокна 1, чтобы узел вакуумирования 5, поддон 6, отливная камера 4 и узел подготовки волокна 1 были размещены соответственно друг над другом, чтобы поддон 6 для ковра 7 и изделия 8 имел съемные расположенные по его периметру 18, формирующие зоны соединения 19 изделий 8 между собой вкладыши 20, а за камерой 4 был установлен узел термообработки 21.

Работа технологической линии и соответственно выполнение способа производства волокнистых изделий осуществляется следующим образом.

Искусственные волокна подают на узел подготовки волокна 1, где их пропускают через приспособление фракционирования 2 и затем готовят гидромассу с введением связующего, гидромассу затем перемещают в приспособление образования пеномассы 9, вводят моющее средство "Прогресс" и уже пеномассу подают в отливную камеру 4, где на поддоне 6 формируют с помощью узла вакуумирования 5 ковер 7, который перемещают в узел термообработки 21, после чего изделие 8 с поддона 7 снимают и цикл повторяют.

При этом изделия 8, имеющие плотность от 10 до 35 кг/м³, имеют следующие показатели (таблица).

Целесообразно, чтобы в качестве связующего использовали стекло неорганическое силикатное, стекло неорганическое, порошки минеральные из группы окиси магния, минеральные порошки из группы окиси кальция, минеральные порошки, сульфатную целлюлозу, чтобы пенообразователь выбирали из группы легкокипящих жидкостей, чтобы пенообразователь выбирали в виде порошка алюминиевой пудры со щелочными веществами, чтобы в качестве пенообразователя принимали порофор, чтобы пенообразователь выбирали из группы порообразователей, из группы вспенивающихся неорганических и органических веществ, из группы флотационных реагентов, из группы моющих средств, из группы поверхностно-активных органических средств, чтобы связующее выбирали из группы неорганических клеев, из группы полимеров, и из группы олигомеров, чтобы волокна выбирали из отходов искусственных волокон, чтобы волокна наполнителя выбирали из отходов смеси искусственных и растительных волокон.

Формула изобретения

1. Способ производства волокнистых изделий, включающий фракционирование волокнистого наполнителя, перемешивание наполнителя со связующим и добавками, формование ковра из полученной гидромассы, его термообработку и выдержку изделий, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют искусственные волокна, в качестве добавки пенообразователь, волокнистый наполнитель используют разнофракционный, а в качестве связующего используют клеи из группы олигомеров.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы высокомолекулярных соединений.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы полиэтилена.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы полистирола.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы поливинилхлорида.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы полиамидов.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы полиэтилентерефталата.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы полиакриланитрила.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы полиуретанов.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы поливинилового спирта.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы полиолефинов.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна выбирают из группы полиэфиров.

13. Способ по пп.1 12, отличающийся тем, что волокна готовят из смеси искусственных волокон.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пенообразователя используют поверхностно-активные органические вещества.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пенообразователя выбирают моющие средства.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пенообразователя выбирают флотационные реагенты.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что пенообразователь выбирают из группы вспенивающихся неорганических и органических веществ.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что пенообразователь выбирают из группы порофор.

19. Способ по п.1, отличающийся тем, что пенообразователь выбирают из группы легкокипящих жидкостей.

20. Способ по п.1, отличающийся тем, что пенообразователь выбирают в виде порошка алюминиевой пудры с щелочными веществами.

21. Технологическая линия для производства волокнистых изделий, содержащая взаимосвязанные между собой узлы подготовки волокон с приспособлением фракционирования, смеситель, отливную камеру с узлом вакуумирования и поддоном для ковра и изделия, отличающаяся тем, что технологическая линия имеет установленное над отливной камерой приспособление образования пеномассы с дополнительными трубопроводами ввода клеев, сжатого воздуха и пенообразователя.

22. Линия по п.21, отличающаяся тем, что узел подготовки волокна выполнен в виде приемного бункера с донным транспортером, поперечными и продольными ворошителями.

23. Линия по п.21, отличающаяся тем, что узел вакуумирования выполнен вертикально подвижным.

24. Линия по п.21, отличающаяся тем, что поддон выполнен ленточным со смещенными одна относительно другой перфорациями.

25. Линия по п.21, отличающаяся тем, что приспособление образования пеномассы выполнено совмещенным со смесителем узла подготовки волокна.

26. Линия по пп.21 25, отличающаяся тем, что узел вакуумирования, поддон, отливная камера и узел подготовки волокна размещены соответственно друг над другом.

27. Линия по пп.21, 24 и 26, отличающаяся тем, что поддон для ковра имеет съемные расположенные по его периметру, формирующие зоны соединения изделий между собой вкладыши.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2