CZ28072U1

CZ28072U1 - Apparatus to produce wood-based boards with enhanced density profile

Info

Publication number: CZ28072U1
Application number: CZ2015-30572U
Authority: CZ
Inventors: Petr KlĂmek; Rupert Wimmer
Original assignee: Mendelova Univerzita V Brně
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2015-04-09

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení spadá do oblasti změny hustotního profilu, a to jak plošného, tak i vertikálního při výrobě třískových a vláknitých desek.The technical solution falls within the area of change of the density profile, both surface and vertical in the production of chip and fiber boards.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Při výrobě desek na bázi dřeva, je lisování klíčový krok komplexního postupu výroby. Proces lisování se podílí jako hlavní činitel při výrobě desek na bázi dřeva a je důležitý z hlediska tvorby hustotního profilu desky. Hustotní profil desky, což je v obecném znění rozložení hustoty v průřezu desky, přímo specifikuje fyzikální a mechanické vlastnosti desky a je tedy považován za faktor kvality desek. Dále je při specifikaci výrobku zastoupena též korelace objemové hmotnosti v rámci plochy desky, tato je v dosavadní výrobě považována za konstantní.In the production of wood-based panels, pressing is a key step in a comprehensive manufacturing process. The molding process is a major factor in the production of wood-based panels and is important in terms of sheet density profile formation. The board density profile, which is in general the density distribution in the slab cross section, directly specifies the physical and mechanical properties of the slab and is thus considered to be a board quality factor. Furthermore, the correlation of the bulk density within the plate area is also represented in the product specification, which is considered constant in the prior art.

Způsoby výroby takových desek a tyto desky jsou popsány např. ve spisech AT 403484 (B), CH 437718 nebo DE 2628316 (Al). Jedná se u této technologie o předlisování a pak samotné lisování.Methods of making such plates and plates are described, for example, in AT 403484 (B), CH 437718 or DE 2628316 (A1). This technology is about pre-pressing and then pressing itself.

Z dostupných informací vyplývá, že většina klíčových vlastností je spjata s objemovou hmotností kompozitních materiálů. Nicméně vyšší objemová hmotnost logicky při zachování stejného materiálu a podmínek znamená rovněž vyšší množství materiálu při výrobě, tj. vyšší hmotnost desek a tomuto se snaží obecně předejít. Je známo mnoho úspěšných strategií pro přístup k modifikacím vlastností s ohledem na použití a existuje rovněž teze modifikace lokální změny objemové hmotnosti v průběhu lisování formou předvytvrzeného navrstveného koberce u dřevovláknitých desek se střední objemovou hmotností. Je rovněž známa podpora kompozitních materiálů na bázi dřeva jinými materiály. Nakonec velmi inovativní přístup pak poskytuje rozsáhlý výzkum změny tvaru desek na trojrozměrné, formováním v předvytvořených formách za využití mokrého procesu výroby desek. Následují pokusy o ovlivnění vlastností formou optimalizací materiálových vstupů. Avšak žádná z dosavadních prezentovaných technik nepředkládá možnost záměny plochých lisovacích plechů, nebo válců za tvarové a tímto způsobem v průběhu lisováním způsobit lokální změnu hustotního profilu s ohledem na volený tvar a tímto zvýšit klíčovou vlastnosti tahu kolmo na plochu desky, rovněž známou jako „rozlupčivost“ a zachovat rovněž nominální tloušťku.Available information suggests that most of the key features are related to the bulk density of composite materials. However, a higher bulk density logically, while maintaining the same material and conditions, also means a higher amount of material in the production, i.e. a higher weight of the slabs and this is generally avoided. Many successful strategies for accessing property modifications with regard to use are known, and there is also a thesis of modifying the local change in bulk density during pre-cured laminate matting in medium density fibreboards. It is also known to promote wood-based composite materials with other materials. Finally, a very innovative approach provides extensive research into the change in plate shape to three-dimensional, forming in preformed molds using a wet plate production process. Following are attempts to influence properties by optimizing material inputs. However, none of the prior art techniques present the possibility of confusing the flat press plates or the rollers to form and thereby in the course of pressing cause a local change in the density profile with respect to the chosen shape and thereby increase the key pulling properties perpendicular to the plate surface, also known as "cracking" and also maintain a nominal thickness.

Cílem technického řešení je představit lisovací nástroj, který umožní zlepšit hustotní profil desek na bázi dřeva, aniž by se musela zvýšit hmotnost či rozměry desky za využití stávající technologie.The aim of the technical solution is to present a pressing tool which enables to improve the density profile of wood-based boards without having to increase the weight or dimensions of the board using existing technology.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení na výrobu desek na bázi dřeva s vylepšeným hustotním profilem, jehož podstata spočívá v tom, že lisovací nástroje jsou ze strany, kterou přiléhají k lisované desce, opatřeny z roviny pracovní plochy základní desky vystupujícím tvarovým reliéfem sestávajícím z jednotlivých tvarových prvků.The aforementioned drawbacks are eliminated by a wood-based board manufacturing apparatus with an improved density profile, wherein the pressing tools are provided with an embossed relief consisting of individual shaped elements from the plane of the working surface of the base plate from the side facing the press plate. .

Ve výhodném provedení jsou tvarové prvky reliéfů provedeny jako nespojité tvarové segmenty.In a preferred embodiment, the relief elements are formed as discontinuous shaped segments.

V jiném výhodném provedení jsou tvarové prvky reliéfu provedeny jako spojité tvarové segmenty.In another preferred embodiment, the relief elements are formed as continuous shaped segments.

V dalším výhodném provedení jsou tvarové prvky reliéfů provedeny jako pravidelné geometrické obrazce, jejichž sousedící hrany splývají do jedné.In a further preferred embodiment, the relief elements are formed as regular geometric figures whose adjacent edges merge into one.

V jiném výhodném provedení jsou geometrické obrazce provedeny jako čtverce.In another preferred embodiment, the geometric figures are embodied as squares.

V dalším výhodném provedení jsou geometrické obrazce provedeny jako šestiúhelníky.In another preferred embodiment, the geometric figures are embodied as hexagons.

V jiném výhodném provedení jsou geometrické obrazce provedeny jako kruhy, elipsy neboIn another preferred embodiment, the geometric figures are embodied as circles, ellipses, or

-1 CZ 28072 Ul ovály.-1 CZ 28072 Ul ovals.

V dalším výhodném provedení jsou stejné geometrické obrazce provedeny na ploše jednoho lisovacího nástroje přesazeny vůči obrazcům na ploše druhého lisovacího nástroje.In a further preferred embodiment, the same geometric figures are provided on the surface of one pressing tool offset with respect to the patterns on the surface of the second pressing tool.

Přehled obrázku na výkreseDrawing overview

Technické řešení bude dále přiblíženo pomocí výkresů, na kterých obr. 1 představuje příkladné provedení zařízení na lisování desek podle technického řešení.The invention will now be further described with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a plate pressing device according to the invention.

Příklad provedení technického řešeníAn example of a technical solution

V příkladu provedení technického řešení je představeno výhodné provedení zařízení I na lisování desek 4 podle technického řešení. Sestává z horního lisovacího nástroje 2 a spodního lisovacího nástroje 3, mezi něž se vkládá lisovaná deska 4. Je to deska známého typu označovaná běžně jako OSB deska, tedy deska skládající se z dřevěných vláken a pojivá Je vidět, že lisovací nástroje 2, 3 jsou ze strany, kterou přiléhají k lisované desce 4, opatřeny z roviny pracovní plochy 5 lisovacích nástrojů 2, 3 vystupujícím tvarovým reliéfem 6 sestávajícím z jednotlivých tvarových prvků 7. U spodního lisovacího nástroje 3 je naznačena jeho základní deska 9, obdobná základní deska 9 horního lisovacího nástroje 2 znázorněna není. Je vyznačena i pracovní plocha 5. To je ta, která přichází do kontaktu s deskou 4 při lisování.In an exemplary embodiment of the invention, a preferred embodiment of the plate pressing device 4 according to the invention is presented. It consists of an upper pressing tool 2 and a lower pressing tool 3, between which a pressed plate 4 is inserted. It is a plate of a known type commonly referred to as an OSB plate, i.e. a plate consisting of wood fibers and a binder. a mold embossing 6 consisting of individual molded elements 7 is provided from the side of the molded plate 4 by means of the molding surface 5 of the pressing tools 2, 3 with its base plate 9, a similar base plate 9 of the upper mold tool 2 is not shown. The working surface 5 is also marked. This is the one that comes into contact with the plate 4 during the pressing.

V představeném provedení jsou tvarové prvky 7 reliéfu 6 provedeny jako spojité. Geometrické obrazce z tvarových prvků 7 jsou provedeny jako šestiúhelníky.In the present embodiment, the relief elements 7 are made continuous. The geometrical figures of the shaped elements 7 are made as hexagons.

Je výhodné, když jsou geometrické obrazce provedené na ploše jednoho lisovacího nástroje, tedy například horního lisovacího nástroje 2, přesazeny vůči geometrickým obrazcům na ploše druhého lisovacího nástroje, tedy v tomto případě spodního lisovacího nástroje 3. Je vidět, že tvarové prvky 7 reliéfu 6 jsou provedeny jako pravidelné geometrické obrazce, jejichž sousedící hrany splývají do jedné hrany.It is preferred that the geometrical figures provided on the surface of one pressing tool, e.g., the upper die 2, are offset from the geometric figures on the surface of the second die, that is to say the lower die 3. executed as regular geometric figures whose adjacent edges merge into one edge.

Je očividné, že mohou být i jiné obrazce, např. čtverce, kruhy, lichoběžníky apod.It is obvious that there may be other patterns, such as squares, circles, trapezoids, etc.

Prvky 7 reliéfu jsou po lisování zatlačeny do materiálu desky 4 a vytvoří tam vlisy 8 respektive celou síť vlisů. Díky těmto vlisům 8 se významně změní hustotní profil desky 4. Zkoušky ukázaly, že dojde ke zhutnění uprostřed desky až o 100 %, aniž by se změnila hmotnost desky či její tloušťka.The relief elements 7, after pressing, are pressed into the material of the plate 4 to form the slats 8 and the whole network of seams, respectively. Thanks to these moldings 8, the density profile of plate 4 changes significantly. Tests have shown that compaction occurs in the center of the plate by up to 100% without changing the plate weight or thickness.

Jednotlivé vlisované sítě jsou oproti sobě posunuté vzhledem k horní a spodní ploše desky o polovinu vnějšího průměru šestiúhelníku v podélném směru a o třetinu ve směru příčném. Svislé hrany šestiúhelníků jsou zaobleny poloměrem 3 mm a síť je svařena s lisovacím plechem a tyto styčné plochy jsou rovněž zaobleny poloměrem 2 mm.The individual meshes are offset relative to the top and bottom faces of the plate by half the outer diameter of the hexagon in the longitudinal direction and a third in the transverse direction. The vertical edges of the hexagons are rounded with a radius of 3 mm and the net is welded with a press plate and these contact surfaces are also rounded with a radius of 2 mm.

Existují široké možnosti modifikací vlastností materiálu ať už formou snížení, substituce, vstupních materiálů, nebo přístupem techniky tvarování či před-vytvrzení koberce a následného lisování plochými plechy. Avšak podstata předkládaného technického řešení spočívá v záměně plochých lisovacích plechů, nebo válců, používaných v současné industriální výrobě desek na bázi dřeva, za tvarové. Touto substitucí dojde v průběhu lisování k vlisování tohoto tvaru do povrchu desky, avšak její nominální tloušťka je nezměněna. Díky tomuto vliso vánému tvaruje však dosaženo změny hustotního profilu desky a rovněž změny objemové hmotnosti s ohledem na plošnou korelaci. Tímto vlisováním dojde především ke zvýšení objemové hmotnosti a tvarování ve středových vrstvách desek, s ohledem navlisovaný tvar. Právě tato specifikuje mechanickou vlastnost v tahu kolmo na plochu desky. Tato vlastnost je ověřena jako výrazně se zvyšující.There are wide possibilities for modifying the properties of the material either by reducing, substituting, entering materials, or by approaching the technique of shaping or pre-curing the carpet and then pressing it with flat sheets. However, the essence of the present invention lies in the confusion of flat stamping plates or cylinders used in the current industrial production of wood-based panels as shaped ones. By this substitution, during the pressing process, this shape is pressed into the surface of the plate, but its nominal thickness is unchanged. However, due to this pressurized shape, a change in the density profile of the plate as well as changes in bulk density with respect to surface correlation is achieved. In particular, by this pressing, the bulk density and the molding in the central layers of the plates are increased with respect to the molded shape. It is this that specifies the mechanical tensile property perpendicular to the plate surface. This property is proven to be significantly increasing.

Toto technické řešení bude implementováno do již využívaného průběhu výroby desek na bázi dřeva a to do procesu lisování desek. Prvním krokem je specifikace budoucího tvaru lisovacích desek, který je v tomto případě šestiúhelníková síť.This technical solution will be implemented into the already used process of production of wood-based panels into the board pressing process. The first step is to specify the future shape of the press plates, which in this case is a hexagonal mesh.

Tento tvar pak nahrazuje plošné tvary lisovacích plechů, nebo válců a je tímto vytvořena modifikace lisovacího procesu. Tento tvar je vlisován do povrchu desky za ustálených, jak technických,This shape then replaces the flat shapes of the press plates or cylinders and thereby modifies the press process. This shape is pressed into the surface of the plate under steady, technical,

-2CZ 28072 U1 tak technologických podmínek běžné výroby desek na bázi dřeva.-2CZ 28072 U1 and the technological conditions of conventional wood-based panels.

Po lisování tato síť vytvoří vlisovaný tvar v povrchu desky a deska dále pokračuje v běžném postupu výroby. Její povrch je však modifikován trojrozměrnou strukturou a zvýšenou objemovou hmotností ve středové vrstvě.After pressing, the net will form a crimped shape in the surface of the plate and the plate will continue the conventional manufacturing process. However, its surface is modified by a three-dimensional structure and increased bulk density in the middle layer.

Průmyslová využitelnostIndustrial usability

Představená úprava je vhodná pro desky, které mají nároky na vyšší vnitřní soudržnost vrstev, jako jsou podlahy, obklady stěn, podhledy stropů. Dále tato deska pro své vlastnosti může sloužit jako vrstva vrstvených „sandwichových“ materiálů.The present treatment is suitable for slabs that require higher internal consistency of layers such as floors, wall cladding, ceiling ceilings. Further, this board can serve as a layer of "sandwich" materials for its properties.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

An apparatus for producing wood-based panels with an improved density profile, comprising a pair of punching plate tools, characterized in that the punching tools (2, 3) are provided from the plane of the work surface (4) from the side adjacent to the punched plate (4). 5) a base plate (9) with a protruding shape relief (6) consisting of individual shape elements (7).

Device according to claim 1, characterized in that the shape elements (7) of the relief (6) are designed as discontinuous shape segments.

Device according to claim 1, characterized in that the shape elements (7) of the relief (6) are designed as continuous shape segments.

Device according to claims 1 and 3, characterized in that the relief elements (7) are designed as regular geometric figures, the adjacent edges of which are coincident.

Device according to claim 4, characterized in that the geometric figures are in the form of squares.

Device according to claim 4, characterized in that the geometric figures are hexagons.

Device according to claim 4, characterized in that the geometric figures are in the form of circles, ellipses or ovals.

Device according to claims 5 to 7, characterized in that the same geometric figures made on the surface of one die are offset from the figures on the surface of the other die.