Способ изготовления древесных пластиков Советский патент 1993 года по МПК B27N3/02 

Изобретение относится к области дере- вопереработки и может быть использовано при производстве изделий из частиц древесины, например из опилок.

Целью изобретения является повышение прочностных характеристик древесного пластика, ускорение процесса его изготовления, а также обеспечение возможности качественного формирования изделия по всему объему.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления древесного пластика из частиц древесины, включающем формирование изделия, его нагрев и прессование, согласно изобретению, нагрев осуществляют в герметичном пространстве в изохорическом режиме до температуры не ниже 150°С и стабилизации давления парогазовой смеси, затем снижают давление до атмосферного или ниже путем удаления парогазовой смеси через всю поверхность древесного пластика, после чего прекращают прессование..

Предложено нагрев проводить в присутствии дополнительно введенной б герметичное пространство воды.

В процессе изохорического т.е. при постоянном объеме парогазовой смеси) нагрева первоначально происходит испарение воды из поверхностных слоев пакета древесных частиц, что вызывает рост давления парогазовой смеси выше атмосферного. В свою очередь, рост давления обеспечивает условия для роста температуры парогазовой смеси выше 100°С (температура кипения воды при атмосферном давлении) до температуры нагревателей.

Возникающий в процессе изохориче-1 ского нагрева градиент давления парогазовой смеси приводит к интенсивному ее движению внутрь пакета древесных частиц и быстрому их прогреву до температуры вы- ше 100°С за счет ступенчатой конденсации .водяного пара.

Прогрев всего объема пакета древесных частиц заканчивается после полной стабилизации давления парогазовой смеси втерхл

с

оо

ю кэ

со

метичном пространстве. Температура паро- газовой смеем при этом (и соответственно, температура древесных частиц пакета) достигает температуры нагревательных элементов.: :

Нагрев древесных частиц согласно заявленному способу производят до температуры не ниже 150°С. Только при этой и более высоких температурах возникают условия для протекания физико-химических процессов формирования древесных пластиков без связующих. Только совокупность признаков заявляемого способа (изохориче- ский нагрев до температуры не ниже 150°С и стабилизации давления парогазовой смеси) позволяет быстро прогреть древесные частицы до этой температуры по всему объему пакета, включая периферийную зону. Скорость прогрева пакета древесных частиц по предлагаемому способу значительно выше, поскольку отсутствует фильтрация парогазовой смеси из пакета в процессе нагрева. . .: . . , . .., Нагрев древесных частиц до температуры выше 150°С обеспечивает переход высокомолекулярных составляющих древесины из стеклообразного состояния в высокоэластичное, что существенно снижает необходимые для об разо.вания древесных пластиков усилия прессования,

, Изохорический нагрев до температуры не ниже 150°С и стабилизации давления парогазовой смеси и прессование обеспечивают все необходимые и достаточные условия для протекания физико-химических Процессов формирования древесных пла: СТИКОВ. . .. .. -.

Удаление парогаэовой смеси через всю поверхность пластика, а не только через боковые грани как в прототипе, резко повышает эффективность ее выхода из пластика, обеспечивает условия равномерности высушивания пластика по всему объему за короткий промежуток времени. Быстрое удаление парогазовой смеси из пластика исключает его расслоение при последующем снятии усилий прессования.

Изохорический нагрев в присутствии дополнительно введенной в герметичное пространство воды ускоряет процесс прогрева пакета древесных частиц. В этом случае возникновение направленного внутрь пакета градиента давления парогазовой смеси достигается быстрее, поскольку обеспечивается, в основном, испарением §в§- бодной воды, находящейся вне пакета древесных частиц, и не связано с необходимостью прогрева поверхности слоя пакета для испарения части содержащейся в древесных частицах влаги.

Заявленный способ является существенно менее энергоемким. В процессе иэо- хорического нагрева вся тепловая энергия сохраняется в замкнутом пространстве, а не

выводится в атмосферу с парогазовой смесью как в известном способе. Значительно снижено и усилие прессования.

Из отличительных от прототипа признаков в исследованных аналогах обнаружен

0 только один признак, а именно: осуществление нагрева в герметичном объеме (1), Остальные же отличительные признаки в аналогах отсутствуют. Таким образом заявленный способ не вытекает очевидным об5 разом из существующего уровня техники и следовательно отвечает критерию изобретательский уровень.

На чертеже показана установка для реализации заявленного способа, общий вид.

0 Способ реализуют в установке, содержащей пресс-форму 1, пуансон 2. В пресс- форме и пуансоне выполнены сквозные паровыводящие каналы 3 диаметром 1 мм, расположенные по всей их поверхности сет5 кой с шагом 5 х 5 мм. Пресс-форма 1 и . пуансон 2 помещены в автоклав 4, оснащенный сальниковым устройством 5, электронагревательными элементами 6, датчиком давления 7 и термопарой 8. Автоклав 4 ос0 нащен клапаном сброса давления 9. Пресс- форма 1 выполнена с внутренними размерами 200 х 200 х 30 мм.

Пуансон 2 имеет размер, совпадающий с внутренним размером пресс-формы

5 200x200 мм.

Для осуществления способа древесные (лиственничные) опилки насыпают 6 пресс форму 1... Предварительно уплотняют эти опилки в пресс-форме пуансоном 2 под 0 давлением 15 кг/см .Затем помещают .пресс-форму в автоклав 4. в который предварительно добавляют воду из расчета 10- . 16 г на 1 кг массы опилок. Выход пуансбна 2 из автоклава герметизируют сальниковым 5 устройством 5. Включают энергонагрева тельные элементы 6. Одновременно с нагревом осуществляют прессование опилок, создавая давление на пуансон 25 кг/см2. Температуру в автоклаве поднимают до тем- 0 пературы 150°С до стабилизации давления парогазовой смеси в течение 10 минут. При температуре 150°С давление парогазовой смеси в автоклаве достигает 0,4 МПа. После стабилизации давления открывают клапан

.вбрева давления I s шешве, Удаление парогазоврй смеси из. плшика. и биижение

давления в автоклаве до атмоефернеге происходит в течение 1,5 мин. После этого снимают усилие прессования и извлекают готовый пластик. Размеры пластика

200 х 200 х 7 мм, плотность 1200 кг/м3, прочность на изгиб 30 МПа, разбухание в воде за 24 часа-18%.

По другому варианту нагрев проводят до 170°С в течение 10.5 минут. Давление парогазовой смеси при этом устанавливается 0,8 МПа. Остальные операции и режимы те же, что и в первом варианте. Характеристики подученного пластика: плотность - 1230 кг/м3, прочность на изгиб 31 МПа, разбухание в воде за 24 ч - 18%.

Формула изобретения 1. Способ изготовления древесных пластиков из частиц древесины, включающий

0

формирование пакета из древесных частиц, нагрев и прессование, отличающийся тем, что нагрев осуществляют в герметичном пространстве & изохорическом до температуры не ниже 150°С и стабилизации давления парогазовой смеси, затем снижают давление до атмосферного или ниже путем поверхностного отвода парогззо- вой смеси из тела древесного пластика, после чего прекращают прессование.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изохорический нагрев проводят в присутствии дополнительно введенной в герметичное пространство воды.

Использование: в деревообрабатывающей промышленности, в частности в производстве древесных пластиков. Сущность изобретения: способ предусматривает прессование древесных частиц в присутствии воды без связующего в герметичном пространстве при изохорическом нагревании до температуры не ниже 150°С и стабильном давлении парогазовой смеси. Снятие давления ведут путем поверхностного отвода парогазовой смеси из тела древесного пластика. 1 з.п.ф-яы, 1 ил.

7 8 5

f-JLf ffSS/SS////////ff////Ss

и о и о ..о о и 6

А-А