EA015211B1

EA015211B1 - Лёгкая древесная панель и способ её изготовления

Info

Publication number: EA015211B1
Application number: EA200970563A
Authority: EA
Inventors: Ян Людтке; Йоханнес Веллинг; Хейко Темен; Мариус Кэтэлин Барбу
Original assignee: Универзитет Гамбург
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2011-06-30
Also published as: EP2117792B1; EA200970563A1; US20100098933A1; WO2008071618A2; AU2007332593B2; WO2008071618A3; AU2007332593A1; CA2672169A1; NZ578195A; EP2117792A2; DE102007012597A1

Abstract

Изобретение касается способа изготовления сэндвич-панели, при котором подготавливают верхний облицовочный слой, подготавливают нижний облицовочный слой, подготавливают промежуточный слой, расположенный между верхним и нижним облицовочным слоем, уплотняют верхний и нижний облицовочный слой; вспенивают промежуточный слой, причем в начале уплотнения верхнего и нижнего облицовочного слоя вспенивания промежуточного слоя не происходит.

Description

Изобретение касается способа изготовления сэндвич-панели, при котором:

a) подготавливают верхний облицовочный слой;

b) подготавливают нижний облицовочный слой;

c) подготавливают промежуточный слой, расположенный между верхним и нижним облицовочным слоем;

6) уплотняют верхний и нижний облицовочный слой;

е) вспенивают промежуточный слой;

Кроме того, изобретение касается древесной панели сэндвичной конструкции, содержащей:

a) по меньшей мере один верхний облицовочный слой,

b) по меньшей мере один нижний облицовочный слой,

c) по меньшей мере один расположенный между верхним и нижним облицовочным слоем вспененный промежуточный слой, который имеет меньшую плотность, чем верхний и нижний облицовочный слой, и соединяет их.

Древесные панели легкой конструкции вышеназванного рода занимают все более значительное положение в обрабатывающей промышленности. Преимуществами таких древесных панелей легкой конструкции является, с одной стороны, экономия необходимых материалов на единицу площади с получаемой в результате экономией затрат, возможность производить эти легкие древесные панели в экономичном технологическом процессе, и, с другой стороны, их выгодное соотношение веса и прочности.

Легкие древесные панели обычно изготавливаются большими сериями в производственных условиях. Решающим обстоятельством при этом является, с одной стороны, обеспечивающее высокое качество, а с другой стороны, эффективное в отношении затрат изготовление панелей. Среди применяемых в настоящее время способов изготовления принципиально можно различить одноступенчатый и многоступенчатый способ. При многоступенчатом способе собственно изготовлению легких древесных панелей предшествует изготовление слоев или по меньшей мере нескольких из этих слоев. Так, легкая древесная панель обычно может изготавливаться так, что сначала на предварительном этапе производства предварительно в качестве панельного материала изготавливаются по меньшей мере два древесных слоя высокой плотности, и затем эти предварительно изготовленные части панелей, например, в виде тонких древесностружечных плит или плит МДФ, передаются на последующий этап производства, во время которой эти две облицовочные панели соединяются расположенным между ними средним слоем малой плотности с получением легкой древесной панели. Средний слой малой плотности может при этом изготавливаться синхронно во время последнего этапа производства или же подаваться в виде предварительно изготовленного панельного материала на последнем этапе производства.

Как правило, приготовление предварительно изготовленных слоев осуществляется в виде полуфабрикатов панелей с определенными размерами поверхности. Эти панели затем на другом этапе производства обрабатываются в прерывном режиме в легкие панели. При невысоких механических требованиях слои высокой плотности могут также изготавливаться предварительно таким образом, что они подаются квазибесконечно, например, из намотанного состояния, чтобы таким образом осуществлять непрерывное производство с предварительно изготовленными облицовочными или промежуточными слоями.

Недостатком этого многоступенчатого способа с предварительно изготовленными слоями - непрерывного или прерывного - заключается, однако, в том, что всегда необходим по меньшей мере двухступенчатый способ, увеличивающий общие затраты на изготовление.

Во избежание этих недостатков, как известно из ΌΕ 102004006385 А1, все необходимые для изготовления легкой древесной панели слои можно изготавливать синхронно в одном единственном процессе и соединять в легкие древесные панели. В этом способе облицовочный слой, промежуточный слой и другой облицовочный слой последовательно насыпаются друг на друга в виде частиц, причем в средний слой насыпается такая смесь частиц, которая может быть вспенена путем термической активации. Три насыпанных слоя затем помещаются между двух ограничительных плит, и начинается термическая активация среднего слоя. Благодаря этому средний слой вспенивается и создает давление сжатия, которое прижимает оба облицовочных слоя к ограничительным плитам, за счет этого уплотняет их и, как следствие, приводит к образованию легкой древесной панели.

Благодаря такому процессу, хотя и достигается то принципиальное преимущество, что предварительное изготовление слоев панели больше не требуется, однако возникает тот недостаток, что из-за давления расширяющейся пены сжатие облицовочных слоев может произойти только до определенной плотности. К тому же внутреннее давление в пене приводит к тому, что плотность пены не может опуститься ниже определенной величины. Несущая способность и функциональность легких древесных панелей, однако, в большой степени зависит от как можно более высокого сжатия их облицовочных слоев и как можно более низкой плотности промежуточного слоя, так что при непрерывном, одноступенчатом способе по ΌΕ 102004006385 А1 происходит снижение качества конечного продукта.

Также из 1Р 2002338373 известна древесная панель со вспененной сердцевиной, изготавливаемая способом, включающим 6 этапов (А-Е). При осуществлении данного способа на существующий слой древесного материала насыпают второй слой (этап В), который вспенивают (этап С), причем после вспенивания осуществляют уплотнение на этапе И и соединение обоих слоев, которые за счет подвода давле

- 1 015211 ния пара укрепляются (этапы Е и Е).

Оказалось, что необходимый для изобретения вспениваемый материал часто с трудом поддается технологической обработке, будь то его дозирование, осуществляемое только с помощью дорогостоящих мероприятий, или будь то необходимость принятия особых мер безопасности из-за пылеобразования и угрозы здоровью.

В основу изобретения положена задача создания способа, который, с одной стороны, сделает возможным эффективное в отношении затрат изготовление древесных панелей легкой конструкции, и притом с качеством, превосходящим то, которое может быть получено при известных, экономичных процессах. Кроме того, изобретение поставило перед собой цель создания древесной панели легкой конструкции, которая может изготавливаться с малыми затратами и будет иметь более высокое качество, чем известные, изготавливаемые с малыми затратами древесные панели легкой конструкции.

Эта задача решается согласно первому аспекту изобретения посредством способа уже названного рода, при этом в начале уплотнения верхнего и нижнего облицовочного слоя вспенивания промежуточного слоя не происходит.

Далее изобретение описывается со ссылкой на трехслойную легкую древесную панель, которая имеет два облицовочных слоя и один расположенный между этими облицовочными слоями вспененный промежуточный слой. Однако следует понимать, что с помощью предлагаемого изобретением принципа способа или соответственно предлагаемого изобретением устройства можно получать легкие древесные панели с другим количеством слоев. Так, например, возможно изготовление пятислойных легких древесных панелей, у которых промежуточный слой трехслойной панельной конструкции разделяется уплотненным с высокой степенью сжатия средним слоем на два вспененных промежуточных слоя, и таким образом можно изготавливать панельные конструкции с семью, девятью или более слоями. Таким же образом с помощью предлагаемого изобретением способа и предлагаемого изобретением устройства можно также изготавливать легкие древесные панели, которые имеют только один облицовочный слой и один вспененный слой, например, путем дополнительного горизонтального разделения промежуточного слоя трехслойной конструкции. Причем в номенклатуре этой заявки на патент и пунктах понятие промежуточного слоя используется для любого вспененного слоя, а понятие облицовочного слоя - для любого уплотненного с высокой степенью сжатия слоя, даже если промежуточный слой геометрически на самом деле не располагается между двумя слоями, или облицовочный слой геометрически на самом деле не располагается снаружи.

Предлагаемый изобретением способ позволяет набирать соответствующий пакет из всех слоев многослойной панели в одноступенчатом процессе и соединять в древесную панель. Благодаря этому становится возможным изготовление легкой древесной панели в процессе с малыми затратами и, как следствие, получение связанных с этим экономических преимуществ. Однако, в отличие от известного способа, в предлагаемом изобретением способе необходимое для уплотнения облицовочных слоев и соответственно имеющихся промежуточных слоев давление сжатия создается не давлением расширяющейся пены вспениваемого легкого промежуточного слоя (слоев). Вместо этого в соответствии с предлагаемым изобретением способом уплотнение облицовочных слоев и соответственно изготавливаемых, высокоплотных промежуточных слоев происходит вначале путем сжатия посредством давления сжатия, приложенного к отдельным слоям снаружи. По меньшей мере, в начале уплотнения верхнего и нижнего облицовочного слоя вспенивание промежуточного слоя не происходит, т.е. в начале процесса уплотнения для предлагаемого изобретением способа давление расширяющейся пены не требуется, а усилие сжатия обеспечивается за счет движения подачи по меньшей мере одной из прижимных плит, расположенных над подлежащими уплотнению слоями и под ними, или за счет движения подвода подлежащих уплотнению слоев в сужающийся зазор между такими прижимными плитами.

С помощью предлагаемого изобретением способа, таким образом, становится возможным уплотнение высокоплотных отдельных слоев легкой древесной панели со значительно более высоким давлением сжатия, чем это возможно в известных способах, в которых в качестве давления сжатия используется давление расширяющейся пены. Слои, расположенные между слоями, подлежащими сжатию с высокой плотностью, могут при этом служить разделительными слоями, для предотвращения соединения уплотняемых с высокой степенью сжатия облицовочных слоев и соответственно промежуточных слоев.

Изобретатели установили, что с помощью предлагаемого изобретением способа может быть получена более высокая плотность уплотняемых с высокой степенью сжатия слоев, чем в известных до сих пор одноступенчатых способах. Так, легкие древесные панели, которые были изготовлены в предлагаемом изобретением способе, отличаются тем, что они имеют уплотненные с высокой степенью сжатия облицовочные слои и соответственно уплотненные с высокой степенью сжатия промежуточные слои с плотностью более 400 кг/м³ ΆΤΚΌ (абсолютно сухой) и, в частности, могут быть получены плотности более чем 650 кг/м³ ΆΤΚΌ. Кроме того, с помощью предлагаемого изобретением способа можно изготавливать легкие панели, у которых высокоплотные отдельные слои имеют плотность, составляющую 5/3 или более от плотности низкоплотных отдельных слоев. Такие уплотненные с высокой степенью сжатия слои и отношения плотностей до сих были достижимы для производства древесных панелей сэндвичной конструкции со вспененным промежуточным слоем только в способах с двумя или более ступенями.

- 2 015211

Древесные панели, изготовленные согласно таким способам с двумя или более ступенями, обычно, однако, отличаются тем, что граница между высокоплотными и низкоплотными отдельными слоями представляет собой четкую и ровную разделительную линию. В отличие от этого, с помощью предлагаемого изобретением способа можно изготавливать древесную панель, у которой граничная плоскость между высокоплотными облицовочными слоями и уплотненными с низкой степенью плотности промежуточными слоями проходит неровно, в частности, имеет волнообразность, высота которой больше высоты наружных поверхностей облицовочных слоев, благодаря чему достигается выгодное механическое скрепление по граничным поверхностям. Благодаря этим эффектам легкие древесные панели, которые изготавливаются в предлагаемом изобретением способе, наряду с преимуществами в издержках производства, могут иметь также решающие преимущества в отношении их механической несущей способности по сравнению с изготовленными в известных до сих пор способах легкими древесными панелями, которыми не обладают ни древесные панели, изготовленные в одноступенчатых способах, ни таковые, изготовленные в способах с двумя или более ступенями.

В соответствии с другим аспектом изобретения положенная в основу изобретения задача решается с помощью способа уже названного рода, причем верхний и нижний облицовочные слои уплотняются перед вспениванием промежуточного слоя. В этом аспекте изобретения происходит общее уплотнение верхнего и нижнего облицовочного слоя и соответственно других, уплотняемых с высокой степенью сжатия промежуточных слоев, прежде чем вспениваются уплотняемые с низкой степенью сжатия промежуточные слои. Процесс может, в частности, протекать так, что слои сначала подводятся в один механический пресс и уплотняются непрерывно или в периодическом (прерывном) режиме путем приложения давления сжатия к слоям снаружи, причем подлежащие последующему вспениванию промежуточные слои могут служить разделительным слоем, а после этого уплотнения происходит вспенивание промежуточных слоев. При этом, в свою очередь, усилие сжатия может быть создано путем подачи по меньшей мере одной прижимной плиты в направлении уплотнения или подвода в сужающийся зазор между двумя прижимными плитами.

В соответствии с первой предпочтительной формой осуществления процесс вспенивания включает в себя процесс расширения. Благодаря этому особенно эффективным способом может быть достигнута низкая плотность легких промежуточных слоев. При этом процесс вспенивания может, в частности, обеспечиваться путем термической активации вспенивающего агента с последующей физической (фазовый переход) или химической реакцией вспенивающего агента, или же путем замедленной во времени реакции двух или более компонентов после их смешивания при приготовлении промежуточного слоя.

В частности, предпочтительно, если верхние и нижние облицовочные слои подготавливаются путем насыпания исходного материала в виде частиц и уплотняются путем приложения давления сжатия между двумя прижимными плитами, расположенными над насыпанным материалом и под ним. С помощью этого усовершенствования происходят два независимых друг от друга усовершенствования способа. Так, с одной стороны, обеспечивается эффективное и полезное для множества материалов слоев подготовка (получение) облицовочных слоев. Кроме того и независимо от способа приготовления облицовочных слоев, с помощью этого варианта осуществления эффективным образом обеспечивается высокое давление сжатия, при этом прижимные плиты либо нагружаются соответствующим усилием сжатия снаружи и за счет этого движутся друг к другу, или же положение прижимных плит фиксируется во время процесса сжатия соответствующим усилием сжатия или удерживающим усилием, и подлежащие уплотнению отдельные слои вводятся между прижимных плит и уплотняются за счет высоты клинообразного зазора между прижимными плитами, уменьшающейся в направлении подвода.

Нанесение материала в виде частиц в настоящее время является широко распространенной технологией изготовления легких древесных панелей. Однако, в принципе, предлагаемый изобретением способ подходит и для других методов нанесения, например жидких методов нанесения, при которых наносится жидкий материал, в предварительно разделенной на частицы форме в виде пленки, в капельной форме или иным способом, например в виде упорядоченно или неупорядоченно расположенных волокон.

Кроме того, предпочтительным является, если промежуточный слой состоит из вспениваемого посредством термической активации материала, и вспенивается посредством термической активации. Путем термической активации можно хорошо управлять процессом вспенивания промежуточного слоя во время его течения или соответственно запускать этот процесс. В частности, при этом может быть осуществлен замедленный на определенный промежуток времени запуск процесса вспенивания, например, путем замедления теплопередачи и физического процесса вспенивания за счет фазового перехода твердого или жидкого материала в газообразное состояние или происходящего с замедлением химического процесса, активированного подводом тепла.

При этом особенно предпочтительно, если необходимое для термической активации тепло подводится во время сжатия верхнего и нижнего облицовочного слоя. Таким образом, замедление процесса вспенивания после термической активации может быть выгодным образом использовано для того, чтобы начинать или завершать сжатие (прессование) до процесса вспенивания.

При этом в частности, предпочтительно, чтобы тепло подводилось посредством нагретых прижим

- 3 015211 ных плит. Благодаря тесному контакту прижимных плит с материалом слоев тепло может передаваться через прижимные плиты в материал особенно эффективно. При этом тепло, с одной стороны, может передаваться во время процесса сжатия и благодаря рассчитанному с соответствующим замедлением процессу вспенивания вызывать вспенивание после начала или конца процесса уплотнения, или только после завершения процесса уплотнения при ненагруженных или почти ненагруженных наложенных прижимных плитах может происходить нагрев и, как следствие, передача температуры через прижимные плиты.

Кроме того, предпочтительно, чтобы уплотнение верхнего и нижнего облицовочных слоев происходило путем их расположения между двумя прижимными плитами и уменьшения расстояние между двумя прижимными плитами в ходе обрабатывающего процесса. При этом уменьшение расстояния между двумя прижимными плитами может, с одной стороны, происходить за счет того, что прижимные плиты расположены параллельно друг другу и движутся навстречу друг другу, благодаря чему обеспечивается сжатие в периодическом режиме.

С другой стороны, в частности, для обеспечения непрерывного процесса сжатия предпочтительно, если верхний и нижний облицовочный слой вводятся между двумя стоящими неподвижно прижимными плитами, и расстояние между двумя прижимными плитами уменьшается, при этом расстояние между двумя прижимными плитами уменьшается в направлении подачи верхнего и нижнего облицовочного слоя. При этом прижимные плиты ориентированы так, что между ними образуется клинообразный зазор, в который вводится подлежащий сжатию материал и в процессе перемещения движется в область сужающегося расстояния между прижимными плитами, благодаря чему обеспечивается непрерывное сжатие между неподвижно стоящими прижимными плитами.

В соответствии с другой, особенно предпочтительной формой осуществления изобретения верхний и нижний облицовочный слой образуются путем нанесения слоя исходного материала в виде частиц и последующего разделения этого слоя, а промежуточный слой образуется путем внесения исходного материала в виде частиц в созданный при разделении зазор. В этом варианте осуществления предлагаемого изобретением способа, таким образом, во время процесса нанесения нет даже никакой разницы между верхним и нижним облицовочным слоем, и соответственно имеющимися уплотненными с высокой степенью сжатия промежуточными слоями, а этих два или несколько слоев подготавливаются как непрерывный насыпной слой. Насыпанный таким образом слой может затем однократно или многократно разделяться по плоскости, параллельной плоскости слоя, и в созданные таким образом зазоры может вводиться другой материал, который позднее образует уплотняемые с низкой степенью сжатия слои легких древесных панелей.

Как модифицированный вариант этого усовершенствования, предлагаемый изобретением способ может быть доработан таким образом, что верхний и нижний промежуточный слой образуются путем нанесения исходного материала в виде частиц на подложку, и нанесенный материал на подложке движется между двумя прижимными плитами, сжимается между ними и затем разделяется. В таком варианте осуществления способа подлежащие высокому уплотнению слои подготавливаются, таким образом, вместе как непрерывный слой, а также сжимаются вместе как таковой, благодаря чему в промежуточной стадии способа сначала образуется один-единственный уплотненный с высокой степенью сжатия слой, который в более поздний момент времени должен быть разделен по плоскости в продольном направлении слоя для введения подлежащего низкому уплотнению промежуточного слоя.

В частности, это введение подлежащего низкому уплотнению промежуточного слоя может осуществляться путем засыпания, вдувания или впрыскивания материала промежуточного слоя, например, в виде частиц или в жидкой форме, как уже описано выше для материала облицовочного слоя.

Кроме того, предпочтительно, если промежуточный слой подготавливается в виде смеси наполнителя и вспениваемого материала. Благодаря смеси наполнителя и вспениваемого материала можно добиться особенно предпочтительного химического состава промежуточного слоя, который, с одной стороны, удовлетворяет требованиям к весу, а с другой стороны, требованиям к механической устойчивости и удобству манипулирования.

Другим аспектом изобретения является способ уже названного рода, во время которого промежуточный слой подготавливается в виде смеси материала-носителя и вспениваемого материала.

Согласно этому аспекту изобретения могут быть преодолены недостатки в отношении манипулирования материалом промежуточного слоя, при этом дополнительно к вспениваемому материалу вводится материал-носитель в смешанном виде в качестве материала промежуточного слоя. Благодаря этому можно как улучшить удобство манипулирования материалом промежуточного слоя, так и уменьшить часто проблематичные вредные для здоровья воздействия пылеобразования.

При этом, в частности, предпочтительно, если материал-носитель представлен в виде частиц, к которым прикреплен вспениваемый материал или которые пропитаны вспениваемым материалом. Благодаря такому исполнению связи между составными частями материала-носителя и вспениваемого материала, в частности, например, путем прилипания вспениваемого материала к частицам материаланосителя, с частицами смеси достигается особенно благоприятная для переработки консистенция.

Альтернативно этому может быть предпочтительно, чтобы наполнитель использовался в виде слоя

- 4 015211 нетканого материала, к которому и/или в который прикреплен вспениваемый материал или который пропитан вспениваемым материалом. С помощью этого усовершенствования делается возможной отличная от формы частиц форма приготовления материала промежуточного слоя, которая равным образом может быть использована в непрерывной технологии предлагаемого изобретением способа и при этом обеспечивает благоприятное для контроля процесса и безопасности труда удобство манипулирования.

Лежащая в основе изобретения проблема далее решается с помощью древесной панели сэндвичной конструкции, содержащей:

a) по меньшей мере один верхний облицовочный слой;

b) по меньшей мере один нижний облицовочный слой;

c) по меньшей мере один расположенный между верхним и нижним облицовочным слоем вспененный промежуточный слой, который имеет меньшую плотность, чем верхний и нижний облицовочный слой, и соединяет их, причем верхний и нижний облицовочный слой уплотнены с высокой степенью сжатия.

В соответствии с другим аспектом с помощью изобретения предоставляется древесная панель сэндвичной конструкции, содержащая:

c) по меньшей мере один расположенный между верхним и нижним облицовочным слоем вспененный промежуточный слой, который имеет меньшую плотность, чем верхний и нижний облицовочный слой, и соединяет их, причем в промежуточном слое содержится окруженный вспененным материалом материал-носитель. С помощью этого варианта выполнения получается особенно хорошо отвечающий механическим требованиям промежуточный слой в древесной панели, который представляет собой композитный материал, образованный смесью вспененного материала и материала-носителя.

В соответствии с первой предпочтительной формой выполнения двух вышеназванных древесных панелей облицовочные слои уплотняются давлением сжатия, которое выше, чем давление, создаваемое при вспенивании промежуточного слоя. За счет обеспеченного таким образом высокого уплотнения двух облицовочных слоев может быть значительно повышена сопротивляемость механическим нагрузкам древесной панели по сравнению с известными древесными панелями, полученными при одноступенчатых способах.

Кроме того, предпочтительно, если облицовочные слои на обращенной к промежуточному слою стороне имеют большую волнистость, чем на отвернутой от промежуточного слоя стороне, в частности, в три раза большую волнистость. Благодаря полученной таким образом более высокой волнистости, которая может иметь форму волн, но, в частности, представлять собой неправильную поверхность между облицовочным слоем и промежуточным слоем, с одной стороны, достигается механическое скрепление между облицовочным и промежуточным слоем, а с другой стороны, микроскопически постепенный переход, который улучшает передачу нагрузки между облицовочным слоем и промежуточным слоем. Этот вариант осуществления изобретения, в частности, следует понимать так, что отвернутые от промежуточного слоя стороны облицовочного слоя представляют собой наружные поверхности древесной панели, которые обычно являются гладкими, а обращенная к промежуточному слою сторона представляет собой переходную поверхность внутри древесной панели.

В соответствии с изобретением является предпочтительным, если облицовочные слои имеют плотность более 500 кг/м³ ΆΤΚΟ (абсолютно сухой материал), в частности, более 650 кг/м³ ΆΤΚΌ. Оказалось, что при таких плотностях достигается высокая прочность всей древесной панели.

Кроме того, предпочтительно, если отношение плотности облицовочного слоя к плотности промежуточного слоя составляет более 5/3, предпочтительно более 5/1,5. Отношение плотности облицовочного слоя и промежуточного слоя, в частности, является решающим для отношения несущей способности древесной панели к ее общему весу. В принципе, в рамках широкого диапазона отношений предпочтительно обеспечить как можно более высокую плотность облицовочных слоев по отношению к плотности промежуточного слоя, чтобы получить в целом высокую прочность и низкий вес древесной панели.

Предлагаемая изобретением древесная панель особенно предпочтительным образом производится путем описанного выше предлагаемого изобретением одноступенчатого способа, и в этом случае, благодаря отказу от использования давления расширяющейся пены, может иметь особенно низкую плотность пены при одновременной особенно высокой плотности облицовочных слоев.

В соответствии с другой предпочтительной формой осуществления между облицовочным слоем и промежуточным слоем выполнен микроскопически и предпочтительно макроскопически постепенный переход плотностей. Такой микроскопически постепенный переход может быть достигнут, например, за счет подготовки (получения) слоев путем насыпания материала в виде частиц, если в переходных областях между отдельными насыпанными слоями достигается целенаправленное перемешивание различных смесей частиц для слоев или эти переходные области путем целенаправленного насыпания смесей частиц, смешанных из частиц слоев, выполняются в виде постепенно изменяющихся насыпанных слоев. Благодаря постепенному переходу плотностей могут быть сняты пики напряжений, в частности, пики напряжений среза, в переходной области между облицовочным и промежуточным слоем, и передаваемое

- 5 015211 усилие среза распределено по большему объему материала, благодаря чему уровень напряжений в целом может быть снижен и, как следствие, механическая несущая способность древесной панели повышена.

Кроме того, предпочтительно, чтобы облицовочные слои состояли из уплотненного с высокой степенью сжатия материала, а промежуточный слой из материала, вспениваемого путем термического влияния. Благодаря этому исполнению становится возможным использование ряда материалов, которые являются предпочтительными для облицовочных и промежуточных слоев, в предлагаемой изобретением древесной панели.

Наконец, другим аспектом изобретения является устройство по пп.16-21. Используемое устройство, в частности, предназначено для того, чтобы изготавливать легкую древесную панель описанным выше способом. При этом, в частности, может быть применен описанный выше способ.

Касательно приведенных в п.16 средств для введения материала следует понимать, что они могут быть выполнены в виде средств для насыпания, средств для вдувания, средств для впрыскивания или им подобных, чтобы вводить твердый, имеющий форму частиц, жидкий отвердевающий материал в виде частиц, в виде волокон или им подобных. Под формой (видом) частиц в этой связи следует понимать любой вид материала, который создается после приготовления имеющей полости структуры, состоящей из слоев, и поэтому может быть подвержен дополнительному уплотнению. В отношении материала облицовочных слоев, в частности, следует понимать, что уже в процессе приготовления предпочтительна как можно более плотная структура слоя и, как следствие, структура введенного материала облицовочного слоя уже должна быть как можно более плотной.

В отношении используемого в пп.18 и 19 разделительного средства, в частности, следует понимать, что оно может быть выполнено в виде расклинивающего ножа или в виде проходящего горизонтально пильного полотна.

Особенно предпочтительная форма осуществления описана с помощью сопровождающих фигур. Показано:

фиг. 1 - схематичное изображение хода предлагаемого изобретением способа согласно первому варианту осуществления;

фиг. 2 - схематичное изображение хода предлагаемого изобретением способа согласно второму варианту осуществления;

фиг. 3 - схематичное изображение хода предлагаемого изобретением способа согласно третьему варианту осуществления;

фиг. 4 - схематичное поперечное сечение изготовленной по предлагаемому изобретением способу панели легкой конструкции и фиг. 5 - схематичное изображение непрерывной системы сжатия (прессования).

Ссылаясь вначале на фиг. 1, в первом варианте осуществления предлагаемого изобретением способа посредством средства 10 для насыпания насыпают материал облицовочного слоя 11 на непрерывную несущую ленту 20.

В направлении транспортирования несущей ленты 20 за средством 10 для насыпания первого облицовочного слоя расположено средство 30 для насыпания материала промежуточного слоя 31 на уже насыпанный на несущую ленту 10 материал облицовочного слоя 11.

В направлении транспортирования несущей ленты 20 за средством 30 для насыпания материала 31 промежуточного слоя расположено другое средство 40 для насыпания, которое насыпает на уже насыпанный материал промежуточного слоя 31 материал облицовочного слоя 41.

Изготовленная таким образом комбинация насыпанных слоев, состоящая из нижнего облицовочного слоя 11, промежуточного слоя 31 и верхнего облицовочного слоя 41, затем подводится к позиции 50 уплотнения. На позиции 50 уплотнения три насыпанных отдельных слоя уплотняются, при этом они проводятся между одной или несколькими расположенными последовательно парами прижимных плит посредством ленточного транспортера 90, причем между парами прижимных плит в направлении транспортирования ленточного транспортера 90 остается уменьшающийся зазор, так что насыпанные отдельные слои уплотняются в направлении транспортирования.

Под парами плит в этой связи следует понимать, что расположенные на верхней и нижней стороне плиты могут рассматриваться попарно. Однако под этим следует также понимать и другие конфигурации, например конфигурации, в которых две расположенные на одной стороне прижимные плиты соответствуют одной расположенной на противоположной стороне прижимной плите, или компоновки плит, в которых область протяженности расположенных вверху и внизу прижимных плит перекрывается со смещением, так что прямого соответствия одной верхней прижимной плиты и соответственно одной расположенной непосредственно противоположно нижней прижимной плите не существует.

Благодаря сжатию толщина насыпанных волокнистых матов может быть уменьшена до 2-5% от первоначальной толщины. Это удлинение за счет толщины может осуществляться за счет предварительного сжатия, после чего происходит сжатие от толщины, имеющейся после предварительного сжатия, до конченой толщины, составляющей 5-10% этой полученной после предварительного сжатия толщины. При сжатии насыпанных стружечных матов часто аналогичным образом происходит предварительное сжатие и окончательное сжатие, а затем во время окончательного сжатия получается толщина, состав

- 6 015211 ляющая 20-50% толщины, полученной после предварительного сжатия.

Пакет уменьшенной таким образом толщины отверждают и фиксируют в первой зоне 60 отвердевания между двумя установленными параллельно друг другу прижимными плитами, между которыми остается зазор приблизительно постоянной толщины, за счет подвода тепла. Благодаря этому процессу в зоне отвердевания, с одной стороны, облицовочные слои отверждаются и фиксируются. Одновременно в промежуточном слое начинается вызванный термической активацией процесс вспенивания.

Этот процесс вспенивания вызывает в следующей в направлении ленточного транспортера 90 зоне 70 расширения расширение промежуточного слоя и сопровождающее его увеличение толщины многослойной панели.

Полученная таким образом вспененная комбинация слоев отверждается в следующей за зоной расширения 70 в направлении ленточного транспортера 90 второй зоне 80 отвердевания при отводе тепла от комбинации слоев и принимает фиксированную форму, при этом ее проводят между двумя теплоотводящими параллельными прижимными плитами.

На выходе из второй зоны 80 отвердевания изготовленный таким образом трехслойный легкий панельный материал может быть подвергнут последующей обработке, в частности раскрою.

На фиг. 2 показан второй вариант осуществления предлагаемого изобретением способа. В средстве 110 для насыпания на несущую ленту 120 насыпается материал облицовочного слоя в виде частиц. Этот насыпанный слой 111 транспортируется с помощью несущей ленты 120 к средству 130 для насыпания. Средство 130 для насыпания взаимодействует с разделительным средством 140, таким как расклинивающий нож или горизонтально движущаяся ленточная пила, которое разделяет (расщепляет) насыпанный облицовочный слой 111 в горизонтальной, лежащей параллельно направлению транспортирования несущей ленты 120 плоскости, и таким образом создает верхний насыпанный облицовочный слой 111а и нижний насыпанный облицовочный слой 111Ь.

В созданный разделительным средством 140 зазор вводится, например, впрыскивается или вдувается, материал промежуточного слоя в виде частиц, и образуется, таким образом, насыпанный промежуточный слой 131.

Изготовленная таким образом трехслойная комбинация насыпанных слоев подводится к ленточному транспортеру 190 для последующей обработки и здесь посредством зоны 150 уплотнения, следующей за ней первой зоны 160 отвердевания, зоны 170 расширения и второй зоны 180 отвердевания принципиально таким же образом уплотняется с получением легкой панели, которая может подвергаться последующей обработке традиционными средствами, расширяется и упрочняется, как в предыдущем примере осуществления, показанном на фиг. 1.

На фиг. 3 показан третий вариант осуществления предлагаемого изобретением способа. Как в описанном с помощью фиг. 2 втором варианте осуществления в третьем варианте осуществления также сначала с помощью средства 210 для насыпания на несущую ленту 220 насыпается материал облицовочного слоя в виде частиц.

Однако этот насыпанный материал облицовочного слоя 211 не разделяется (расщепляется) горизонтально, а непосредственно с помощью ленточного транспортера 290 движется через зону 250 сжатия и при этом уплотняется с высокой степенью сжатия, и толщина его соответствующим образом уменьшается. Эта уплотненная с высокой степенью сжатия геометрия с уменьшенной толщиной фиксируется в следующей в направлении движения первой зоне 260 отвердевания.

За первой зоной 260 отвердевания в направлении транспортирования уплотненной комбинации облицовочных слоев расположено второе средство 230 для насыпания. Средство 230 для насыпания снабжено разделительным средством 240, которое разделяет уплотненную комбинацию слоев 211 на верхний и нижний облицовочные слои 211а, Ь вдоль лежащей горизонтально и параллельно направлению транспортирования плоскости. В полученную таким образом имеющую форму зазора полость между двумя облицовочными слоями 111а, Ь за разделительным средством 240 вводится, например впрыскивается или вдувается, материал промежуточного слоя в виде частиц. Созданная таким образом комбинация слоев, состоящая из насыпанного и уплотненного верхнего и нижнего облицовочного слоя 211а, Ь, которые разделены насыпанным материалом промежуточного слоя 231, подводится к следующей в направлении транспортирования комбинации слоев за разделительным средством 240 зоне 270 расширения, в которой материал промежуточного слоя активируется и благодаря этому вспенивается. Эта активация происходит в представленном примере осуществления термическим путем за счет подвода тепла, но может происходить и другим способом, например, за счет подвода реагента, за счет облучения или подобным способом. Материал промежуточного слоя испытывает при этом расширение, и вся комбинация слоев благодаря этому расширяется с увеличением толщины слоя.

Полученная таким образом толщина слоя в следующей, второй зоне 280 отвердевания отверждается между двумя расположенными параллельно друг другу фиксированными прижимными плитами путем отвода тепла, и таким образом получается легкая древесная панель, которая может подвергаться последующей обработке традиционными средствами.

На фиг. 5 схематично показано расположение устройства для сжатия, работающего в непрерывном режиме. В представленном варианте выполнения насыпанный материал 310 слоя в виде частиц транс

- 7 015211 портируется на подложке 320 горизонтально в направлении 330. Насыпанный материал слоя в конце подложки 320 захватывается верхней стальной лентой 340 и нижней стальной лентой 350. Верхняя стальная лента 340 и нижняя стальная лента 350 предпочтительно выполнены в виде бесконечных стальных лент.

Верхняя и нижняя стальные ленты 340, 350 со стороны, противоположной захваченному между ними насыпанному материалу слоя, направляются валками двух, верхнего и нижнего, бесконечных роликовых транспортеров 360, 370, и таким образом вводятся между двух прижимных плит 380, 390, в которых они могут быть сжаты.

В соответствии с изображением уже при сужении насыпанного материала между двумя стальными лентами 340, 350 и последующем движении по роликовым транспортерам 360, 370 может происходить уплотнение насыпанного материала, которое между прижимными плитами, между которыми в отличие от представленной формы осуществления может быть образован сужающийся в направлении движения зазор, может продолжаться с высокой степенью сжатия до желаемого размера.

На фиг. 4 показано схематичное, выполненное без соблюдения масштаба поперечное сечение панели легкой конструкции, которая изготовлена предлагаемым изобретением способом. Видны верхний облицовочный слой 410 и нижний облицовочный слой 420. Между верхним и нижним облицовочными слоями 410, 420 заключен промежуточный слой 430 из вспененного древесного материала низкой плотности. Граничная поверхность между двумя облицовочными слоями 410, 420 и промежуточным слоем 430, обозначенная позициями 411 и 421, выполнена в неправильной волнистой форме, что вызвано технологическим методом в соответствии с предлагаемым изобретением процессом.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления сэндвич-панели, при котором:

a) подготавливают верхний облицовочный слой (11);

b) подготавливают нижний облицовочный слой (41);

c) подготавливают промежуточный слой (31), расположенный между верхним и нижним облицовочным слоем;

б) уплотняют верхний и нижний облицовочный слой;

е) вспенивают промежуточный слой, отличающийся тем, что вспенивание промежуточного слоя осуществляют после начала уплотнения верхнего и нижнего облицовочного слоя.
2. Способ изготовления сэндвич-панели, при котором:

a) подготавливают верхний облицовочный слой (11);

b) подготавливают нижний облицовочный слой (41);

c) подготавливают промежуточный слой (31), расположенный между верхним и нижним облицовочным слоем;

б) уплотняют верхний и нижний облицовочный слой;

е) вспенивают промежуточный слой, отличающийся тем, что верхний и нижний облицовочный слой уплотняют до вспенивания промежуточного слоя.
3. Способ по одному из предыдущих пп.1 и 2, отличающийся тем, что процесс вспенивания включает в себя процесс расширения.
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что верхние и нижние облицовочные слои подготавливают путем насыпания исходного материала в виде частиц и уплотняют путем приложения давления сжатия между двумя прижимными плитами, расположенными над насыпанным материалом и под ним.
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что промежуточный слой выполнен из вспениваемого посредством термической активации материала и его вспенивают посредством термической активации.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что необходимое для термической активации тепло подводят во время сжатия верхнего и нижнего облицовочного слоя.
7. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что тепло подводят посредством нагретых прижимных плит.
8. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что уплотнение верхнего и нижнего облицовочного слоя осуществляют путем их расположения между двумя прижимными плитами и уменьшения расстояния между двумя прижимными плитами в ходе процесса обработки.
9. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что верхний и нижний облицовочный слой вводят между двумя неподвижными прижимными плитами, и расстояние между двумя прижимными плитами уменьшают, при этом зазор между двумя прижимными плитами уменьшается в направлении подачи верхнего и нижнего облицовочного слоя.
10. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что верхний и нижний облицо

- 8 015211 вочный слой образуют путем насыпания слоя исходного материала в виде частиц, после чего этот слой разделяют, а промежуточный слой образуют путем внесения исходного материала в виде частиц в созданный при разделении зазор.
11. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что верхний и нижний промежуточный слой образуют путем насыпания исходного материала в виде частиц на подложку и сжатия исходного материала, причем насыпанный материал на подложке движется между двумя прижимными плитами и его сжимают между ними, после чего разделяют.
12. Способ по пп.10 и 11, отличающийся тем, что разделение слоя на верхний и нижний облицовочный слой и введение промежуточного слоя осуществляют после сжатия верхнего и нижнего промежуточного слоя.
13. Способ по одному из предыдущих пп.1-12, отличающийся тем, что промежуточный слой подготавливают в виде смеси материала-носителя и вспениваемого материала.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что материал-носитель используют в виде частиц, к которым прикреплен вспениваемый материал.
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что материал-носитель используют в виде слоя нетканого материала, к которому и/или в который прикреплен или впитан вспениваемый материал.
16. Устройство для изготовления легкой сэндвич-панели, содержащее транспортировочное средство с верхней опорной поверхностью, перемещающейся в направлении транспортирования, и расположенные у него первое средство для введения материала облицовочного слоя, в частности первое средство для насыпания материала облицовочного слоя в виде частиц, второе средство для введения материала промежуточного слоя, в частности второе средство для насыпания материала промежуточного слоя в виде частиц, средство для уплотнения материала облицовочного слоя и средство для вспенивания материала промежуточного слоя, отличающееся тем, что средство для уплотнения расположено в направлении транспортирования перед средством для вспенивания.
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что первое средство для введения материала содержит первый узел для насыпания облицовочного слоя на опорную поверхность транспортировочного средства, расположенный в направлении транспортирования перед вторым средством для введения материала, и второй узел для насыпания, расположенный в направлении транспортирования за вторым средством для введения промежуточного слоя и выполненный с возможностью насыпания материала облицовочного слоя в виде частиц на насыпанный промежуточный слой.
18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что второе средство для введения материала содержит разделительное средство, расположенное в направлении транспортирования между первым средством для насыпания и средством для уплотнения и выполненное с возможностью разделения облицовочного слоя в горизонтальной, лежащей параллельно направлению транспортирования транспортировочного средства плоскости, причем второе средство для введения материала выполнено с возможностью введения материала промежуточного слоя в полученный посредством разделительного средства зазор между частями материала облицовочного слоя, полученными при разделении.
19. Устройство по п.16, отличающееся тем, что второе средство для введения материала содержит разделительное средство, расположенное в направлении транспортирования между средством для уплотнения и средством для вспенивания и выполненное с возможностью разделения сжатого облицовочного слоя в горизонтальной, лежащей параллельно направлению транспортирования плоскости, причем второе средство для введения материала выполнено с возможностью введения материала промежуточного слоя в полученный при разделении зазор между двумя частями облицовочного слоя.
20. Устройство по одному из предыдущих пп.16-19, отличающееся тем, что между средством для уплотнения и средством для вспенивания расположена первая зона отвердевания для отверждения уплотненного облицовочного слоя (его слоев).
21. Устройство по одному из предыдущих пп.16-20, отличающееся тем, что в направлении транспортирования за средством для вспенивания расположена вторая зона отвердевания для отверждения вспененного промежуточного слоя.