RS64121B1

RS64121B1 - Postupak za proizvodnju panela na bazi drveta

Info

Publication number: RS64121B1
Application number: RS20230185A
Authority: RS
Inventors: Dieter Döhring
Original assignee: Xylo Tech Ag
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2023-05-31
Also published as: HUE061603T2; CA3098456A1; ES2941489T3; CN112166017A; US20210308899A1; CA3098456C; EP3802034A1; EP3802034B1; DK3802034T3; HRP20230301T1; PT3802034T; RU2755311C1; WO2019228621A1; UA126220C2; PL3802034T3; CN112166017B

Description

1. Oblast pronalaska

[0001] Ovaj pronalazak odnosi se na postupak za proizvodnju panela na bazi drveta, određenije visoko sabijenih kompaktnih panela sa gustinom, poželjno, većom od 1200 kg/m<3>. Paneli se koriste, na primer, kao zidna obloga, u sanitarnim prostorijama ili u izradi nameštaja. Poseban dalji razvoj ovog pronalaska odnosi se na postupak za proizvodnju panela na bazi drveta sa usporivačima gorenja.

2. Tehnička pozadina

[0002] Veliki broj panela na bazi drveta, određenije takozvane ploče od drvenih vlakana srednje gustine (MDF ploče) ili ploče od vlakana velike gustine (HDF ploče), poznate su iz stanja tehnike. One služe, na primer, kao osnovni element ili noseća ploča za proizvodnju nameštaja ili podnih obloga. Obično je obezbeđena noseća ploča koja je izrađena od MDF ili HDF dok se dekorativni papir impregniran melaminskom smolom nanosi na gornju površinu i, po potrebi, takođe na donju površinu. Smole se suše dejstvom toplote i pritiska, tako da se stvara površina otporna na habanje i ogrebotine. Da bi se povećala otpornost na habanje, mogu na površinu da se dodaju čestice otporne na habanje, posebno korund, pre presovanja.

[0003] Za mehanički posebno zahtevne primene, takozvani kompaktni laminati proizvode se prema EN 438. Za ovu svrhu, kraft papiri, obično sa osnovnom masom između 150 i 250 g/m<2>, impregniraju se fenolnim smolama (na primer, osnovni papir od 150 g/m<2>ima 218 g/m<2>nakon impregnacije), seku na neku veličinu i nekoliko slojeva se slaže jedan na drugi. Spoljašnje slojeve obično čini dekorativni papir impregniran melaminskom smolom. Ovaj paket se zatim presuje u višestepenim presama između čeličnih limova na specifičnom pritisku presovanja između 7 i 10 MPa i temperaturama obično između 140 i 170 °C. Povezani troškovi su izuzetno visoki, na primer, kada se koristi kraft papir od 150 g/m<2>za proizvodnju kompaktne ploče debljine 13 mm, oko 70 do 80 listova treba da se složi jedan na drugi.

[0004] Dokumenta CN 105599099 A i CN 102275198 A opisuju postupak za proizvodnju kompaktnih panela, pri čemu se drvena vlakna lepe fenolnim smolama.

[0005] Prema tome, ovaj pronalazak nastoji da poboljša stanje tehnike, kombinovanjem dve prethodno opisane tehnologije i, posebno, obezbeđivanjem isplativijeg postupka za proizvodnju panela na bazi drveta, ili određenije kompaktnog panela, sa svojstvima u skladu sa EN 438, to jest koji je dobrog kvaliteta, dimenzionalno stabilan i mehanički otporan. Dalji aspekt ovog pronalaska je obezbeđivanje postupka za proizvodnju kompaktnog panela koji se dobro ponaša u slučaju požara, tj. koji je otporan na vatru. Ovi i drugi zadaci, koji su naznačeni u opisu koji sledi ili koje prepoznaje stručnjak u ovoj oblasti, rešeni su pomoću postupka za proizvodnju panela na bazi drveta prema 1. patentnom zahtevu kao i daljim razvojima opisanim u zavisnim patentnim zahtevima.

3. Detaljan opis pronalaska

[0006] Prema ovom pronalasku obezbeđen je postupak za proizvodnju panela na bazi drveta, odnosno kompaktnog panela na bazi drveta. U prvoj fazi obezbeđuje se drvna sečka, kao što se inače koristi, na primer, u proizvodnji MDF ploča. Drvna sečka se zatim obrađuje (pulpira/usitnjava) u drvena vlakna u mlinu. Zadržavanje drvne sečke u mlinu je 3 do 20 minuta, pod pritiskom od 0.4 do 1.6 MPa (4 do 16 bar). Prednost je ako se drvena vlakna dodatno usitnjavaju u postupku kuvanja u odnosu na uobičajenu proizvodnju MDF-a. Drvena vlakna obezbeđena na taj način, međutim, ne lepe se urea smolom kao što je uobičajeno za proizvodnju MDF-a i HDF-a, već se lepe (impregniraju) fenolnim smolama. Maseni odnos smole (na osnovu sadržaja čvrstih materija u normalno tečnoj smoli) prema drvenim vlaknima iznosi 10 do 50 delova smole na 100 delova drvenih vlakana. Zalepljena (impregnirana) drvena vlakna zatim se postavljaju npr. na traku za oblikovanje, prethodno pakuju i onda prethodno sabijaju u presi sa dvostrukim trakama na temperaturama presovanja ispod 110 °C, da bi se formirala ploča od hemijski reaktivnih vlakana. Veoma je bitno da se temperature u presi odaberu tako da fenolna smola hemijski ne reaguje. Sa takvim pločama od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana, vezivo stoga nije hemijski umreženo. Nakon prese sa dvostrukim trakama, kontinuirana ploča od vlakana se seče na određenu veličinu i tako dobijene ploče se hlade. Visoka adhezivnost fenolne smole zajedno sa elastičnijim drvenim vlaknima koja su dobro usitnjena u postupku kuvanja u mlinu, obezbeđuje da ploče od reaktivnih vlakana, proizvedene na ovaj način, imaju dovoljnu mehaničku čvrstoću za dalje rukovanje i svrhe transporta. Ovo znači da se paneli mogu npr. položiti, slagati i transportovati u većim formatima. Ploča od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana podvrgava se drugoj fazi postupka i uvodi u presu, kao što je diskontinuirana višestepena presa, i zatim presuju na temperaturama između 130 i 180 °C da bi se formirali kompaktni paneli. Ciklus presovanja za ovo dobro je poznat ekspertima u oblasti kompaktnih laminata i ne mora detaljnije da bude objašnjen.

[0007] Dve opisane faze postupka ili stupnja postupka mogu da se izvode sa značajnim vremenskim razmakom između njih. Ploče od hemijski reaktivnih vlakana imaju vek trajanja od najmanje 6 nedelja kada se pravilno skladište, što je veoma pogodno za logistiku proizvodnje. Kada se ploča od prethodno sabijenih reaktivnih vlakana sabija na povišenim temperaturama, dolazi do hemijske reakcije i umrežavanja veziva. Ako se na ploče od hemijski reaktivnih vlakana nanesu dekorativni papiri impregnirani melaminskom smolom na obe strane, pre druge faze presovanja, mogu da se dobiju dekorativni kompaktni paneli sa svojstvima poznatim iz EN 438. Određenije, mehanička svojstva kompaktnih panela mogu dalje da se poboljšaju dodatnim presovanjem kraft papira, koji je impregniran fenolnom smolom, na gornju i donju površinu ploče od reaktivnih vlakana ispod dekorativnog sloja.

[0008] U odnosu na proizvodnju uobičajenih kompaktnih ploča ili panela od kraft papira, opisanih gore, troškovi proizvodnje inventivnog kompaktnog panela su mnogo niži, budući da u ovom slučaju nisu potrebni proizvodnja kraft papira na mašini za papir, impregnacija istog i slaganje velikog broja slojeva.

[0009] Prethodno opisane faze postupka su od suštinskog značaja za ovaj pronalazak, naime, kao prvo, proizvodnja ploče od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana i, u drugoj fazi, naknadno sabijanje pod pritiskom i zagrevanje da bi se formirao kompaktni panel (panel na bazi drveta).

Prethodno sabijanje ne sme da dovede do hemijske reakcije smola, ali mora se izvesti na takav način da se proizvodi poluproizvod kojim se može rukovati.

[0010] Prethodno sabijanje vlakana u ploču od hemijski reaktivnih vlakana se poželjno izvodi u presi sa dvostrukim trakama sa kontinualnim radom, dok se naknadno sabijanje i očvršćavanje do kompaktne ploče ili panela izvodi na povišenim temperaturama pomoću prese sa diskontinualnim radom. Od suštinskog značaja je da se odaberu niže temperature za prethodno sabijanje, tako da fenolna smola ostane hemijski potpuno reaktivna. Poželjno, drvna sečka se obrađuje u drvena vlakna upotrebom mlina sa vremenom kuvanja od 3 - 10 min, pritiskom od 8 - 15 bar i energijom mlina od 25 - 70 kWh/t. U svakom slučaju moraju se odabrati uslovi na takav način da se vlakna što ravnomernije dezintegrišu i da ne budu prisutne veće drvene čestice. Poželjno, odnos smole (na osnovu sadržaja čvrstih materija) prema drvenim vlaknima je 10 do 40 masenih procenata, poželjnije 15 do 30 masenih procenata, i najpoželjnije 15 do 25 masenih procenata. Na primer, 400 kg fenolne smole (čvrsta smola) dodaje se jednoj toni drvenih vlakana, tj. u odnosu od 40 masenih procenata, pri čemu sadržaj vode prisutne u tečnoj fenolnoj smoli nije uključen u izračunavanje. Zavisno od sadržaja vode, dodatna količina mora biti adekvatno ekstrapolirana. Za tečnu fenolnu smolu sa 50 % sadržaja čvrstih materija, prema ovom primeru izračunavanja, mora se primeniti 800 kg tečne fenolne smole na jednu tonu vlakana.

[0011] Kao što je prethodno pomenuto, prethodno sabijanje vlakana u ploču od hemijski reaktivnih vlakana treba da se poželjno izvodi na takav način da fenolna smola ostane hemijski potpuno reaktivna. Zavisno od odabrane temperature, mali deo fenolne smole može hemijski da reaguje, posebno u spoljnim oblastima ploče od prethodno sabijenih vlakana, koje su uz obično zagrejane ploče prese ili trake prese. Ove hemijske reakcije trebalo bi da se, poželjno, minimiziraju ili potpuno isključe.

[0012] Poželjno, faza prethodnog sabijanja izvodi se na takav način da prethodno sabijena vlakna, tj. ploča od hemijski reaktivnih vlakana, imaju gustinu od 300 do 900 kg/m<3>, poželjnije od 500 do 800 kg/m<3>, i još poželjnije od 650 do 750 kg/m<3>. Krajnja debljina kompaktnog panela, tj. nakon završnog presovanja u drugom postupku presovanja, je u velikoj meri određena osnovnom težinom (kg/m<2>) mešavine drvo-vlakna-smola tokom oblikovanja pre prve faze presovanja. Gustina ploče od hemijski reaktivnih vlakana nije značajna, jer zavisi od mase materijala, a ne toliko od stepena prethodnog sabijanja. Međutim, optimalna gustina ploče od hemijski reaktivnih vlakana je značajna zbog rukovanja i dovoljne mehaničke čvrstoće ploče od hemijski reaktivnih vlakana i mora se podesiti prema sistemu prese. Gorepomenute gustine za ploče od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana daju (polu)proizvode kojima se može rukovati (transportovati, seći, obezbediti dekorativnim papirima, itd.) i koji se mogu skladištiti veoma dobro.

[0013] Poželjno, ploče od prethodno sabijenih hemijski reaktivnih vlakana se završno sabijaju na temperaturama između 140 i 170°C, poželjnije između 140 i 160°C. Ovi opsezi temperatura dovode do bezbedne hemijske reakcije smola, kao što su fenolne smole, dok materijali proizvoda koji se proizvodi i oprema za presovanje ostaju zaštićeni.

[0014] Ploče od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana poželjno se sabijaju na pritisku presovanja od 4 do 10 MPa, poželjnije 7 do 9 MPa. Ovi pritisci presovanja koriste se za proizvodnju visokokvalitetnih, veoma efikasnih panela na bazi drveta, koji su takođe poznati kao kompaktni paneli. Gustina ovih kompaktnih panela je najmanje 1200 kg/m<3>, a poželjno 1450 do 1550 kg/m<3>.

[0015] Punila se poželjno dodaju u vezivo (tj. fenolnu smolu). Pomoću mineralnih punila, mogu se postići različita svojstva gotovih panela na bazi drveta. Određenije, može se uticati na ponašanje panela prilikom požara, što će u nastavku biti detaljnije objašnjeno. Zbog ovoga, mineralna punila su poželjno usporivači gorenja, kao što su aluminijumhidroksid ili borati, ili obuhvataju te usporivače gorenja.

[0016] Poželjno se mineralna punila dodaju u nekoj količini od 5 do 150 mas.% računato po masi veziva, na osnovu sadržaja čvrstih materija smole u vezivu. Još poželjnije dodaje se 10 do 100 masenih procenata, a najpoželjnije 35 do 90 masenih procenata. Na primer, dodavanje 30 masenih procenata mineralnih punila računatih po masi veziva znači da se 300 kg mineralnih punila dodaje za količinu od jedne tone fenolne smole (na osnovu sadržaja čvrstih materija ponovo, tj. za tečnu fenolnu smolu bez sadržaja vode). Mineralno punilo se poželjno dodaje (tečnoj) fenolnoj smoli pre njenog korišćenja za lepljenje/impregniranje drvenih vlakana. Prema ovom primeru izračunavanja, 300 kg mineralnih punila mora se dodati u 2000 kg tečne fenolne smole za fenolnu smolu sa 50 % sadržaja čvrstih materija.

Drvena vlakna se, na taj način, lepe mešavinom punilo/vezivo, što dovodi do veoma dobre raspodele mineralnih punila u gotovoj ploči. Ako se mineralna punila dodaju kao usporivači gorenja, naznačeni opsezi pogodni su da bi gotova ploča od drvenih vlakana postigla veoma dobar kvalitet otpornosti prilikom požara.

[0017] Prema tome, mineralna punila se poželjno dodaju u vezivo u nekoj količini i neke vrste tako da gotov panel na bazi drveta (koji se takođe može nazvati kompaktna ploča ili panel zbog svoje velike gustine) postiže kvalitet ponašanja prilikom požara B1 prema DIN 4102-1, ili bolji. Standardi DIN 4102-1 i EN 13501-1 dele građevinske materijale na klase građevinskih materijala i klase zaštite prilikom požara prema njihovom ponašanju u slučaju požara. Zakonski zahtevi i smernice određuju koje se klase građevinskog materijala mogu koristiti u određenim konstrukcijama. Prema tome, klasifikacija u klase zaštite prilikom požara ima odlučujuću ulogu u pitanju da li su određeni građevinski materijali, kao što su ploče od drvenih vlakana, pogodni za određene oblasti građevinskih projekata, ili nisu. Građevinski materijali klase B1 su otporni prilikom požara i ne smeju nastaviti da gore sami nakon uklanjanja izvora paljenja. Ovo znači da se ploče od drvenih vlakana prema ovom pronalasku, ako su izrađene sa pogodnim mineralnim punilima, mogu koristiti u širem području primene nego uobičajene kompaktne ploče izrađene od papira impregniranih fenolnom smolom prema EN 438, kao što je prethodno opisano. Obično se kategorišu kao građevinski materijali klase B2, tj. kao „normalno zapaljivi“. Eksperti odmah uviđaju značajne ekonomske prednosti.

[0018] Neorganska jedinjenja fosfora mogu se takođe dodati u vezivo, poželjno u kombinaciji sa jedinjenjima koja sadrže azot kao što su amini. Ova jedinjenja služe i kao usporivači gorenja i mogu da imaju povoljno dejstvo na ponašanje gotovih ploča od drvenih vlakana (tj. panela na bazi drveta) prilikom požara, tako da se mogu klasifikovati kao građevinski materijal klase B1.

[0019] Takođe su poželjna mineralna punila u obliku čestica, poželjno sa prosečnom veličinom čestica d50 od 10 nm do 150 µm, poželjnije od 500 nm do 50 µm, i najpoželjnije od 800 do 900 nm. Mineralna punila mogu se komercijalno nabaviti od određenih dobavljača. Veličina čestica naznačena od strane dobavljača je dovoljno precizna za namenjene upotrebe, budući da stvarna veličina čestica nije relevantna, jer se čestice mogu primeniti u širokom opsegu veličina. Alternativno se mogu primeniti relevantne FEPA (Udruženje evropskih proizvođača abraziva) norme koje definišu veličine čestica i raspodelu veličina. Generalno, što su čestice manje, bolja je njihova raspodela u smoli i u mešavini. Međutim, mora se obezbediti da se izbegnu aglomerati čestica punila što je moguće više ili da se ti aglomerati mehanički uništavaju, na primer.

[0020] Poželjno se drvna sečka obrađuje (pulpira/usitnjava) u drvena vlakna pod pritiskom od 0.5 do 1.6 MPa (5 do 16 bar), poželjno 0.6 do 1.5 MPa (6 do 15 bar), i najpoželjnije na 0.8 do 1.5 MPa (8 do 15 bar).

[0021] Ovi uslovi pritiska dovode do dobrog kvaliteta drvenih vlakana dok, istovremeno, obezbeđuju ekonomske vrednosti postupka.

[0022] Trajanje pulpiranja drvne sečke do drvenih vlakana u mlinu traje poželjno 3 do 18 minuta, poželjnije 3 do 15 minuta, i najpoželjnije 3 do 10 minuta. Pokazalo se da ova vremena izlaganja, posebno na navedenim vrednostima pritiska, dovode do visokokvalitetnih drvenih vlakana.

[0023] Poželjno se drvena vlakna primenjuju (impregnira/lepi) sa vezivom (npr. fenolna smola) u liniji uduvavanja. Vezivo, tečna fenolna smola, ubrizgava se direktno u tok vlakana u liniji uduvavanja. Ovaj postupak dovodi do veoma homogene distribucije lepka. U principu, opšta ekspertiza za proizvodnju MDF ploča može da se koristi za proizvodnju drvenih vlakana kao i za lepljenje istih. Na primer, generalno je poželjno da se drvena vlakna osuše do oko 8 do 12% vlage u drvetu (Atro) pre lepljenja. Alternativno, a i poželjno, drvena vlakna mogu da se primene sa vezivom mehaničkim lepljenjem. Ako se uvode veće količine punila u fenolnu smolu, takođe može biti povoljno mehaničko lepljenje kod vlakana u poznatim uređajima za mešanje.

[0024] Prethodno sabijanje u ploču od hemijski reaktivnih vlakana poželjno se izvodi u kontinuiranoj presi, pri čemu se profil pritiska bira ili izvodi zavisno od dužine prese tako da ploča od prethodno sabijenih vlakana ima gustinu od 300 do 900 kg/m<3>, i poželjnije od 650 do 750 kg/m<3>. Na ovaj način se izrađuje pogodan prethodno sabijeni proizvod, koji je pogodan za završno presovanje u inventivni panel na bazi drveta, i koji je jednostavan za rukovanje zbog njegovih mehaničkih svojstava.

[0025] Prethodno sabijanje mešavine drvo-vlakna-smola (zalepljena drvena vlakna) u ploče od hemijski reaktivnih vlakana se poželjno izvodi na povišenim temperaturama mešavine koje, međutim, ne prelaze 110°C. Temperatura mešavine drvo-vlakna-smola tokom prethodnog sabijanja je, prema tome, poželjno između 30 i 110°C, poželjnije između 50 i 105°C, još poželjnije između 60 i 100°C, i najpoželjnije između 70 i 100°C. Povišene temperature poboljšavaju obradu mešavine drvo-vlakna-smola i olakšavaju prethodno sabijanje mešavine zbog poboljšane viskoznosti smole.

[0026] Ovo se, posebno poželjno, izvodi prethodnim sabijanjem do ploča od hemijski reaktivnih vlakana u kontinuiranoj presi na temperaturi trake prese od 15 do 150°C, poželjno 30 do 140°C, poželjnije 60 do 140°C i najpoželjnije 70 do 110°C, tako da temperatura u središtu ploča od hemijski reaktivnih vlakana koje se proizvode ne pređe 110°C. Kao što je na početku napomenuto, hemijska reakcija veziva treba da se izbegne ili minimizira tokom prethodnog sabijanja zalepljenih drvenih vlakana. Za ovo, potrebno je da temperatura traka prese ne bude suviše visoka tokom prethodnog sabijanja ili da se drvena vlakna vode kroz kontinuiranu presu dovoljnom brzinom. Određena povišena temperatura je veoma pogodna za postupak jer, kao prvo, pokazalo se da je teško osigurati uniformno kretanje trake u kontinuiranoj presi na suviše niskim temperaturama i, kao drugo, povišena temperatura poboljšava lepljivost mase smolavlakna, tako da se dobija kontinuirana ploča koja se lako može obrađivati nakon prese, kao, na primer, da se seče na veličinu, uglača po potrebi i slaže.

[0027] U principu, drvena vlakna se poželjno uvode u fazu lepljenja sa sadržajem vlage od 2 do 8 %, poželjno 3 do 5 %. Drvena vlakna se, pri tom, poželjno suše u sušari nakon što se drvna sečka usitni, a pre nego što se ona uvedu u postupak lepljenja.

[0028] Završno presovanje ploča od hemijski reaktivnih vlakana u panele na bazi drveta, koji se ovde nazivaju i kompaktni paneli, treba poželjno da se izvodi na takav način da gotovi paneli imaju gustinu od 1200 do 1900 kg/m<3>, poželjno od 1400 do 1650 kg/m<3>, i još poželjnije od 1450 do 1550 kg/m<3>.

[0029] U nekom poželjnom daljem načinu ostvarivanja, ploče od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana obezbeđuju se dekorativnim papirima impregniranim melaminskom smolom, pre nego što se presuju u panele na bazi drveta. Kada se prethodno sabijena vlakna završno presuju, melaminska smola u papirima reagovaće zbog toplote i pritiska, što dovodi do veze između dekorativnog papira i aktuelne ploče. Ova je faza u principu poznata iz proizvodnje kompaktnih laminata ili panela za nameštaj, tako da se upućuje na ovu dobro poznatu tehnologiju za dodatne detalje.

[0030] U nekom poželjnom načinu ostvarivanja, ploče od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana obezbeđuju se kraft papirima impregniranim fenolnom smolom, sa obe strane ili sa jedne strane, poželjno međutim sa obe strane, pre konačnog sabijanja u panele. Dekorativni papiri impregnirani melaminskom smolom mogu se postaviti na spoljašnjoj strani (tj. kraft papiri) pre presovanje. Na ovaj način se dobijaju dekorativni paneli sa posebno dobrim mehaničkim svojstvima.

[0031] U nastavku, postupak prema ovom pronalasku opisan je putem primera. Kao polazna tačka, obezbeđena je drvna sečka koju čine 65% bukovo drvo i 35% borovina i obrađena je (pulpirana/usitnjena) u mlinu, pri čemu je vreme kuvanja u mlinu bilo 9 minuta, pritisak 12 bar i energija mlevenja 60 kWh/t.

[0032] Dobijena drvena vlakna su zatim prethodno osušena i isprskana vodenom fenolnom smolom u liniji uduvavanja. Približno 20 kg čvrste smole raspršeno je na 80 kg suvih vlakana. Ovo odgovara odnosu smole (na osnovu sadržaja čvrstih materija) prema drvenim vlaknima od 25 mas.%. Korišćena vodena fenolna smola imala je sadržaj čvrste smole od približno 60 % i sadržaj vode od približno 40 %. Tako, sadržaj čvrstih materija u tečnoj ili vodenoj fenolnoj smoli bio je 60%, tako da je u datom primeru približno 33 kg tečne fenolne smole dodato suvim vlaknima (60% od 33 kg tečne smole odgovara 20 kg čvrste smole). Zalepljena (impregnirana) vlakna osušena su do sadržaja vlage od 3 do 5 % pre dalje obrade. Zalepljena i osušena vlakna zatim su postavljena na traku za oblikovanje i na njoj ravnomerno raspoređena. Masa nakon raspoređivanja bila je 9 kg/m<2>. Pre faze prethodnog sabijanja prema ovom pronalasku, postavljena vlakna blago su sabijena i pramen vlakana formiran na ovaj način je zatim uveden u MDF presu sa kontinualnim radom. Temperatura trake prese podešena je na 95 °C. Ovo se suštinski razlikuje od proizvodnje MDF ili HDF ploča gde je temperatura trake značajno iznad 150°C. Niska temperatura trake tokom prethodnog sabijanja ne dopušta bilo kakvu hemijsku reakciju smola, tako da dobijena ploča od prethodno sabijenih vlakana ostaje hemijski reaktivna. Međutim, viskoznost smole odnosno zalepljenih drvenih vlakana je značajno poboljšana, tako da je prethodno sabijanje uniformnije i homogeno. Brzina uvođenja bila je 0.8 m/s, a profil pritiska izabran je na takav način da se nakon MDF prese dobija kontinuirana ploča od prethodno sabijenih vlakana sa gustinom od oko 650 do 700 kg/m<3>i debljinom od 12 do 14 mm pri sadržaju vlage od 3.5 do 5%.

[0033] U ovom primeru, kontinuirana ploča od hemijski reaktivnih vlakana formirana na ovaj način seče se na ploče dimenzija 2800 x 2070 mm. Ovo ploče od prethodno sabijenih, hemijski i dalje reaktivnih vlakana zatim se podvrgavaju daljoj doradi: Prvo, beli dekorativni papir impregniran melaminskom smolom postavlja se na ploču od prethodno sabijenih vlakana. Masa papira bez smole bila je oko 100 g/m<2>, a sadržaj smole bio je oko 135 g čvrste smole na 100 g papira. Ovaj paket papira i ploče fiksiran je između dve ploče prese i postavljen u višestepenoj presi. Ploča od vlakana presovana je u presi pod pritiskom od 8 MPa i na temperaturi od 160°C za oko 15 minuta. Presa je zatim ohlađena do približno 35 °C, pritisak je spušten i presa je otvorena. Dobijena ploča, koja se takođe može nazvati kompaktna ploča, i dalje je imala debljinu od 6 mm i karakterisala se sledećim vrednostima:

Debljina: 6,0 mm

Gustina: 1.480 kg/m<3>

Ispitivanje pri ključanju u ključaloj vodi prema EN 438-2.12: 1.3 % porasta mase i kvalitet 5 prema vizuelnoj kontroli;

Otpornost na vlažnu toplotu prema EN 438-2.14 sa povećanjem mase od 1.8 % i stepen 5 prema vizuelnoj kontroli;

Otpornost na udar velikom kuglom prema EN 438-2.21: 2700 mm;

Čvrstoća na savijanje prema EN ISO 178: 127 MPa;

Jungov modul prema EN ISO 178: 11500 MPa;

Otpornost na suvu toplotu na 160 °C prema EN 438-2.16: stadijum 5;

Otpornost na vlažnu toplotu na 100 °C prema EN 438-2.18: stadijum 5;

Dimenzionalna stabilnost na povišenoj temperaturi prema EN 438-2.17: 0.2 % uzdužno i 0.35 % poprečno.

[0034] Gornji primer postupka modifikovan je dodavanjem nekog usporivača gorenja u vezivo da bi se postigla zaštita panela na bazi drveta prilikom požara klase B1. Drvena vlakna su pulpirana kao što je opisano u prvom primeru. Međutim, korišćeno vezivo fenolna smola umešano je sa aluminijumhidroksidom, i 35 kg aluminijumhidroksida dozirano je na 65 kg tečne smole (sa sadržajem čvrstih materija od 58 %, ovo odgovara 37.7 kg smole) i mešavina je mešana. Aluminijumhidroksid imao je prosečnu veličinu zrna od 57 µm. Drvena vlakna su zatim mešana u uređaju za mehaničko lepljenje sa mešavinom veziva i aluminijumhidroksida u odnosu od oko 1:1, tj.1 kg mešavine na 1 kg drvenih vlakana. Zalepljena vlakna su zatim osušena do sadržaja vlage od 4.5 do 6 % i dalje obrađena kao u primeru 1. Dobijena ploča imala je gustinu od 1650 kg/m<3>, debljinu od 6 mm i dostigla je klasu B1 prema DIN 4102-1, što je čini otpornom na požar i pogodnom za građevinske projekte gde su potrebni građevinski materijali klase B1. Ploča od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana može, u osnovi, da se proizvodi i u diskontinuiranim višestepenim presama, pri čemu su priprema vlakana i lepljenje isti kao što je prethodno opisano, kao što je ranije bilo uobičajeno za proizvodnju MDF.

4. Opis poželjnih načina ostvarivanja

[0035] U nastavku je ovaj pronalazak detaljnije objašnjen upućivanjem na priložene crteže.

[0036] Fig.1 je šematski blok dijagram redosleda postupka ovog pronalaska; i

[0037] Fig.2 šematski prikazuje liniju proizvodnje inventivnog panela na bazi drveta.

[0038] Fig.1 prikazuje šematski dijagram toka inventivnog postupka za proizvodnju panela na bazi drveta. U S1 fazi obezbeđuje se drvna sečka. U S2 fazi, drvna sečka se obrađuje u drvena vlakna njenim pulpiranjem u mlinu tokom nekoliko minuta pod pritiskom od 0.4 do 1.6 MPa (4 do 16 bar). U S3fazi, drvena vlakna se lepe fenolnim smolama, na primer pomoću linije uduvavanja ili sistema za mehaničko lepljenje koji su poznati iz MDF proizvodnje. U S4fazi, zalepljena drvena vlakna se prethodno sabijaju u ploču od hemijski reaktivnih vlakana u presi za oblikovanje na temperaturama presovanja ispod 110°C dok se, u S5fazi, ploče od prethodno sabijenih vlakana presuju u željene panele na temperaturama između 130 i i8o°C. Stručnjaku u ovoj oblasti poznato je da su dodatne faze postupka moguće između, pre i nakon pomenutih faza postupka, kao što su, posebno, sušenje drvne sečke i/ili drvenih vlakana ili nanošenje kraft papira natopljenih melaminskom smolom, prečišćavanje drvne sečke i/ili proizvedenih drvenih vlakana, itd.

[0039] Fig.2 šematski prikazuje liniju za proizvodnju inventivnog panela na bazi drveta. Drvna sečka uvodi se u mlin 10 pomoću transportnog uređaja 14. U mlinu 10 se drvna sečka usitnjava u drvena vlakna koja se zatim uvode u sušaru 12 gde se suše. Iz sušare 12 se drvena vlakna uvode u postrojenje 16 za lepljenje, gde se na njih nanosi tečna fenolna smola. Zalepljena vlakna 40 odlažu se na transportni uređaj i uvode u presu 20 sa dvostrukim trakama za prethodno sabijanje. U trakastoj presi 20, temperature traka prese su povećane, ali se održavaju ispod 110 °C da bi se izbegla hemijska reakcija smole u zalepljenim vlaknima 40. Na izlazu iz prese 20 sa dvostrukim trakama obezbeđena je ploča 42 od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana, koja ima gustinu od oko 650 do 750 kg/m<3>. Ova ploča 42 od prethodno sabijenih vlakana se zatim uvodi u višestepenu presu pod visokim pritiskom za završno sabijanje. U ovoj presi se ploča od vlakana dalje sabija dejstvom toplote i pritiska i, posebno, vezivo se hemijski umrežava. Druga presa radi na znatno višim temperaturama u odnosu na prvu presu sa kontinualnim radom za prethodno sabijanje. Određenije, temperature druge prese su oko 130 do 180 °C. Pored toga, znatno viši specifični pritisak presovanja do 10 MPa primenjuje se u drugoj presi. Nakon postupka presovanja na presi dobija se panel sa gustinom od približno 1600 kg/m<3>. Panel se može podvrgnuti dodatnim fazama obrade, a posebno se može iseći na željene veličine.

Spisak pozivnih oznaka:

[0040]

10 mlin

12 sušara

14 drvna sečka

16 postrojenje za lepljenje

20 presa sa dvostrukim trakama za prethodno sabijanje

40 zalepljena vlakna

42 ploča od prethodno sabijenih vlakana

1

Claims

Patentni zahtevi

1. Postupak za proizvodnju panela (44) na bazi drveta, koji obuhvata sledeće faze u navedenom redosledu:

• obezbeđivanje drvne sečke;

• usitnjavanje drvne sečke u drvena vlakna u mlinu (10) za 3 do 20 minuta pod pritiskom od 4 do 16 bar;

• lepljenje drvenih vlakana fenolnom smolom, pri čemu maseni odnos na osnovu sadržaja čvrstih materija u smoli prema drvenim vlaknima iznosi 10 do 50 delova smole na 100 delova drvenih vlakana;

• prethodno sabijanje vlakana u presi (20) na temperaturama presovanja ispod 110 °C da bi se formirale ploče od hemijski reaktivnih vlakana; i

• presovanje ploča od prethodno sabijenih vlakana u panele na temperaturama između 130 i 180 °C.

2. Postupak prema zahtevu 1, pri čemu se utroši količina energije od 25 do 70 kWh/t pri usitnjavanju drvne sečke.

3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu maseni odnos na osnovu sadržaja čvrstih materija u smoli prema drvenim vlaknima iznosi 10/100 do 40/100, poželjnije 15/100 do 30/100 i najpoželjnije 15/100 do 25/100.

4. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se prethodno sabijanje vlakana izvodi na takav način da fenolna smola ne podleže nikakvoj hemijskoj reakciji.

5. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu ploče od prethodno sabijenih hemijski reaktivnih vlakana imaju gustinu od 300 do 900 kg/m<3>, poželjnije od 500 do 800 kg/m<3>, i još poželjnije od 650 do 750 kg/m<3>.

6. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se presovanje ploča od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana u panele izvodi na temperaturama između 140 i 170°c, poželjnije između 140 i 160°C.

7. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se presovanje ploča od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana u panele izvodi na pritisku presovanja od 4 do 10 MPa, poželjno 7 do 9 MPa.

8. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se u vezivo dodaju mineralna punila.

9. Postupak prema zahtevu 8, pri čemu se mineralna punila dodaju u nekoj količini od 5 do 150 mas.% računato po masi veziva, poželjno 10 do 100 mas.%, i najpoželjnije 35 - 90 mas.%, računato po sadržaju čvrstih materija u vezivu.

10. Postupak prema zahtevu 8 ili 9, pri čemu mineralna punila obuhvataju usporivače gorenja, kao što su, posebno, aluminijumhidroksid ili borati.

11. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se u vezivo dodaju mineralna punila neke vrste i u nekoj količini da gotov panel od drvenih vlakana postigne kvalitet ponašanja prilikom požara B1 prema DIN 4102-1, ili bolji.

12. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se neorganska jedinjenja fosfora dodaju u vezivo, posebno poželjno u kombinaciji sa jedinjenjima koja sadrže azot, kao što su amini.

13. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se u vezivo dodaju mineralna punila, pri čemu su mineralna punila čestice sa prosečnom veličinom čestica od 10 nm do 150 µm, poželjno 500 nm do 50 µm, i najpoželjnije 800 - 900 nm.

14. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se faza usitnjavanja drvne sečke u drvena vlakna izvodi pod pritiskom od 0.5 do 1.6 MPa (5 do 16 bar), poželjno 0.6 do 1.5 MPa (6 do 15 bar) i najpoželjnije na 0.8 do 1.5 MPa (8 do 15 bar).

15. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se faza usitnjavanja drvne sečke u drvena vlakna izvodi u mlinu u trajanju od 3 do 18 minuta, poželjno 3 do 15 minuta, i najpoželjnije u trajanju od 3 do 10 minuta.

16. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se lepljenje drvenih vlakana vezivom izvodi u liniji uduvavanja.

17. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se drvena vlakna lepe vezivom pomoću mehaničkog lepljenja.

18. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu maseni odnos na osnovu sadržaja čvrstih materija u vezivu prema drvenim vlaknima iznosi 10/100 do 50/100, poželjnije 15/100 do 40/100, i najpoželjnije 15/100 do 25/100.

19. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se prethodno sabijanje u ploče od hemijski reaktivnih vlakana izvodi u kontinuiranoj presi na takav način da su ploče od vlakana presovane do gustine od 300 do 900 kg/m<3>, i poželjno do 650 do 750 kg/m<3>.

20. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu temperatura zalepljenih drvenih vlakana tokom prethodnog sabijanja iznosi između 30 i 110°C, poželjnije između 50 i 105°C, poželjnije između 60 i 100°C, i najpoželjnije između 70 i 100°C.

21. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se prethodno sabijanje u ploče od hemijski reaktivnih vlakana izvodi u kontinuiranoj presi na temperaturi traka prese od 15 do 150°C, poželjno od 30 do 140°C, dalje poželjno od 60 do 140°C, i najpoželjnije od 70 do 110°C, tako da temperatura u središtu ploča od hemijski reaktivnih vlakana, koje se proizvode, ne pređe 110°C.

22. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se drvena vlakna uvode u fazu lepljenja sa sadržajem vlage od 2 do 8 %, poželjno 3 do 5 %.

23. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se ploče od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana sabijaju u panele koji imaju gustinu od 1200 do 1900 kg/m<3>, poželjno 1400 do 1650 kg/m<3>i još poželjnije 1450 do 1550 kg/m<3>.

24. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se ploče od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana obezbeđuju dekorativnim papirima impregniranim melaminskom smolom, pre presovanja u panele.

25. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se ploče od prethodno sabijenih, hemijski reaktivnih vlakana obezbeđuju kraft papirima impregniranim fenolnom smolom sa obe strane ili sa jedne strane, pre faze presovanja u panele.

1