СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТОЙ ПАНЕЛИ Российский патент 2021 года по МПК B27N3/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к способу изготовления древесноволокнистой панели, в частности спрессованной под давлением компактной панели, плотность которой предпочтительно превышает 1200 кг/м³. Такие панели используются, например, в качестве фасадных плит, в санитарных зонах или в производстве мебели. Специальные разработки изобретения относятся к способу изготовления огнестойкой древесноволокнистой панели.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из предшествующего уровня техники известно множество древесноволокнистых панелей, в частности так называемых древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ) (MDF - от англ. «medium density wood fiber board») или древесноволокнистых плит высокой плотности (ХДФ) (HDF - от англ. «high density wood fiber board)». Такие плиты используются, например, в качестве базовых элементов или несущих плит для изготовления мебели или напольных покрытий. Обычно верхнюю сторону изготовленной из МДФ или ХДФ несущей плиты, а также, при необходимости, ее нижнюю сторону, покрывают декоративной бумагой, пропитанной меламиновой смолой. Смолы отверждаются под действием тепла и давления, образуя стойкую к истиранию и твердую поверхность. Для повышения стойкости к истиранию перед прессованием к поверхности могут добавляться стойкие к истиранию частицы, в частности, корунд.

Для случаев применения с особенно высокими требованиями к механическим свойствам изготавливается так называемый компактный ламинат в соответствии со стандартом EN 438. С этой целью крафт-бумага, обычно плотностью от 150 до 250 г/м², пропитывается фенольными смолами (например, бумага плотностью 150 г/м² после пропитки имеет плотность 218 г/м²), разрезается по заданному размеру и укладывается в несколько слоев друг на друга. Наружные слои обычно состоят из декоративной бумаги, пропитанной меламиновой смолой. Затем этот пакет прессуется в многоярусных прессах между стальными листами при удельном давлении от 7 до 10 МПа и температурах, обычно составляющих от 140 до 170°С. Сопутствующие затраты очень велики: например, когда крафт-бумага плотностью 150 г/м² используется для получения компактной плиты толщиной 13 мм, необходимо сложить в стопку приблизительно от 70 до 80 листов.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является усовершенствование уровня техники путем сочетания двух описанных выше технологий и, в частности, путем обеспечения более экономичного способа изготовления древесноволокнистой панели или, более конкретно, компактной панели, обладающей характеристиками в соответствии со стандартом EN 438, т.е. высоким качеством, стабильностью размеров и механической устойчивостью. В соответствии с настоящим изобретением в другом его аспекте, обеспечивается способ изготовления компактной панели, обладающей высокой огнестойкостью, т.е. огнеупорной. Эти и другие задачи, которые будут подробно описаны ниже и станут ясны специалистам в данной области, позволяет решить способ изготовления древесной плиты в соответствии с п. 1 прилагаемой формулы изобретения, а также дальнейшее развитие изобретения, описанное в зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предложен способ изготовления древесной панели, соответственно древесной компактной панели. На первом этапе обеспечивается древесная стружка, также используемая, например, при изготовлении плит МДФ. Затем древесная стружка обрабатывается (превращается в волокнистую массу / измельчается) в рафинере для получения древесных волокон. Продолжительность обработки древесной стружки в рафинере предпочтительно составляет от 3 до 20 минут при давлении от 4 до 16 бар (что соответствует от 0,4 до 1,6 МПа). Желательно, чтобы степень измельчения древесных волокон в процессе варки значительно превышала обеспечиваемую при обычном изготовлении МДФ. Однако полученные таким образом древесные волокна склеиваются не мочевинной (карбамидной) смолой, как обычно происходит при изготовлении МДФ и ХДФ, а склеиваются (пропитываются) фенольной смолой (фенолоальдегидным полимером). Отношение смолы (исходя из содержания сухого вещества в нормально жидкой смоле) к древесным волокнам составляет от 10 масс. % до 50 масс. %. Затем склеенные (пропитанные) древесные волокна настилаются, например, на формующую ленту, предварительно плотно укладываются и предварительно уплотняются (спрессовываются) в двухленточном прессе при температурах прессования ниже 110°С для получения реакционноспособной древесноволокнистой плиты. Чрезвычайно важно, чтобы температуры в прессе были выбраны таким образом, чтобы исключить химическую реакцию фенольной смолы. Таким образом, в таких предварительно уплотненных реакционноспособных плитах связующее не содержит химических поперечных связей. По выходе из двухленточного пресса заготовка древесноволокнистой плиты разрезается по заданному размеру, и полученные таким образом плиты охлаждаются. Высокая адгезионная способность фенольной смолы совместно с большей гибкостью древесных волокон, тонко измельченных в процессе варки в рафинере, обеспечивают то, что полученные таким образом реакционноспособные древесноволокнистые плиты обладают достаточной механической прочностью для дальнейшей обработки и транспортировки. Это значит, что панели, могут, например, шлифоваться, укладываться в стопки и транспортироваться в крупных масштабах. Предварительно уплотненная реакционноспособная древесноволокнистая плита переходит на второй этап способа и подается в пресс, такой как многоярусный пресс непрерывного действия, и затем спрессовываются при температурах от 130°С до 180°С для получения компактных панелей. Такой цикл прессования хорошо известен специалистам в области компактного ламината и не требует подробного объяснения.

Два описанных этапа способа могут осуществляться со значительным промежутком времени между ними. Срок годности реакционноспособных древесноволокнистых плит составляет по меньшей мере 6 недель при правильном хранении, что весьма благоприятно для производственной логистики. Когда предварительно уплотненная реакционноспособная древесноволокнистая плита прессуется при высоких температурах, связующее вступает в химическую реакцию и происходит образование поперечных связей. Если перед вторым этапом прессования на обеих сторонах реакционноспособной древесноволокнистой плиты имеется пропитанная меламиновой смолой декоративная бумага, то могут быть получены декоративные компактные панели, обладающие свойствами в соответствии со стандартом EN 438. В частности, механические свойства компактных плит могут быть дополнительно улучшены путем дополнительной припрессовки пропитанной фенольной смолой крафт-бумаги к верхней и нижней поверхностям реакционноспособной древесноволокнистой плиты под декоративным листом.

По сравнению с описанным выше изготовлением обычных компактных плит или панелей из крафт-бумаги, производственные затраты на компактную плиту в соответствии с изобретением значительно ниже, поскольку изготовление крафт-бумаги на бумагоделательной машине, ее пропитка и укладывание множества слоев уже не требуются.

Описанные этапы способа являются основополагающими для настоящего изобретения, а именно первый этап изготовления предварительно уплотненной реакционноспособной древесноволокнистой плиты и второй этап последующего прессования под давлением и при нагреве для получения компактной панели (древесноволокнистой панели). Предварительное уплотнение не должно приводить к химической реакции смол, но должно осуществляться таким образом, чтобы получить хорошо поддающийся обработке промежуточный продукт.

Предварительное уплотнение волокон в реакционноспособную древесноволокнистую плиту предпочтительно осуществляется в двухленточном прессе непрерывного действия, а последующее прессование и отверждение для получения компактной плиты или панели при высоких температурах осуществляется с помощью пресса прерывистого действия. Очень важно, чтобы при предварительном уплотнении использовались более низкие температуры, чтобы фенольная смола полностью сохраняла свою химическую активность.

Предпочтительно, древесная стружка перерабатывается в древесные волокна с помощью рафинера при времени варки, составляющем от 3 до 10 мин, давлении от 8 до 15 бар (что соответствует от 0,8 до 1,5 МПа) и мощности рафинера от 25 до 70 кВт/т. В любом случае, условия выбираются таким образом, чтобы волокна измельчались как можно более равномерно и без присутствия более крупных древесных частиц. Предпочтительно, отношение смолы (исходя из содержания сухого вещества) к древесным волокнам составляет от 10 до 40 масс. %, более предпочтительно от 15 до 30 масс. % и наиболее предпочтительно от 15 до 25 масс. %. Например, 400 кг фенольной смолы (сухой смолы) добавляют к одной тонне древесных волокон, т.е. в отношении 40 масс. %, причем при расчете не учитывается содержание жидкости в жидкой фенольной смоле. В зависимости от содержания воды может быть соответственно рассчитано дополнительное количество. Для жидкой фенольной смолы с 50% сухого вещества в соответствии с этим примером расчета к одной тонне волокон добавляется 800 кг жидкой фенольной смолы.

Как уже было сказано, предварительное уплотнение волокон для получения реакционноспособной древесноволокнистой плиты предпочтительно должно осуществляться таким образом, чтобы фенольная смола оставалась полностью реакционноспособной. В зависимости от выбранной температуры малая часть фенольной смолы может вступать в химическую реакцию, особенно во внешних областях предварительно уплотненной древесноволокнистой плиты, расположенных вблизи обычно нагретых плит или лент пресса. Эти химические реакции предпочтительно должны быть минимизированы или полностью исключены.

Предпочтительно, этап предварительного уплотнения осуществляется таким образом, чтобы плотность предварительно уплотненных волокон, т.е. реакционноспособной древесноволокнистой плиты, составляла от 300 до 900 кг/м³, более предпочтительно от 500 до 800 кг/м³, наиболее предпочтительно от 650 до 750 кг/м³. Окончательная толщина компактной плиты, т.е. после окончательного прессования в процессе второго прессования, в существенной мере определяется базовой массой (кг/м²) смеси древесные волокна/смола при формировании перед первым этапом прессования. Плотность реакционноспособной древесноволокнистой плиты не имеет большого значения, поскольку зависит от массы материала и в меньшей мере от степени предварительного уплотнения. Однако оптимальная плотность реакционноспособной древесноволокнистой плиты важна для дальнейшей обработки и достаточной механической прочности плиты и должна регулироваться в соответствии с системой пресса. Приведенные выше плотности для предварительно уплотненной реакционноспособной древесноволокнистой плиты позволяют получить (промежуточный) продукт, который хорошо поддается обработке (транспортированию, резанию, покрытию декоративной бумагой и т.д.) и хранению.

Предпочтительно, окончательное прессование предварительно уплотненных реакционноспособных древесноволокнистых плит осуществляется при температурах от 140°С до 170°С, более предпочтительно от 140°С до 160°С. Такие температурные диапазоны приводят к безопасной химической реакции смло, таких как фенольные смолы, при этом защищая материалы изготавливаемого изделия и прессовое оборудование.

Предпочтительно, предварительно уплотненные реакционноспособные древесноволокнистые плиты прессуют под давлением от 4 до 10 МПа, более предпочтительно от 7 до 9 МПа. Такие давления прессования используются для получения высококачественных, древесноволокнистых панелей высокой плотности, именуемых также компактными панелями. Плотность этих компактных панелей составляет по меньшей мере 1200 кг/м³, но предпочтительно от 1450 до 1550 кг/м³.

К связующему (т.е. к фенольной смоле) предпочтительно добавляются наполнители. Минеральные наполнители позволяют оказывать воздействие на различные свойства готовой древесноволокнистой панели. В частности, можно повлиять на огнестойкость такой панели, как будет более подробно описано ниже. Поэтому минеральные наполнители предпочтительно являются огнеупорными материалами, такими как гидроксид или бораты алюминия, или содержат такие огнеупорные материалы.

Предпочтительно, минеральные наполнители добавляются в количестве от 5 до 150 масс. % от массы связующего, исходя из содержания в связующем сухой смолы, более предпочтительно от 10 до 100 масс. % и наиболее предпочтительно от 35 до 90 масс. %. Например, добавление минеральных наполнителей в количестве 30 масс. % от массы связующего означает, что 300 кг минеральных наполнителей добавляется на одну тонну фенольной смолы (опять же исходя из содержания сухого вещества, т.е. для жидкой смолы без водного содержимого). Минеральный наполнитель предпочтительно добавляется к (жидкой) фенольной смоле перед ее использованием для склеивания/пропитки древесных волокон. В соответствии с этим расчетом 300 кг минеральных наполнителей должно быть добавлено к 2000 кг жидкой фенольной смолы с 50% содержанием сухого вещества. Таким образом, древесные волокна склеиваются со смесью наполнитель/связующее, что обеспечивает отличное распределение минеральных наполнителей в готовой плите. Если минеральные наполнители добавляются в качестве огнеупорного материала, описанные диапазоны подходят для получения готовой древесноволокнистой плиты, обладающей отличной огнестойкостью.

Таким образом, минеральные наполнители предпочтительно добавляются к связующему в таком количестве и такого типа, чтобы готовая древесноволокнистая панель (которая также, благодаря своей плотности, может именоваться компактной плитой или панелью) имела огнестойкость В1 в соответствии со стандартом DIN 4102-1 или выше. Стандарты DIN 4102-1 и EN 13501-1 разделяют строительные материалы на классы строительных материалов и классы огнестойкости в зависимости от их огнестойкости. Нормативная документация и нормативы оговаривают, какие классы строительных материалов могут использоваться в определенных конструкциях. Таким образом, классификация по классам огнестойкости играет решающую роль в вопросе о том, подходят ли некоторые строительные материалы, такие как древесноволокнистые плиты, для использования в определенных зонах строительных проектов. Строительные материалы класса В1 являются огнестойкими и не должны гореть самостоятельно после устранения источника возгорания. Это значит, что древесноволокнистая плита в соответствии с изобретением, если она содержит соответствующие минеральные наполнители, может иметь более широкую область применения, чем описанные выше обычные компактные плиты, изготовленные из пропитанной фенольной смолой бумаги, в соответствии со стандартом EN 438. Такие плиты обычно относят к категории строительных материалов класса В2, т.е. «нормально горючих» материалов. Специалист может легко оценить значительные экономические преимущества.

Также к связующему могут добавляться неорганические фосфорные соединения, предпочтительно в сочетании с азотсодержащими соединениями, такими как амины. Эти соединения могут также служить в качестве огнеупорных материалов и оказывать благоприятное воздействие на огнестойкость готовых древесноволокнистых плит (т.е. древесноволокнистых панелей) таким образом, что они могут быть классифицированы как строительный материал класса В1.

Кроме того, предпочтительными являются минеральные наполнители в виде частиц, предпочтительно со средним размером d50 от 10 нм до 150 мкм, более предпочтительно от 500 нм до 50 мкм и наиболее предпочтительно от 800 до 900 нм. Минеральные наполнители могут быть получены в промышленных масштабах от соответствующих поставщиков. Размер частиц, указанный поставщиками, является достаточно точным для означенных целей, поскольку точный размер частиц не является существенным, так как частицы могут добавляться в широком диапазоне размеров. Альтернативно, могут применяться соответствующие нормы Федерации Европейских Производителей Абразивов (FEPA - от англ. «Federation of European Producers of Abrasive Products»), определяющие размер частиц и распределение по размерам. Обычно чем меньше размер частиц, тем лучше их распределение в смоле и композитном материале. Однако необходимо, насколько это возможно, исключить образование агломератов частиц наполнителя или, например, обеспечить их механическое разрушение.

Предпочтительно, древесная стружка обрабатывается (превращается в волокнистую массу / измельчается) для получения древесных волокон при давлении от 5 до 16 бар (что соответствует от 0,5 до 1,6 МПа), более предпочтительно от 6 до 15 бар и наиболее предпочтительно от 8 до 15 бар (что соответствует от 0,8 до 1,5 МПа). Такие давления обеспечивают высокое качество древесных волокон, в то же время обеспечивая экономическую выгодность способа.

Продолжительность переработки древесной стружки в древесные волокна в рафинере предпочтительно составляет от 3 до 18 минут, более предпочтительно от 3 до 15 минут и наиболее предпочтительно от 3 до 10 минут. Было обнаружено, что такая продолжительность обработки, особенно при указанных давлениях, обеспечивает получение высококачественных древесных волокон.

Предпочтительно древесные волокна покрываются (пропитываются/склеиваются) связующим (например, фенольной смолой) в продувном трубопроводе. Связующее, такое как жидкая фенольная смола, впрыскивается непосредственно в поток волокна в продувном трубопроводе. Этот способ обеспечивает высокую равномерность распределения клея. В принципе, для получения древесных волокон, а также для их склеивания, могут использоваться общие требования к изготовлению плит МДФ. Например, обычно перед внесением клея древесные волокна предпочтительно высушиваются до влажности древесины от 8% до 12% (абсолютно сухой). Альтернативно, а также предпочтительно, связующее может быть нанесено на древесные волокна путем механического внесения клея. При внесении более значительных количеств наполнителя в фенольную смолу также может быть полезным механическое добавление клея к волокнам с помощью известных смесительных устройств.

Предварительное уплотнение для получения реакционноспособной древесноволокнистой плиты предпочтительно осуществляется в прессе непрерывного действия, причем профиль давления выбирается или осуществляется в зависимости от длины пресса таким образом, чтобы плотность предварительно уплотненной древесноволокнистой плиты составляла от 300 до 900 кг/м³ и более предпочтительно от 650 до 750 кг/м³. Таким образом обеспечивается подходящий предварительно уплотненный продукт, пригодный для окончательного прессования для получения древесноволокнистой панели в соответствии с изобретением, благодаря своим механическим свойствам хорошо поддающейся дальнейшей обработке.

Предварительное уплотнение смеси древесных волокон со смолой (склеенных древесных волокон) для получения реакционноспособной древесноволокнистой плиты предпочтительно осуществляется при повышенных температурах смеси, которые однако не должны превышать 110°С. Таким образом, температура смеси древесные волокна/смола в процессе предварительного уплотнения предпочтительно составляет от 30°С до 110°С, более предпочтительно от 50°С до 105°С и наиболее предпочтительно от 60°С до 100°С. Повышенные температуры улучшают обработку смеси древесные волокна/смола и облегчают предварительное уплотнение смеси благодаря улучшенной вязкости смолы.

Это лучше всего обеспечивается путем предварительного уплотнения реакционноспособной древесноволокнистой плиты в прессе непрерывного действия при температуре конвейерной ленты пресса, составляющей от 15°С до 150°С, предпочтительно от 30°С до 140°С, более предпочтительно от 60°С до 140°С и наиболее предпочтительно от 70°С до 110°С таким образом, чтоб температура внутри изготавливаемой реакционноспособной древесноволокнистой плиты не превышала 110°С. Как уже было сказано, при предварительном уплотнении склеенных древесных волокон следует избегать химической реакции или минимизировать такую реакцию. Для этого необходимо, чтобы температура конвейерных лент пресса при предварительном уплотнении не была слишком высокой, или чтобы древесные волокна направлялись через пресс непрерывного действия с достаточной скоростью. Соответствующая повышенная температура чрезвычайно важна для этого процесса, поскольку, во-первых, известно, что трудно обеспечить равномерное движение конвейерной ленты в прессе непрерывного действия при слишком низких температурах, и, во-вторых, повышенные температуры улучшают липкость полимерно-волокнистой массы таким образом, что обеспечивается непрерывная прессованная заготовка, которая после прессования может быть легко обработана, например, распилена по заданному размеру, при необходимости отшлифована, и уложена в стопки.

В принципе, древесные волокна предпочтительно подаются на этап склеивания с содержанием влаги от 2% до 8%, предпочтительно от 3% до 5%. Таким образом, после измельчения древесной стружки и перед подачей на этап склеивания древесные волокна предпочтительно сушатся в сушильном устройстве.

Окончательное прессование реакционноспособной древесноволокнистой плиты для получения древесноволокнистой панели, также называемой здесь компактной панелью, предпочтительно осуществляется таким образом, чтобы плотность готовой панели составляла от 1200 до 1900 кг/м³, предпочтительно от 1400 до 1650 кг/м³ и более предпочтительно от 1450 до 1550 кг/м³.

В одной из предпочтительных разработок предварительно уплотненная реакционноспособная древесноволокнистая плита перед прессованием для получения древесноволокнистой панели покрывается декоративной бумагой, пропитанной меламиновой смолой. При прессовании предварительно уплотненных волокон вследствие нагрева и приложения давления меламиновая смола в бумаге вступает в реакцию, связывающую декоративную бумагу с собственно плитой. Этот этап в принципе известен из изготовления компактных ламинатов или мебельных панелей, так что здесь дается ссылка на широко известную технологию.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления перед окончательным прессованием для получения панели предварительно уплотненную реакционноспособную древесноволокнистую плиту, пропитанную фенольной смолой, покрывают бумагой с обеих сторон или с одной стороны, предпочтительно с обеих сторон. Пропитанной меламиновой смолой декоративной бумагой (т.е. крафт-бумагой) может быть покрыта перед прессованием наружная сторона. Таким образом получают декоративные панели, обладающие особенно хорошими механическими свойствами.

Ниже способ в соответствии с изобретением будет описан с помощью примера. Для начала древесную стружку, состоящую на 65% из березовой древесины и на 35% из сосновой древесины, обрабатывали (превращали в волокнистую массу / измельчали) в рафинере, причем продолжительность варки в рафинере составила 9 минут при давлении 12 бар (что соответствует 1,2 МПа)и мощности размола 60 кВт/т. Затем полученные древесные волокна были предварительно высушены и опрысканы водным раствором фенольной смолы в продувном трубопроводе. Приблизительно 20 кг сухой смолы было нанесено на 80 кг сухих волокон. Это соответствует отношению смолы (исходя из содержания сухого вещества) к древесным волокнам, составляющему 25 масс. %. Содержание сухого вещества в использованной водосодержащей фенольной смоле составляло приблизительно 60%, а содержание воды - приблизительно 40%. Таким образом, содержание сухого вещества в жидкой или водосодержащей фенольной смоле составляло 60%, так что в этом примере приблизительно 33 кг жидкой фенольной смолы было добавлено к сухим волокнам (60% от 33 кг соответствует 20 кг сухой смолы). Склеенные (пропитанные) волокна были высушены перед дальнейшей обработкой до содержания влаги от 3% до 5%. Затем склеенные и высушенные волокна были настелены на формовочную конвейерную ленту и равномерно распределены по поверхности. Распределенная масса составляла 9 кг/м². Перед этапом предварительного уплотнения в соответствии с настоящим изобретением волокна были слегка спрессованы, и затем полученная таким образом волокнистая заготовка была подана в пресс МДФ непрерывного действия. Температура конвейерной ленты пресса составляла 95°С. Это существенно отличается от изготовления плит МДФ или ХДФ, при котором температура конвейерной ленты значительно превышает 150°С. Низкая температура конвейерной ленты при предварительном уплотнении полностью исключает химическую реакцию смол, так что полученная предварительно уплотненная древесноволокнистая плита остается реакционноспособной. Однако вязкость смолы относительно склеенных древесных волокон предпочтительно улучшается таким образом, что предварительное уплотнение является более равномерным и однородным. Скорость подачи составила 0,8 м/с, а профиль давления был выбран таким образом, что на выходе из пресса МДФ была получена предварительно уплотненная непрерывная заготовка древесноволокнистой плиты, плотность которой составила от приблизительно 650 до 700 кг/м³, а толщина от 12 до 14 мм при содержании влаги от 3,5% до 5%.

В этом примере полученная таким образом заготовка реакционноспособной древесноволокнистой плиты разрезалась на плиты размером от 2800×2070 мм. Затем эти предварительно уплотненные, сохраняющие реакционную способность древесноволокнистые плиты подвергались дальнейшей обработке. Сначала предварительно уплотненную древесноволокнистую плиту покрывали белой декоративной бумагой, пропитанной меламиновой смолой. Масса бумаги без смолы составила приблизительно 100 г/м², а содержание смолы составило приблизительно 135 г сухой смолы на 100 г бумаги. Этот пакет из бумаги и плиты закрепляли между двумя плитами пресса и помещали в многоярусный пресс. Древесноволокнистую плиту прессовали в прессе при давлении 8 МПа и температуре 160°С в течение 15 минут. Затем пресс охлаждали до приблизительно 35°С, давление сбрасывали и пресс открывали. Толщина полученной плиты, называемой также компактной плитой, составила 6 мм, и полученная плита имела следующие характеристики:

Толщина: 6,0 мм

Плотность: 1480 кг/м³

Испытание кипячением в соответствии со стандартом EN 438-2.12: увеличение массы 1,3% и степень 5 по оптической оценке;

Стойкость к влажному теплу в соответствии со стандартом EN 438-2.14 с увеличением массы 1,8% и степень 5 по оптической оценке;

Стойкость к удару шаром большого диаметра в соответствии со стандартом EN 438-2.21: 2700 мм;

Прочность на изгиб в соответствии со стандартом EN ISO 178: 127 МПа;

Модуль нормальной упругости в соответствии со стандартом EN ISO 178: 11500 МПа;

Стойкость к сухому теплу при 160°С в соответствии со стандартом EN 438-2.16: степень 5;

Стойкость к влажному теплу при 100°С в соответствии со стандартом EN 438-2.18: степень 5;

Стабильность размеров при высокой температуре в соответствии со стандартом EN 438-2.17: 0,2% продольная и 0,35% поперечная.

Описанный выше пример способа был модифицирован путем добавления к связующему огнезащитного материала для получения древесноволокнистой панели, обладающей огнестойкостью класса В1. Древесные волокна были превращены в волокнистую массу, как было описано в первом примере. Однако связующая фенольная смоля была смешана с гидроксидом алюминия, и 35 кг гидроксида алюминия было добавлено к 65 кг жидкой смолы (при содержании сухого вещества 58% это соответствует 37,7 кг смолы), и смесь перемешали. Средний размер зерна гидроксида алюминия составлял 57 мкм. Затем древесные волокна были перемешаны в механическом устройстве для склеивания со смесью связующего с гидроксидом алюминия в отношении приблизительно 1:1, т.е. 1 кг смеси на 1 кг древесного волокна. Затем склеенные волокна высушивали до содержания влаги от 4,5% до 6% и далее обрабатывали как в Примере 1. Полученная плита имела плотность 1650 кг/м³, толщину 6 мм и класс В1 по стандарту DIN 4102-1, что делает ее огнестойкой и подходящей для строительных проектов, требующих строительных материалов класса В1. Предварительно уплотненная реакционноспособная древесноволокнистая плита может быть, в сущности, изготовлена также и в многоярусном прессе прерывистого действия с той же подготовкой волокна и склеиванием, как описано выше, как ранее традиционно изготавливались плиты МДФ.

СВЕДЕНИЯ. ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 схематично представлена блок-схема последовательности осуществления способа в соответствии с изобретением.

На фиг. 2 схематично представлена линия изготовления древесноволокнистой панели в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 схематично представлена технологическая схема способа в соответствии с изобретением для изготовления древесноволокнистой панели. На этапе S1 обеспечивается древесная стружка. На этапе S2 древесная стружка перерабатывается в древесные волокна путем ее превращения в волокнистую массу в рафинере в течение нескольких минут под давлением, составляющим от 4 до 16 бар (что соответствует от 0,4 до 1,6 МПа). На этапе S3 древесные волокна склеиваются с помощью фенольной смолы, например, с помощью продувного трубопровода или системы механического склеивания, известной из изготовления МДФ. На этапе S4 склеенные древесные волокна предварительно уплотняются в реакционноспособную древесноволокнистую плиту в формовочном прессе при температуре прессования ниже 110°С, и на этапе S5 предварительно уплотненная древесноволокнистая плита спрессовывается в желаемую панель при температурах от 130°С до 180°С. Специалисту ясно, что между упомянутыми этапами, до или после этих этапов могут осуществляться другие этапы способа, такие как, в частности, сушка древесной стружки и/или древесных волокон или покрывание крафт-бумагой, пропитанной меламиновой смолой, очистка древесной стружки и/или получение древесных волокон, и т.п.

На фиг. 2 схематично представлена линия изготовления древесноволокнистой панели в соответствии с изобретением. Древесная стружка 14 подается в рафинер 10 с помощью транспортировочного устройства. В рафинере 10 древесная стружка измельчается в древесные волокна, которые подаются в сушильное устройство 12, где они высушиваются. Из сушильного устройства 12 древесные волокна подаются в установку 16 для склеивания, где они соединяются с жидкой фенольной смолой. Склеенные волокна 40 осаждаются на транспортировочное устройство и подаются в двухленточный пресс 20 для предварительного уплотнения. В ленточном прессе 20 температуры конвейерной ленты пресса повышаются, но остаются ниже 110°С, что позволяет избежать химической реакции смолы в склеенных волокнах 40. Из двухленточного пресса 20 выходит реакционноспособная предварительно уплотненная древесноволокнистая плита 42, плотность которой составляет от приблизительно 650 до 750 кг/м³. Эта предварительно уплотненная древесноволокнистая плита 42 затем подается в многоярусный пресс высокого давления для окончательного прессования. В этом прессе древесноволокнистая плита дополнительно прессуется с помощью тепла и давления и, в частности, смола образует химические поперечные связи. Второй пресс работает при значительно более высоких температурах, чем первый пресс непрерывного действия для предварительного уплотнения. В частности, температуры второго пресса составляют от 130°С до 180°С. Кроме того, во втором прессе прикладывается значительно большее удельное давление, вплоть до 10 МПа. После прессования в прессе получают панель, плотность которой составляет приблизительно 1600 кг/м³. Эта панель может подвергаться дополнительным этапам обработки и, в частности, может быть разрезана по желаемому размеру.

Перечень ссылочных позиций

10 Рафинер

12 Сушилка

14 Древесная стружка

16 Установка для склеивания

20 Двухленточный пресс для предварительного уплотнения

40 Склеенные волокна

42 Предварительно уплотненная древесноволокнистая плита

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению древесноволокнистых панелей. Измельчают древесную стружку для получения древесных волокон в рафинере в течение от 3 до 20 мин при давлении от 0,4 до 1,6 МПа. Склеивают древесные волокна фенольной смолой, причем массовое отношение смолы, исходя из содержания в ней сухого вещества, к древесным волокнам составляет от 10% до 50%. Выполняют предварительное уплотнение волокон в прессе при температурах прессования ниже 110°С для получения реакционноспособных древесноволокнистых плит. Прессуют предварительно уплотненные древесноволокнистые плиты для получения панелей при температурах от 130°С до 180°С. Повышается качество, стабильность размеров и механическая устойчивость древесноволокнистых панелей. 24 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления древесноволокнистой панели (44), включающий следующие этапы в указанном порядке: обеспечение древесной стружки; измельчение древесной стружки для получения древесных волокон в рафинере (10) в течение от 3 до 20 минут при давлении от 4 до 16 бар, что соответствует от 0,4 до 1,6 МПа; склеивание древесных волокон фенольной смолой, причем массовое отношение смолы исходя из содержания в ней сухого вещества к древесным волокнам составляет от 10% до 50%; предварительное уплотнение волокон в прессе (20) при температурах прессования ниже 110°С для получения реакционноспособных древесноволокнистых плит и прессование предварительно уплотненных древесноволокнистых плит для получения панелей при температурах от 130°С до 180°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мощность, используемая при измельчении древесной стружки, составляет от 25 до 70 кВт/т.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что массовое отношение смолы исходя из содержания в ней сухого вещества к древесным волокнам составляет от 10% до 40%, более предпочтительно от 15% до 30% и наиболее предпочтительно от 15% до 25%.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что предварительное уплотнение волокон осуществляют таким образом, чтобы полностью исключить химическую реакцию фенольной смолы.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что плотность предварительно уплотненных реакционноспособных древесноволокнистых плит составляет от 300 до 900 кг/м³, более предпочтительно от 500 до 800 кг/м³ и еще более предпочтительно от 650 до 750 кг/м³.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что прессование предварительно уплотненных реакционноспособных древесноволокнистых плит для получения панелей осуществляют при температурах от 140°С до 170°С, более предпочтительно от 140°С до 160°С.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что прессование предварительно уплотненных реакционноспособных древесноволокнистых плит для получения панелей осуществляют при давлении от 4 до 10 МПа, предпочтительно от 7 до 9 МПа.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что к связующему добавляют минеральные наполнители.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что минеральные наполнители добавляют в количестве от 5 мас. % до 150 мас. % исходя из массы связующего, предпочтительно от 10 мас. % до 100 мас. % и наиболее предпочтительно от 35 мас. % до 90 мас. % исходя из содержания сухого вещества в связующем.

10. Способ по любому из пп. 8 или 9, отличающийся тем, что минеральные наполнители содержат огнестойкие материалы, такие как, в частности, гидроксид алюминия или бораты алюминия.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что к связующему добавляют минеральные наполнители в таком количестве и такого типа, чтобы готовая древесноволокнистая панель имела огнестойкость класса В1 в соответствии со стандартом DIN 4102-1 или выше.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что к связующему добавляют неорганические фосфорные соединения, особо предпочтительно в сочетании с азотсодержащими соединениями, такими как амины.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что к связующему добавляют минеральные наполнители, которые представляют с собой частицы со средним размером от 10 нм до 150 мкм, предпочтительно от 500 нм до 50 мкм и наиболее предпочтительно от 800 до 900 нм.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этап измельчения древесной стружки для получения древесных волокон осуществляют при давлении от 5 до 16 бар, что соответствует от 0,5 до 1,6 МПа, предпочтительно от 6 до 15 бар, что соответствует от 0,6 до 1,6 МПа, и наиболее предпочтительно от 8 до 15 бар, что соответствует от 0,8 до 1,5 МПа.

15. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этап измельчения древесной стружки для получения древесных волокон осуществляют в рафинере в течение от 3 до 18 минут, предпочтительно от 3 до 15 минут и наиболее предпочтительно от 3 до 10 минут.

16. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что склеивание древесных волокон с помощью связующего осуществляют в продувном трубопроводе.

17. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что древесные волокна склеивают с помощью связующего путем механического склеивания.

18. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что массовое отношение связующего исходя из содержания в нем сухого вещества к древесным волокнам составляет от 10% до 50%, более предпочтительно от 15% до 40% и наиболее предпочтительно от 15% до 25%.

19. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что предварительное уплотнение для получения реакционноспособных древесноволокнистых плит осуществляют в прессе непрерывного действия таким образом, чтобы плотность древесноволокнистых плит составила от 300 до 900 кг/м³ и предпочтительно от 650 до 750 кг/м³.

20. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что температура склеенных древесных волокон в процессе предварительного уплотнения составляет от 30°С до 110°С, более предпочтительно от 50°С до 105°С, более предпочтительно от 60°С до 100°С и наиболее предпочтительно от 70°С до 100°С.

21. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что предварительное уплотнение для получения реакционноспособных древесноволокнистых плит осуществляют в прессе непрерывного действия при температуре конвейерных лент пресса от 15°С до 150°С, более предпочтительно от 30°С до 140°С, более предпочтительно от 60°С до 140°С и наиболее предпочтительно от 70°С до 110°С таким образом, чтобы температура внутри изготавливаемых реакционноспособных древесноволокнистых плит не превышала 110°С.

22. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что древесные волокна подают на этап склеивания с содержанием влаги от 2% до 8%, предпочтительно от 3% до 5%.

23. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что предварительно уплотненные реакционноспособные древесноволокнистые плиты спрессовывают для получения панелей, плотность которых составляет от 1200 до 1900 кг/м³, предпочтительно от 1400 до 1650 кг/м³ и более предпочтительно от 1450 до 1550 кг/м³.

24. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что перед прессованием для получения панелей предварительно уплотненные реакционноспособные древесноволокнистые плиты покрывают декоративной бумагой, пропитанной меламиновой смолой.

25. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что перед этапом прессования для получения панелей предварительно уплотненные реакционноспособные древесноволокнистые плиты с одной или с обеих сторон покрывают декоративной бумагой, пропитанной меламиновой смолой.