CZ20004819A3

CZ20004819A3 - Způsob výroby kompozitních desek, majících alespoň jeden hotový povrch, lisováním párou

Info

Publication number: CZ20004819A3
Application number: CZ20004819A
Authority: CZ
Inventors: Brian Bonomo; Pete Walsh; Kelly Moehr; Alex Vergara; Michlle Merrell
Original assignee: Masonite Corporation
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-07-11
Also published as: HK1039469A1; JP2002518222A; CN1125711C; EP1757418B1; AR018930A1; WO1999067069A1; ZA200006939B; RU2223853C2; EP1113911B1; DE69936870D1; KR100483472B1; PL191323B1; BR9911845B1; EP1757418A2; US6187234B1; NO20006632L; PL345058A1; CZ301435B6; BR9911845A; AU4836099A

Description

Způsob výroby kompozitních desek, majících alespoň jeden hotový povrch, lisováním párou

Oblast techniky obecně týká způsobu výroby kompozitních desek, třískové

Vynález se jako jsou dřevotřískové desky, dřevovláknité desky nebo podobně, a zejména kompozitních desek, majících alespoň například ražený, hlazený nebo z třískového koberce, složeného a/nebo vláken a z tvrditelného desky, způsobu hotový Deska se se týká jeden vzorovaný.

z dřevěných částic, vytvrditelného nebo například pryskyřice.

Dosavadní stav techniky j ako jsou desky, třískových výroby povrch, : vyrábí třísek poj iva, se mohou

Kompozitní dřevěné. výrobky, vytvářet zhutňováním volných z lignocelulózových materiálů za tepla a tlaku, dokud tyto materiály k sobě vzájemně nepřilnou pro vytvoření pevného jako dřevěného výrobku. Lignocelulózové. tvar dřevěných materiálů, jako jsou a/nebo podobně, a bude pochopitelné, použity se vzájemnou zaměnitelností, lignocelulózové materiály s použitím pro zhutňování, bez dodatečného materiály tvořící třískový koberec upravují pojivém, pryskyřice, před použitím tepla a tlaku, těchto materiálů a zlepšení výsledných koberců materiály mohou přebírat částice, třísky, vlákna že tyto výrazy I když je možné vhodného tepla a upravování, f

j sou zde spojovat podmínek obvykle se jako je ke zvýšení přilnavosti vlastností hotového výrobku.

• · • · · · · · • · · · · · · • · · · · · · · • ···· · · · ···· · · • · · · · · •··· · ·· ·

Zhutňováni třískového koberce seobvykle provádí na lise. Běžný lis ke zhutňováni kompozitního dřevěného třískového koberce, upraveného pojivém, na speciálně vylisovaný tvar, jako je například deska, obsahuje dvě protilehlé lisovací desky, uspořádané ve vzájemném odstupu, pro vymezení dutiny lisovací formy. Obvykle je jedna deska odporově ohřívána, jako pomocí elektrických ohřívacích vinutí nebo průchodem ohřívaného kapalného nebo plynného média, jako je pára, obvody umístěnými v tělese desky. Po dotyku s třískovým kobercem se převádí teplo z desky na třískový koberec vedením tepla. Lisovací desky, používané u běžného lisu, t.j. běžné lisovací desky, mají obvykle pro kontakt s třískovým kobercem povrch, který je bez děr nebo otvorů. Takové otvory v kontaktním povrchu desky by mohly způsobit nedokonalosti na povrchu hotového výrobku. Běžné lisovací desky jsou tedy vhodné k lisování desek, majících „hotový povrch, například povrch, který nevyžaduje další mechanické zpracování nebo strojní obrábění v operacích po lisování, jako je pískování nebo hoblování, k dosažení povrchu vhodného pro trh. Protože operace po lisování, jako je pískování nebo hoblování, nejsou nutné pro desky vyráběné na běžném \lise, může být běžná lisovací deska upravena pro vytváření hladkého „hotového povrchu, nebo raženého nebo vzorovaného „hotového povrchu. Následně po vyjmutí z lisu se může deska prodávat taková, jaká je, nebo může být„hotový povrch desky upraven ochranným a/nebo dekoračním povlakem, jako barvením nebo mořením, k dosažení zdokonaleného výrobku vhodného pro trh.

Lisy používající běžné lisovací desky mají několik nevýhod. Lisy používající běžné lisovací desky mohou být nevhodné pro vytvrzování některých pryskyřic, které se vytvrzují při vysokých teplotách, protože přestup tepla z běžné Lisovací desky dovnitř třískového koberce může být pomalý, a tím způsobí teplotní rozdíly v průběhu tloušťky třískového koberce, které jsou nevhodné pro správné vytvrzování. Například materiály

blízko povrchu třískového koberce mohou být vystaveny nadměrnému teplu, které způsobí příliš rychlé vytvrzování pryskyřice a zapálení kompozitních materiálů, což negativně ovlivní takové vlastnosti, jako vzhled a pevnost spojení. Naopak, vnitřek třískového koberce může být vystaven nedostatečnému teplu, takže kompozitní materiál se nedostatečně zhutní a pryskyřice se plně nevytvrdí, což oslabí vnitřní pevnost spojení. Z uvedených důvodů, t.j. z rozdílů ohřevu v tloušťce třískového koberce během zhutňování a/nebo vytvrzování vyplývají negativní účinky na vlastnosti kompozitní desky, takže běžné lisovací desky jsou nevhodné pro vytvrzování poměrně tlustých deskových výrobků.

I když jsou také běžné lisy úspěšné při výrobě dřevovláknitých výrobků, za použití pouze vedení tepla (lisování za tepla), současné výrobní požadavky vyžadují kratší doby cyklu na lise a použití pryskyřic s vyššími teplotami k výrobě vysoce strukturovaných výrobků, s vyšší hustotou, a někdy i silnějších dřevovláknitých výrobků. Je známo, že tyto nevýhody běžných lisovacích desek mohou být překonány přiváděním nebo vstřikováním páry přímo do třískového koberce, skrze upravené lisovací desky, opatřené k tomuto účelu vstřikovacími otvory. To je obecně známo pod názvem „lisování se vstřikováním páry. Pára prochází ze vstřikovacích otvorů do mezilehlých (intersticiálních) prostorů mezi dřevěné částice, třísky a/nebo vlákna, tvořící třískový koberec, a tím přivádí teplo rychle a stejnoměrně dovnitř třískového koberce. Lisování se vstřikováním páry má několik výhod. Lisování se vstřikováním páry urychluje vytvrzování obvykle dimenzovaných desek, používajících běžné pryskyřice, a tak významně zkracuje lisovací cykly. Lisování se vstřikováním páry také umožňuje použití pryskyřic s vysokou teplotou vytvrzování, které nejsou obvykle vhodné k použití v běžném lisování, a které mohou být levnější, bezpečnější a/nebo jejich důsledkem může být výrobek s vyšší soudržností. A vstřikování páry umožňuje zhutňo-vání a • · • · · ♦ ·· · • · · · · ·· • ·····«· ·· • · ♦ · ·♦ ···· · ·· ♦ · · · · ·

-4vytvrzování poměrně tlustých kompozitních desek, které se buď správně nevytvrdi v běžných lisech, nebo se nevytvrdí dost rychle, pro vytvořeni výrobku s konkurenčně schopnými náklady. Vstřikování páry je tedy známé k rychlému vytvrzování kompozitního výrobku, ke zlepšení jakosti výrobku a ke zkrácení výrobního času pro dřevěné kompozitní výrobky, zejména výrobky o velké tloušťce.

Prospěch a výhody vstřikování páry mohou být významně zvýšeny zaváděním vstřikování do utěsněného lisu, t.j. do lisu s odizolovanou dutinou lisovací formy od okolní atmosféry. Toho se dá dosáhnout utěsněním obvodu této dutiny. Alternativně může být celý lis izolován v utěsněné komoře. Utěsněný lis významně snižuje nebo eliminuje ztrátu cenné páry a usnadňuje vstřikování páry do třískového koberce při zvýšených teplotách a tlacích.

Lisování se vstřikováním páry je obecně považováno za nevhodné k výrobě „hotového povrchu deskového výrobku, protože jak bylo shora uvedeno, otvory v lisovací desce obvykle způsobují nedokonalosti na povrchu vylisovaného výrobku. Takové nedokonalosti musí být odstraňovány strojně nebo mechanicky, například pískováním nebo hoblováním, ve výrobních operacích po lisování, a tím zvyšují náklady a složitost výroby. Kromě vstřikovacích otvorů musí mít lisovací desky pro vstřikování páry kanálky v kontaktním povrchu s třískovým kobercem, pro řízení proudu vstřikované páry na povrchu třískového koberce, do různých částí tohoto třískového koberce.

Ve způsobu zde označeném jako „jednostranné vstřikování páry, se třískový koberec lisuje mezi jednou deskou pro vstřikování páry (deskou, mající vstřikovací otvory a mezi běžnou lisovací deskou, bez vstřikovacích otvorů. Pára vstřikovaná touto jednou deskou pro vstřikování páry urychluje vytvrzování třískového koberce a zkracuje lisovací cykly. Běžná

• · •· φ φφφ · ♦· ♦ ♦ · · φ φ φφ • ······· · · • · · φφφ • · φ φφ φφφ

-5deska ve způsobu jednostranného vstřikování páry zabraňuje nežádoucím nedokonalostem na jednom povrchu vylisovaného výrobku, které by obvykle byly důsledkem vstřikovacích otvorů lisovacích desek pro vstřikování páry. Ve způsobu jednostranného vstřikování páry je však vzduch v mezilehlých (intersticiálních) prostorech v nevytvrzeném třískovém koberci stlačován přední stranou páry, procházející od lisovací desky pro vstřikování páry směrem k běžné lisovací desce, která je bez vstřikovacích otvorů. Současně druhá strana páry, která je z vlhkosti převedena na páru vedením tepla z běžné lisovací desky, může stlačovat zachycený vzduch směrem k lisovací desce pro vstřikování páry. Tak je vzduch zachycen v jádru třískového koberce, obvykle blíže k běžné lisovací desce než k lisovací desce pro vstřikování páry, jestliže je pára vstřikována pod tlakem. Vzduch nemůže odvětrat nebo uniknout skrze běžnou lisovací desku, která nemá žádné otvory, a je zachycen mezi přední stranou vstřikované páry a mezi běžnou lisovací deskou, nebo mezi přední stranou vstřikované páry a mezi druhou stranou páry. Jestliže se tento způsob provádí v utěsněném lise, problém se zvyšuje v důsledku toho, že zachycený vzduch nemůže uniknout skrze okraje třískového koberce. Zachycený vzduch blokuje páru před kontaktem s pojivém a před plným vytvrzením pojivá. Zachycený vzduch může dále způsobit „vyfukování nebo jiné nedokonalosti hotového výrobku. Výsledná deska má nízké fyzikální vlastnosti.

V patentu US 4,162,877, vydaném na jméno D.W.Nyberg, je uveden systém lisování se vstřikováním páry, který obsahuje dvě protilehlé lisovací desky, vymezující dutinu lisovací formy, do níž se ukládá vláknitý koberec, a kde se lisuje na požadovaný tvar. Pouze spodní lisovací deska je deska s rozdělováním a vstřikováním páry, která obsahuje potrubí zásobující vstřikovací otvory, k vytváření fluidního spojení mezi dutinou lisovací formy, a jak vnějším zdrojem páry, tak s větracím

9

999999

9 9 9 9 99

9 9 9 9 9 99

999999 9 9999 99 • 9 9 9 99

9999 999 9

-6systémem, oddělenými pomoci řídících ventilů. Horní lisovací deska neobsahuje vstřikovací nebo větrací otvory nebo trysky.

Při provozu systému podle US 4,162,877, když je vláknitý koberec umístěn v dutině lisovací formy, se pára z přívodu páry přivádí potrubím a otvory spodní lisovací desky a vstřikuje se do slisovaného vláknitého koberce, umístěného v dutině formy. Po zvoleném časovém údobí se pomocí řídících ventilů uzavře přívod páry, a následně se otevře dutina lisovací formy pro větrací systém. Větrací systém používá potrubí a vstřikovací otvory rozdělovači a vstřikovací desky k odvádění páry a vlhkosti z dutiny lisovací formy.

Jelikož protilehlá (horní) deska podle patentu US 4,162,877 je „čistá, může se použít jako razící deska pro vtisknutí struktury do vylisovaného vláknitého koberce, ale jenom tehdy, jestliže tento koberec má hustotu nižší než 0,7. Při jakékoliv vyšší hustotě, podle tohoto patentu, se musí použít pletivo, pro zabránění zachycení vzduchu těsně u horní lisovací desky. Naneštěstí, pro mnoho použití razícího lisu, je hustota vláknitého koberce vyšší než 0,7 a jakékoliv použití drátěného pletiva, jak se předpokládalo podle patentu US 4,162,877, by předem vyloučilo použití desky s razícím povrchem na protilehlé lisovací desce.

Je známo, že zachycený vzduch může být odstraněn nebo odvětrán z třískového koberce „propláchnutím páry skrze koberec. Pára vstříknutá do třískového koberce je protlačována jeho tloušťkou a je odváděna z třískového koberce tak, že vytlačuje nebo unáší zachycený vzduch z třískového koberce. Vzduch může být „vypláchnut například skrze okraje třískového koberce. Avšak proplachování páry skrze okraje třískového koberce je neúčinné při výrobě některých rozměrných dřevěných výrobků, vlivem poměrně malé okrajové plochy vzhledem k velké povrchové ploše třískového koberce, která je v kontaktu • · s lisovacími deskami. Proplachování páry skrze okraje není také vhodné v použití s utěsněným lisem nebo u koberců o vysoké hustotě, v nichž je omezen průtok. Pára se může alternativně vstřikovat do třískového koberce z jedné lisovací desky se vstřikováním páry a odváděna protilehlou lisovací deskou, opatřenou otvory pro vytvoření „příčného průtoku páry napříč tloušťkou třískového koberce..V patentu US 4,684,489 na způsob výroby kompozitních dřevěných panelů je uvedeno stlačování do první stlačené polohy, bez vstřikování páry, následné lisování párou od jedné konečné „proplachováním párou desky k protilehlé vstřikovací desce, se vstřikováním páry od obou s přerušovaným vstřikovací stlačování desek a operace vakuování.

I když existuj ící konstrukce lisu s průtokem umožňuj e, aby pára vyhřívala všechny „příčným oblasti třískového koberce rovnoměrně účinně, předem vylučuj e použití razících . lisovacích desek, kde jeden povrch dutiny zůstane „čistý, pletiva, zářezů bez jakýchkoliv vstřikovacích trysek, bez nebo otvorů, t.j., že na povrch stlačeného třískového koberce může být vyražena vysoká struktura. Tento způsob není proto vhodný k výrobě desky, mající alespoň jeden „hotový povrch.

Časopisecké zveřejnění od Ernesta W.Hsu, o názvu „Praktické technologie lisování párou pro dřevěné kompozitní materiály, uvedené na sympoziu University státu Washington, International Particleboard/ Composite Materials, Pullman, Washington, 10. dubna 1991 (dále „HSU 1991) obecně uvádí, že vstřikování páry je vhodné k výrobě tlustých deskových výrobků. Na straně 79 tohoto odkazu Hsu uvádí následující příklad vhodného parního cyklu: zavřít lis, vstřikování nízkotlaké páry (11 psi - 76 kPa - po dobu 30 sekund), výfuk páry, vstřikování nízkotlaké páry, vstřikování vysokotlaké páry, výfuk páry a otevření lisu. Hsu také vysvětluje, že „jestliže se vstřikování opozdí, třískový koberec pro panel s vysokou hustotou může být příliš stlačený ·· · ·· · ·· ·♦· ··· ··« • · · ···· ·· • ······ ······· · • · · · · · · ·· · · · ·· · ·· · pro účinné proniknuti páry, nízký.

-8zejména, jestliže je tlak páry

Proto zde vyvstává potřeba vytvořeni způsobu jednostranného vstřikování páry, kterým by se mohly vyrábět tlusté desky, s vhodnou pevností a konzistencí a alespoň ,s jedním hotovým povrchem.

Podstata vynálezu

Tento vynález je zaměřen na způsob výroby kompozitních dřevěných výrobků v parním lise, v němž se třískový koberec plně zhutňuje před vstřikováním páry. Po úplném zhutnění následuje vstřikování nízkotlaké páry a větrání postačující k vytlačení vzduchu z třískového koberce, a potom se vstřikuje vysokotlaká pára, pro vytvrzení pryskyřice.

Tento způsob se s výhodou provádí na lise s „jednostranným,, vstřikováním páry, t.j. na lise, který má lisovací desku pro vstřikování páry, umístěnou proti hladké nebo vzorované běžné lisovací desce.

Způsob obsahuje následující kroky, za použití páry : nejdříve se plně zhutňuje třískový koberec, potom se vstřikuje nízkotlaká pára (25 až 75 psi - 172 až 517 kPa, zejména 50 psi - 345 kPa, po dobu 30 až 120 sekund, zejména 90 sekund), potom následuje větrání vstřikovacími otvory pro páru v deskách pro vstřikování páry, postačující pro odvedení zachyceného vzduchu z třískového koberce a nakonec se vstřikuje vysokotlaká páry (100 až 250 psi - 689,5 až 1724 kPa, zejména 200 psi - 1379 kPa, po dobu 30 až 120 sekund, zejména 90 sekund).

·· · ··· ··· *··· • · · ···· · · · ······· ······· · · • · ♦ · · ··· ···· · ·· · ·· ···

-9Tento způsob umožňuje stejnoměrné vytvrzování zhuštěných vláknitých koberců, upravených pojivém, za použití jedné desky pro rozdělování páry a jedné běžné desky. Takže se tímto způsobem prakticky razí hotový povrch na straně kompozitní desky, stlačované běžnou deskou.

Další provedení tohoto způsobu obsahuje následující kroky: nejdříve se vstřikuje nízkotlaká pára z první desky do první části tloušťky třískového koberce, s použitím páry postačující ke zvýšení teploty této první části tloušťky třískového koberce na 100°C nebo vyšší, dále následuje větrání první desky, vedení tepla ze druhé desky do druhé části tloušťky třískového koberce prouděním, tepla postačujícího k eliminování intersticiálního vzduchu z třískového koberce a nakonec se vstřikuje vysokotlaká pára z první desky pro vytvrzení třískového koberce.

Příklady vynálezu

Podle tohoto způsobu se zejména připraví dřevní vlákno běžnými způsoby pro vytvoření třískového koberce. Dřevní vlákno se také běžnými způsoby upravuje a tvaruje do tvaru třískového koberce tak, že hmotnostní obsah výsledné utěsněné vylisované desky je následující: dřevní vlákno mající 5 až 15 % obsahu vlhkosti, 4 až 8 % pojivá z fenolové pryskyřice, 1 až 4 % vosku a 0,5 až 1,0 % tetraboritanu trizinečnatého. Je pochopitelné, že hmotnostní obsah je v podstatě stejný před a po lisování, založený na celkové sušině desky. Obsah vlhkosti třískového koberce před lisováním je přibližně 7 až 12 % a obsah vlhkosti vylisovaného deskového výrobku je asi 4 až 8 %. Vosk propůjčuje utěsněnému vylisovanému výrobku vlastnosti odpuzující vodu. Tetraboritan trizinečnatý působí jako fungicid, a chlorid hlinitý zvyšuje obrobítelnost utěsněného vylisovaného výrobku. Může se použít ostatních známých přísad • 4 · 44 4·· • 4 4 · · ··· • 44 · ♦ · · ·· * ···· · · · ··>· · 4» • 4 4 4 4 44

4444 4 444·4

-10nebo úprav pro dřevní vlákna, jak je to vyžadováno. Jak bylo shora uvedeno, tento způsob bude mít také dobrou účinnost u třískového koberce vyráběného z jiných lignocelulózových materiálů, jako jsou například dřevěné třísky nebo částice.

Výhodným pojivém je fenolová pryskyřice, která je pomalu tvrdnoucí, a má alkalitu nižší než 2,5 % a pH nižší než 10. Doba gelováni výhodné pryskyřice ve vařící vodě by měla být delší než 20 minut, a v přednostním provedení v rozsahu 20 až 60 minut. (Doba gelováni ve vařící vodě je určena standardním testem pro pryskyřici, používaným ke stanovení relativní rychlosti tvrdnutí různých typů pryskyřice nebo různých sloučenin pryskyřice měřením rychlosti tvrdnutí pryskyřice při 212°F (100°C) ) . K dřevním vláknům se přidává pojivo a směs se tvaruje do vláknitého koberce, který je úplně stlačen mezi lisovacími deskami se přivede teplo vytlačení vzduchu koberec pro vytvrzení například termosetové formaldehydová, lisu. Po úplném stlačení třískového koberce ve formě páry v prvním vstřikování druhém vstřikování a ve pryskyřice. ( pryskyřice, fenol-formaldehydová,

Ostatní j ako pro skrze třískový pojivá, jako je močovinoresorcinol-formaldehydová, kondenzovaná furfyryl alkoholová pryskyřice nebo organické polyisokyanáty, jsou vhodné pro použití v tomto způsobu. Pojivo vzájemně spojuje dřevní vlákna, pro zajištění strukturální integrity stlačeného vláknitého koberce a jeho udržování v požadovaném vylisovaném tvaru.

Dříve se předpokládalo, že jednostranné vstřikování páry se nemůže provádět u vysoce zhuštěného třískového koberce, zejména třískového koberce, majícího velký příčný průřez, kvůli problémům spojených s pronikáním páry, zachyceným vzduchem a vyfukováním pryskyřice. Předpokládalo se, že zhutňování zabrání účinnému pronikání páry. Zvýšení tlaku vstřikované páry k usnadnění pronikání páry vede k tomu, že se přední strana páry pohybuje od lisovací desky pro vstřikování páry směrem k

··· · běžné lisovací desce, což je známé k zachycováni vzduchu. Zachycený vzduch nemůže uniknout skrze běžnou lisovací desku a dosahuje tlaku, který se rovná tlaku vstřikované páry. Zachycený vzduch blokuje páru před kontaktem s pojivém v některých částech třískového koberce, a tak zabraňuje správnému vytvrzení těchto částí třískového koberce. Kromě toho po otevření dutiny lisovací formy může náhlé uvolnění tlaku působící na zhutněný a vytvrzený výrobek způsobit podobné závady, jako například poškození nebo nedokonalost hotového výrobku. Dále se předpokládá, že vstřikování vysokotlaké páry způsobí vyfukování pryskyřice, t.j. nežádoucí odstranění pryskyřice z dřevěných třísek nebo dřevních vláken silou vstřikování páry, obvykle v částech třískového koberce, nejblíže ke vstřikovacím otvorům. Vyfukování pryskyřice vede k závadám u hotového výrobku.

Bylo objeveno, že tento způsob řeší problém zachyceného vzduchu, přičemž zabraňuje vyfukování pryskyřice. Vstřikováním nízkotlaké páry, které je následované větráním, se vytlačuje vzduch z třískového koberce. Vyfukování pryskyřice se zabrání úplným zhutněním třískového koberce a udržováním zavřeného lisu, před použitím jakéhokoliv vstřikování páry. Vyfukování pryskyřice se dále zabrání důkladným odvětráním tlaku ze zhutněného třískového koberce, zejména pomocí vstřikovacích otvorů, před otevřením dutiny lisovací formy, pro uvolnění hotového výrobku. Zabránění vyfukování pryskyřice a eliminování zachyceného vzduchu dovoluje použití vysokotlaké páry, která dokonale proniká třískovým kobercem, pro vytvrzení pryskyřice. Vysokotlaká pára dále umožňuje rychlé vytvrzování pojiv, majících dlouhou vytvrzovací dobu a/nebo vysokou vytvrzovací teplotu, jako jsou například fenolové pryskyřice. Fenolové pryskyřice, použité v malých množstvích, vytvářejí vlastnosti pro vytvrzení, srovnatelné s jinými známými pryskyřicemi, a jejich použití je tedy hospodárnější. Fenolové pryskyřice se považují za bezpečnější než běžně přednostně používané • · • ·

-12pryskyřice MDI. Takže výsledná hotová deska vykazuje zlepšené vlastnosti, a vyrábí se levnějším a bezpečnějším způsobem v lisovacích časech, srovnatelných se známými způsoby.

Po úpravě a vytvarování třískového koberce se třískový koberec přivede do lisu. Lis s jednostranným vstřikováním páry, který se může použít ke stlačení třískového koberce a pojivá do speciálně lisovaného tvaru, obsahuje dvě lisovací desky s protilehlými povrchy, které vymezují horní, resp. dolní část dutiny lisovací formy. Lis má běžnou lisovací desku pro lisování za tepla, s „čistým povrchem, bez vstřikovacích nebo větracích otvorů. Tento „čistý lisovací povrch běžné lisovací desky je obrácen k lisovacímu povrchu s otvory lisovací desky pro vstřikování páry. Kolem obvodu běžné lisovací desky je upevněn dorazový rám. Tímto dorazovým rámem jsou tedy vymezeny okraje dutiny lisovací formy. Když je lis uzavřen, dorazový rám je utěsněn „0 kroužkem proti obvodu lisovací desky pro vstřikování páry, pro vytvoření utěsněné dutiny lisovací formy. Dorazový rám může sloužit k různým funkcím, včetně vytvoření tloušťky dutiny lisovací formy od lisovací desky k lisovací desce, minimalizování ztráty páry na okrajích třískového koberce a dalšího stabilizování třískového koberce během lisování.

Protože běžná lisovací deska má povrch bez otvorů, je vhodná k lisování „hotového povrchu na jedné straně zhutněného třískového koberce. Jak bylo shora uvedeno, hotový povrch zhutněné desky může být hladký nebo může být ražený s vysoce strukturovaným vzorem. Lisovací deska pro vstřikování páry má na lisovacím povrchu řadu vstřikovacích otvorů, které jsou zásobovány potrubím pro rozdělování páry v tělese této lisovací desky. Řada vstřikovacích otvorů a potrubí vytváří fluidní spojení mezi dutinou lisovací formy, a jak vnějším zdrojem páry, tak větracím systémem do atmosféry, oddělených řídícími ventily. Tato lisovací deska je upravena tak, aby pomocí • · 4 • · · * · 4 · · · • · · ···· 1 · • ···· · · · 4444 4 4 4

4 4 4 4 4 4

4444 4 ·4 « 4 4 4

- 13 řídicích ventilů, vstřikovala páru do třískového koberce skrze vstřikovací otvory a odvětrávala páru, nadměrnou vlhkost a vzduch z třískového koberce stejnými vstřikovacími otvory. Alternativně mohou být v lisovacím povrchu lisovací desky pro vstřikování páry uspořádány vstřikovací otvory, spojené s přívodem páry, a větrací otvory, spojené s větracím systémem, takže vstřikovací a větrací operace mohou být vzájemně odděleny a mohou být samostatně řízeny. V tomto alternativním uspořádání je jediné spojení mezi systémem pro přívod páry a větracím systémem skrze třískový koberec v dutině lisovací formy.

Během provádění způsobu vstřikování páry musí být každá lisovací deska schopna ohřevu, například pomocí elektrického topného vinutí nebo průchodem páry příslušným potrubím umístěným v tělese lisovací desky, na teplotu vyšší nebo rovnající se teplotě vstřikované páry. Udržováním teploty lisovacích desek na teplotě nebo nad teplotou vstřikované páry se zabrání kondenzování vstřikované páry uvnitř třískového koberce a nadměrná vlhkost v koberci se převede na páru.

Když se třískový koberec přivede a umístí mezi lisovací desky a vstřikovací otvory se zavřou, lis se uzavře a třískový koberec se úplně zhutní posouváním alespoň jedné ze dvou lisovacích desek směrem ke druhé lisovací desce do konečné zhutňovací polohy. Tloušťka plně zhutněného třískového koberce je v podstatě tatáž, jako tloušťka konečného výrobku. Například obkladová deska může mít tloušťku přibližně půl palce (12,7 mm), zatímco ostřižená deska může mít tloušťku jeden palec (25,4 mm) nebo větší. Plně zhutněný třískový koberec, t.j. kompozitní deska, má hustotu v rozsahu 0,65 až 0,85 g/cm³. Výhodná hustota zhutněné desky je 0,80 pro desku o tloušťce půl palce a 0,70 pro desku o tloušťce jednoho palce.

Když byl třískový koberec plně zhutněn v dutině Lisovací formy, provede se první vstřikování páry do třískového koberce, • 9 99 • 99 · · · 9 99 9

9 9 9 9 9 9 9 99 • ···· · · · ···· 9 ♦ ·»

Φ · · 4» · · ··

99 9 ti 9 9 9 .99 99 9

-14pod nízkým tlakem, v dostatečném množství a po dostatečnou dobu, pro zvýšení teploty tloušťky třískového koberce alespoň na 100° C, tak, aby tato pára mohla proniknout, t.j. tloušťkou třískového koberce, který neobsahuje intersticiální zachycený vzduch. V této souvislosti je „nízký tlak uvažován jako nižší než 100 psi (689, 5 kPa) . Pro shora uvedený hmotnostní obsah výrobku, byla vstřikována pára při teplotě přibližně 250 až 300° F (121 až 149°C) při tlaku 50 psi (345 kPa) po dobu 90 sekund, pro zvýšení teploty v podstatě celé tloušťky třískového koberce na 212° F (100° C) . Avšak u přednostního materiálu, t.j. u dřevních vláken, ovlivní proměnné, jako je například tloušťka a hustota třískového koberce, použitá pryskyřice, atd., cyklus prvního vstřikování, který může být v rozsahu tlaků 25 až 75 psi (172 až 517 kPa), po dobu 30 až 102 sekund. Je pochopitelné, že jsou uvažované jiné kombinace lignocelulózového materiálu a pryskyřic, které budou vyžadovat vhodný tlak vstřikované páry nižší než 100 psi (689, 5 kPa) , působící po vhodnou dobu, pro proniknutí do těch částí třískového koberce, které nemají zachycený vzduch.

Když bylo dosaženo teploty 212° F (100° C) dostatečné části třískového koberce, zastaví se vstřikování nízkotlaké páry. Ovládáním řídících ventilů pro vstřikování páry a větrací systémy se vstřikovací otvory pro vstřikování páry v lisovacím povrchu přestaví na činnost odvětrání páry, a otevřou se pro tlak, který se blíží atmosférickému tlaku. Vytvořený nízký tlak páry obsažený v koberci se odvede těmito otvory, a unáší sebou přebytečnou vlhkost a vzduch. Dodatečně je teplota běžné desky alespoň stejná nebo vyšší než teplota vstřikované páry. Takže teplo, přiváděné do třískového koberce z běžné desky převádí přebytečnou vlhkost v koberci na páru, která také vytlačuje vzduch větracími vstřikovacími otvory. Tlak ve vstřikovacích otvorech se udržuje blízko atmosférickému tlaku, dokud se těmito otvory nevytlačí vzduch. Když byl vytlačen vzduch zachycený v koberci, přestaví se tyto otvory z větrací činnosti na vstřikovací činnost.

Dále se provádí druhé vstřikování páry do třískového koberce v dostatečném tlaku pro vytvrzení pojivá a zpevnění třískového koberce. Druhé vstřikování páry se provádí s výhodou při vysokém tlaku. V této souvislosti je „vysoký tlak 100 psi (689,5 kPa) nebo vyšší. Pro shora uvedený hmotnostní obsah výrobku, byla vstřikována pára při teplotě přibližně 330 až 400° F (165 až 204°C) při tlaku 90 psi (620) po dobu 90 sekund, ale může se vstřikovat v rozsahu 100 až 250 psi (689,5 až 1724 kPa). Když byla vstříknuta pára o dostatečně vysokém tlaku, pro dosažení požadovaného stupně vytvrzení pojivá, zastaví se vstřikování páry.

Otvory v desce se opět přestaví na větrací činnost, a tlak v koberci se odvede, dříve než se otevře dutina lisovací formy. Po dostatečném odvětrání, pro zabránění závad výrobku, se otevře dutina lisovací formy. Vylisovaná a vytvrzená dřevovláknitá deska se vyjme z formy.

V běžném lise byl známým způsobem vyroben vzorek desky o tloušťce půl palce (12,7 mm) a v utěsněném lise byl vyroben vzorek způsobem podle vynálezu. Srovnání vlastností je sumarizováno dále v Tabulce 1. V pravém sloupci této tabulky jsou uvedeny normy Američan Hardboard Association (Americká asociace lisovaných dřevovláknitých desek).

• ·

-16Tabulka 1

Utěsněné lisování	Běžné	lisování	Američan	Hardboard
				Assotiation
bobtnání při 1
hodinovém vaření <	15 %	<	30 %	žádné
absorpce vody
během 24 hodin <	10 %	<	10 %	<	12 %
bobtnání měřené
24 hodin <	5 %	<	5 %	<	8 %
měrná hmotnost (g/cm³)	80		90
lisovací čas (minut)	3		6
požadované zvlhčování	ne		ano
bez odporu	ano		ne
MOR psi	5000	5000	>	1800
MOE psi	250		250

Uvedené „bobtnání ke hodinovém stanovení vypočítáním při měření použité vynálezci výrobku kompozitní desky, změny tlouštěk desky po ponoření 1 palce (305 mm) vzorku desky do vařící vody vyjmutí z vařící vody se měří tloušťka vzorku desky se s tloušťkou vzorku desky před vařením. Rozdíl měřeními se použije k výpočtu procentuálního poměru srovnávací vaření je poměrné trvanlivosti procentuálního poměru (25,4 mm) 12 palcového hodiny. Po a porovnává mezi těmito po dobu 1 změny.

Výsledky srovnávacích údajů v Tabulce 1 ukazují, že vzorek utěsněného vylisovaného výrobku, vyrobený podle tohoto vynálezu vykazuj e odolnost snížení výrazně zlepšené (nižší) bobtnání při proti hnilobě, nižší měrnou hmotnost nebo eliminování zvlhčování po lisování, va.ření a (hustotu) , a výrazně kratší lisovací čas.

•« · • · · · · · « ·· · ··« · · 4 · 4 44 ······ ······· 4· ♦ 4 4 4 4···

4 4 4 4 ·4 4 ··4 4 4

-17Sniženi nebo eliminování zvlhčování po lisování je důležitou výhodou tohoto vynálezu proti běžnému lisování. Je známé, že kolísání obsahu vlhkosti kompozitního deskového výrobku po výrobě způsobuje nežádoucí rozměrové změny, jako je například lineární roztažení nebo vyboulení výrobku. Během typického konečného použití při vystavení povětrnosti výrobky nabírají a ztrácejí vlhkost, na základě faktorů okolního prostředí, jako například vzdušná vlhkost, déšť, sucho, atd.

Pro zabránění nežádoucích rozměrových změn při konečném použití a vystavení povětrnosti se kompozitní deskové výrobky zvlhčuji po běžných způsobech výroby, ke zvýšení průměrného obsahu vlhkosti výrobku, na úroveň vhodnou pro jednotlivou geografickou nebo klimatickou oblast, za účelem minimalizace kolísání obsahu vlhkosti. Zvlhčování po lisování zvyšuje obsah vlhkosti kompozitních deskových výrobků. Zvlhčování po lisování je obzvláště důležité pro výrobky, vyráběné běžným lisováním lisovacími deskami za tepla, kterým se v podstatě všechna vlhkost „vyvaří během lisování, a tak opouštějí lis téměř s 0 % vlhkostí.

Ideální obsah vlhkosti kompozitního deskového výrobku by měl obvykle být 7 % (v rozsahu 2 %) v oblasti se suchým prostředím a 12 % nebo více v oblasti s vlhkým prostředím. Jak bylo shora uvedeno, desky vyrobené podle tohoto vynálezu, mají obsah vlhkosti 4 až 8 %. Tedy desky, vyrobené podle tohoto vynálezu, jsou obzvláště vhodné pro vnitřní nebo vnější použití v široké oblasti klimatu, s malým nebo žádným zvlhčením po lisování. Použití uvažovaná pro tyto deskové výrobky zahrnují, aniž by byla na ně omezena, ostřižené desky, ohrazení, obložení, podlahu, součásti oken a dveří, základy skříní v nábytkářském průmyslu, palety a kontejnery, vnitřní bednění a vybavení mlýnů, ornamentální výrobky, jako jsou balkóny, okenice a stěnové panely a stěnové systémy. Je • · 3 • · · • 99 • · ·· 9

9·

9 9 99 • 9· • 9 9· · 9 9 9 9 9 • ·9 • · ·

99 •· •· •9 • · ·

-18pochopitelné, použití, i že je možno předpokládat když nebyla speciálně uvažována.

množství dalších

I když vysvětlení, úprav a náhrad, aniž dojde vynálezu, jak je definováno v výhodná provedení odborníci v oboru uvedena pro účely vynálezu byla ocení, že je možné mnoho dodatků, k vybočení z rozsahu a myšlenky přiložených nárocích.

φ ·

-19PV 2.000- 4619

Φ · · · φ φ « • · φφφ φφφφ φφφ φφφφ φφ φ • φφφφ · φ φ φφφφ φ φ · φ • φφφ φφφ

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku, vyznačující se tím, že se nejdříve tvaruje třískový koberec obsahující dřevěné částice upravené nevytvrzeným pomalu tvrdnoucím fenol formaldehydovým pojivém, majícím alkalitu nižší než 2,5 % a pH nižší než 10, dále se tento třískový koberec umístí do dutiny lisovací formy, vymezené mezi první a druhou lisovací deskou, dále se tato dutina lisovací formy uzavře, dále se tento třískový koberec plně zhutňuje posouváním alespoň jedné z první a druhé lisovací desky ke druhé z první a druhé lisovací desky do konečné stlačené polohy, dále se přivádí první množství páry do třískového koberce alespoň jedním otvorem pro přívod páry v první lisovací desce, kde uvedené první množství páry se přivádí pod tlakem v rozsahu 25 až 75 psi - 172 až 517 kPa, po dobu 30 až 120 sekund, dále se odvětrává uvedené první množství páry z třískového koberce uvedeným alespoň jedním otvorem pro přívod páry v první lisovací desce tak, že přebytečný obsah vzduchu se vytlačuje z třískového koberce, dále se přivádí druhé množství páry do třískového koberce alespoň jedním otvorem pro přívod páry v první lisovací desce, kde uvedené druhé množství páry se přivádí pod tlakem v rozsahu 100 až 250 psi - 689,5 až 1724 kPa a při teplotě, postačující k vytvrzení pojivá, dále se odvětrává přebytečný tlak z třískového koberce před otevřením dutiny lisovací formy, a nakonec se otevře dutina lisovací formy.
2. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku, vyznačující se tím, že se nejdříve tvaruje třískový koberec obsahující dřevěné částice upravené nevytvrzeným pojivém, dále se tento třískový koberec umístí do dutiny lisovací formy, vymezené mezi první a druhou lisovací • · · • · 9 · • · · · • · • · «· • ·· • · *· • · · · · · · • ♦· deskou, dále se tato dutina lisovací formy uzavře, dále se tento třískový koberec plně zhutňuje posouváním alespoň jedné z první a druhé lisovací desky ke druhé z první a druhé lisovací desky do konečné stlačené polohy, dále se přivádí první množství páry do třískového koberce alespoň jedním otvorem pro přívod páry v první lisovací desce, a uvedené první množství páry se odvětrává z třískového koberce uvedeným alespoň jedním otvorem pro přívod páry v první lisovací desce, kde uvedené první množství páry se přivádí pod takovým tlakem a po takovou dobu a odvětrává se tak, že přebytečný obsah vzduchu se vytlačuje z třískového koberce, a nakonec se přivádí druhé množství páry do třískového koberce alespoň jedním otvorem pro přívod páry v první lisovací desce, kde uvedené druhé množství páry se přivádí při teplotě a tlaku, postačujících k vytvrzení poj iva.
3. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 2, vyznačující se tím, že před otevřením dutiny lisovací formy se odvětrává přebytečný tlak z třískového koberce a potom se otevře dutina lisovací formy.
4. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 2, vyznačující se tím, že první množství páry se přivádí při nízkém tlaku.
5. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 2, vyznačující se tím, že první množství páry se přivádí pod tlakem nižším než 100 psi - 689,5 kPa.

6. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 5, vyznačující se tím, že první množství páry se přivádí pod tlakem 25 až 75 psi - 172 až 517 kPa.

• · · ·

7. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 2, vy znač u j í c í se t í m, že první množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund. 8 . Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 5, vy znač u j í c í se t í m, že první množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund. 9. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 6, vy znač u j í c í se t í m, že první množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund. 10. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 2, vy znač u j í c i se t i m, že druhé

množství páry se přivádí pod vyšším tlakem než první množství páry.

11. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 2, vyznačující se tím, že druhé množství páry se přivádí pod stejným nebo vyšším tlakem než 100 psi - 689,5 kPa.

12. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 11, vyznačující se tím, že druhé množství páry se přivádí pod stejným nebo tlakem v rozsahu 100 až 250 psi - 689,5 až 1724 kPa.

13. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 2, vyznačující se tím, že druhé množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund.

• · • · · • · · · · • · • · · · • · · · · · • ·

14. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 11, vyznačující se tím, že druhé množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund.

15. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 12, vyznačující se tím, že druhé množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund.

16. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku, vyznačující se tím, že se nejdříve tvaruje třískový koberec obsahující dřevěné částice upravené nevytvrzeným pojivém, a mající protilehlou první a druhou stranu, dále se tento třískový koberec zhutňuje na konečnou tloušťku v utěsněné dutině lisovací formy, dále se přivádí první množství páry do třískového koberce první stranou třískového koberce, alespoň do části tloušťky třískového koberce, která není naplněna množstvím přebytečného vzduchu, kde uvedené první množství páry se přivádí do uvedené části tloušťky třískového koberce při tlaku a po dobu, postačující ke zvýšení teploty uvedené části třískového koberce alespoň na 100° C, dále se odvětrává třískový koberec uvedenou první stranou tak, že množství přebytečného vzduchu se vytlačuje z třískového koberce a nakonec se přivádí druhé množství páry uvedenou první stranou při teplotě a tlaku, postačujících k vytvrzení pojivá v celé tloušťce třískového koberce.

17. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 16, vyznačující se tím, že před uvolněním utěsnění dutiny lisovací formy se odvětrává přebytečný tlak z třískového koberce uvedenou první stranou a potom se uvolní utěsnění dutiny lisovací formy.

18. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 16, vyznačující se tím, že první • · • · • · · ·

množství páry 689,5 kPa. se přivádí pod tlakem nižším než 100 psi - 19. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 18, v y značující se t í m, že první množství páry se přivádí pod tlakem 25 až 75 psi - 172 až 517 kPa. 20. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 16, vy značující se t í m, že první množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund. 21. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 18, vy značující se t i m, že první množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund. 22. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 19, v y značující se t i m, že první množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund. 23. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 16, vy značující se t i m, že druhé množství páry se přivádí pod vyšším tlakem než první množství páry. 24. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 19, v y značující se t í m, že druhé množství páry se přivádí pod stejným nebo vyšším tlakem než 100 psi - 689,5 kPa. 25. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 24, vy značující set í m, že druhé

množství páry se přivádí pod stejným nebo tlakem v rozsahu 100 až 250 psi - 689,5 až 1724 kPa.

26. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 16, vyznačující se tím, že druhé množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund.

27. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 24, vyznačující se tím, že druhé množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund.

28. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku podle nároku 25, vyznačující se tím, že druhé množství páry se přivádí po dobu 30 až 120 sekund.

29. Způsob výroby kompozitního dřevěného výrobku, vyznačující se tím, že se nejdříve tvaruje třískový koberec obsahující dřevěné částice upravené nevytvrzeným pojivém, a mající protilehlou první a druhou stranu, obsah vlhkosti a obsah vzduchu, dále se tento třískový koberec zhutňuje na konečnou tloušťku v utěsněné dutině lisovací formy, dále se přivádí první množství páry do třískového koberce první stranou třískového koberce, do první části tloušťky třískového koberce, přiléhající k uvedené první straně třískového koberce, kde uvedené první množství páry se přivádí do uvedené části tloušťky třískového koberce při tlaku a po dobu, postačující ke zvýšení teploty uvedené první části třískového koberce alespoň na 100° C, dále se ohřívá druhá část tloušťky třískového koberce, přiléhající ke druhé straně třískového koberce prouděním tepla, přičemž toto ohřívání je postačující k převedení alespoň části obsahu vlhkosti ve druhé části tloušťky tohoto třískového koberce na páru, dále se odvětrává třískový koberec uvedenou první stranou tak, že množství přebytečného vzduchu se vytlačuje z třískového koberce a nakonec se přivádí druhé množství páry uvedenou první stranou

99 · ♦· 9 ·· ··· · ♦ · ··· «·· 9 9 9 9 9 9 • ···· · · 9 ···· · · ·

9 · 9 · 9 · · ···· 9 99 9 99 9

-25při teplotě a tlaku, postačujících k vytvrzení pojivá v celé tloušťce třískového koberce.

30. Kompozitní dřevěný výrobek vyrobený způsobem, kterým se nejdříve tvaruje třískový koberec obsahující dřevěné částice upravené pojivém, vytvrditelným při teplotě vyšší než 100°C, kde uvedený třískový koberec má protilehlou první a druhou stranu, dále se tento třískový koberec zhutňuje na konečnou tloušťku v utěsněné dutině lisovací formy, dále se přivádí první množství páry do třískového koberce první stranou třískového koberce, alespoň do části tloušťky třískového koberce, která není naplněna množstvím přebytečného vzduchu, kde uvedené první množství páry se přivádí do uvedené části tloušťky třískového koberce při tlaku a po dobu, postačující ke zvýšení teploty uvedené části třískového koberce alespoň na 100° C, kde uvedené první množství páry způsobuje vytvoření tlaku v uvedeném koberci, dále se odvětrává vytvořený tlak z uvedeného třískového koberce uvedenou první stranou třískového koberce tak, že množství přebytečného vzduchu se vytlačuje z třískového koberce, dále se přivádí druhé množství páry uvedenou první stranou při teplotě a tlaku, postačujících k vytvrzení pojivá v celé tloušťce třískového koberce, dále se před uvolněním utěsnění dutiny lisovací formy odvětrává přebytečný tlak z třískového koberce uvedenou první stranou a nakonec se uvolní utěsnění dutiny lisovací formy.

31. Kompozitní dřevěný výrobek podle nároku 30, vyznačující se tím, že kompozitním dřevěným výrobkem je jeden z výrobků vybraný ze skupiny sestávající z podlahy, součástí oken a dveří, základů skříní v nábytkářském průmyslu, součástí palet a kontejnerů, vnitřního bednění a vybavení mlýnů, součástí balkónů, okenic, součástí stěnových panelů a stěnových systémů.