ES2306338T3 - Procedimiento para la fabricacion de tableros de fibra de madera de color claro o teñidos de colores claros. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de tableros de fibra de madera, alimentando un refinador de una instalación de fabricación de tableros de fibra de madera con materia prima que contiene fibras de madera, para acondicionar fibras de madera blanqueadas de la materia prima, esparciendo las fibras de madera encoladas para formar esteras que después se prensan en caliente para conseguir tableros de fibra de madera, caracterizado porque el refinador (4) se alimenta ya desde el exterior de la instalación de fabricación de tableros de fibra de madera con materia prima que contiene material fibroso blanqueado (1).
Description
Procedimiento para la fabricación de tableros de
fibra de madera de color claro o teñidos de colores claros.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fabricación de tableros de fibra de madera con las
características del preámbulo de la reivindicación de patente
1.
En un procedimiento convencional para la
fabricación de tableros de fibra de madera se alimenta un refinador
con virutas de madera, donde se desfibran en una atmósfera húmeda y
con una presión y temperatura elevadas. Al descargar las fibras de
madera del refinador, el vapor se expande por lo que las fibras de
madera se separan por el vapor de agua producido. Las fibras de
madera suspendidas en el vapor de agua se recogen en un corredor de
soplado. En dicho corredor se efectúa un encolado de las fibras de
madera mediante pulverización de un aglomerante, como por ejemplo
un aglomerante que contiene isocianato, encima las fibras de madera.
A continuación, se introducen en un secador donde se ajusta la
humedad necesaria para las fibras de madera encoladas. Una vez
secadas, se ajusta su contenido de humedad y las fibras de madera
encoladas se esparcen para formar esteras, la preforma para los
tableros deseados. Finalmente dichas esteras se prensan en una
prensa continua o prensa de platos múltiples a temperatura elevada
para conseguir tableros de fibra de madera. Debido a la temperatura
elevada, el aglomerante fragua uniendo de modo permanente las fibras
de madera sueltas.
En el pasado, los tableros de fibra de madera
han sido utilizados muy raramente sin barnizado u otro recubrimiento
superficial que no cubriese el color natural de los tableros, un
típico marrón oscuro. Sin embargo, de un tiempo a esta parte se
está desarrollando la tendencia a utilizar tableros de fibra de
madera sin recubrimiento opaco, tiñendo en su lugar los propios
tableros. Un ejemplo de ello se describe en el documento DE 20 2004
014 293 U. Particularmente, con el uso de un aglomerante que
contiene isocianato es posible conseguir tableros de fibra de
madera de color negro, verde oscuro u otro color oscuro, añadiendo
pigmentos colorantes a las virutas de madera antes de introducirlas
en el refinador. Dichos pigmentos colorantes deben tener una
concentración tal que cubran el típico color marrón oscuro de los
tableros de fibra de madera. No se pueden fabricar con este
procedimiento tableros teñidos de colores más claros. Sí sería
posible conseguir un color algo más claro, utilizando en este caso
virutas de maderas más claras como el abedul o el chopo. Sin
embargo, por un lado estas dos maderas no se consiguen a un precio
económico y por otro lado requiere una modificación considerable de
las instalaciones convencionales de tableros de fibra de madera, que
normalmente están concebidas para la fabricación de tableros a base
madera de coníferas o haya. Pero incluso con madera de abedul o
chopo no sería posible fabricar tableros de color muy claro o
teñidos de color claro.
En el documento DE 10 2004 050 278 A1 se da a
conocer un procedimiento con las características del preámbulo de
la reivindicación de patente 1. En este procedimiento, que se
utiliza para la fabricación de tableros de fibra de madera de color
claro hasta blanco, las virutas de madera son pretratadas con un
oxidante para blanquear las fibras de madera, empleando para ello
un hervidor antes de introducirlas en el refinador. A continuación,
el refinador desfibra las virutas de madera y las procesa del modo
usual. Sin embargo, este método adolece de varias desventajas. El
oxidante produce un efecto en la totalidad de las fibras de madera
solamente si se deja actuar durante un período muy largo, y además
quizá no llegue a todas las fibras de madera. Esto va en contra de
que con el procedimiento conocido se pueda mantener el rendimiento
normal en una instalación convencional de fabricación de tableros
de fibra de madera. Sin embargo, el rendimiento de una instalación
de estas características representa un factor económico importante.
Aparte de eso, los hervidores de las instalaciones convencionales
de fabricación de tableros de madera no están diseñados para la
utilización de oxidantes y las condiciones químicas agresivas que
resulten de ello. Hay que tener en cuenta que en un her-
vidor existen unas condiciones de presión y temperatura elevadas que aumentan la agresividad de los oxidantes.
vidor existen unas condiciones de presión y temperatura elevadas que aumentan la agresividad de los oxidantes.
El documento DE 10 2004 050 278 A1 describe
también la utilización de material fibroso (pasta de madera) que
contiene fibras de madera, para la fabricación de tableros de fibra
de madera a escala de laboratorio. Para ello, se destiñe primero el
material fibroso en una suspensión líquida y después se vuelve a
secar. Las fibras de madera blanqueadas de dicho modo se mezclan en
un mezclador de paletas rociándolas con un aglomerante. Una vez
encoladas se agitan hasta que tengan la forma de una estera, se
someten a una precompactación en frío y finalmente se prensan en
caliente para conseguir tableros de fibra de madera. El documento DE
10 2004 050 278 A1 ni describe de forma detallada ni menciona una
realización de este método a escala industrial.
El objetivo de la presente invención es mostrar
un procedimiento con las características del preámbulo de la
reivindicación de patente 1, apto para la fabricación de tableros de
fibra de madera de color claro o teñidos de colores claros en una
instalación de fabricación de tableros de fibra de madera, sin
recurrir a tipos de madera de un color natural claro.
Conforme a la presente invención se soluciona
esta tarea mediante un procedimiento para la fabricación de
tableros de fibra de madera con las características de la
reivindicación de patente independiente 1. En las reivindicaciones
de patente dependientes 2 a 9 se describen los tipos de construcción
preferentes del nuevo procedimiento.
En el nuevo procedimiento para la fabricación de
tableros de fibra de madera se utiliza como materia prima, que se
introduce en el refinador de una instalación de fabricación de
tableros de madera y de la que se acondicionan las fibras de
madera, un material fibroso que ya se ha blanqueado fuera de la
instalación de fabricación de tableros de madera.
El material fibroso que contiene fibras de
madera se obtiene de madera maciza mediante procedimientos de
desintegración mecánicos, raspando mechones de fibras y fibras
sueltas de la madera maciza, por lo que se habla también de pasta
de madera. Una temperatura elevada (en caso necesario junto con una
mayor presión) y/o la adición de sustancias químicas ayudan a
conseguir la pasta. Además se pueden utilizar diferentes
dispositivos de raspado. En función de las circunstancias, se habla
de pasta mecánica, pasta mecánica a presión, pasta mecánica
refinada, pasta termomecánica, pasta química mecánica y pasta
química termomecánica, siendo posible que varios términos denominen
la misma pasta. El material fibroso, que en esta descripción siempre
se refiere a material fibroso con fibras de madera, se comercializa
en grandes cantidades también bajo su denominación inglesa "ground
wood", que se utiliza por ejemplo como materia prima económica
para la fabricación de papel de embalaje. También el material
fibroso blanqueado, que en esta descripción sólo quiere decir que se
trata de un blanqueo fuerte del material fibroso pero que no está
indicado para una determinada categoría comercial de materiales
fibrosos, está disponible en grandes cantidades en el mercado y se
utiliza, por ejemplo, para la fabricación de papeles de embalaje de
color claro y en particular para la fabricación de papel de
periódico.
Sorprendentemente, se ha comprobado que el
material fibroso y también el material fibroso blanqueado es la
materia prima ideal para la fabricación de tableros de fibra de
madera en instalaciones de fabricación convencionales y que produce
tableros de alta calidad, siempre que la composición de las fibras
de madera contenidas en el material fibroso cumpla con una
determinada calidad. Sin embargo, teniendo en cuenta la amplia
oferta en el mercado, esto no representa ningún problema. El
material fibroso pasa sin problemas particularmente por el
refinador de instalaciones de fabricación convencionales de tableros
de fibra de madera, aunque previamente ya se ha llevado a cabo una
desintegración
mecánica de dicho material fibroso en un refinador y sin que las fibras de madera reduzcan demasiado su tamaño.
mecánica de dicho material fibroso en un refinador y sin que las fibras de madera reduzcan demasiado su tamaño.
No obstante, para la fabricación de tableros de
fibra de madera convencionales sin requisitos especiales para el
color, el empleo de material fibroso no resulta razonable por
motivos económicos, dado que el acondicionamiento de fibras de
madera de virutas de madera es mucho más barato que la utilización
de material fibroso. Pero si se quieren fabricar tableros de fibra
de madera de colores claros o teñidos de colores claros, el empleo
de material fibroso blanqueado es superior a todas las alternativas
previsibles. Esto no solamente se aplica con respecto a la
aplicación anteriormente mencionada de maderas claras como el abedul
o el chopo, sino también con respecto a un posible blanqueo de las
fibras de madera obtenidas de virutas de madera comunes dentro del
marco del acondicionamiento de las fibras de madera. El blanqueo de
madera se realiza con la ayuda de oxidantes, como el peróxido de
hidrógeno o el bisulfito, que no se pueden utilizar sin más en una
instalación de fabricación de tableros de fibra de madera. Ni los
equipos montados en semejante instalación ni el régimen hidráulico
son aptos para la utilización de tales sustancias químicas. Además
se debe tener presente que la adición de los colorantes para
conseguir tableros de fibra de madera teñidos sólo se puede hacer
después del blanqueo de las fibras de madera, para no blanquear
también los colorantes.
Si por el contrario se utiliza como materia
prima material fibroso ya teñido para el tratamiento de las fibras
de madera, casi no hay que modificar el modo de funcionamiento de
una instalación de fabricación de tableros de fibra de madera para
fabricar tableros de fibra de madera de color claro. El
acondicionamiento de las fibras de madera del material fibroso
puede resultar incluso más sencillo que de las virutas de madera,
dado que las fibras de madera están unidas en grupos de tamaño más
grande que deben ser separadas durante el acondicionamiento.
Con el nuevo procedimiento, que se basa en
material fibroso ya blanqueado, los oxidantes utilizados normalmente
para el blanqueo químico de material fibroso, solamente se aportan
en cantidades insignificantes a los equipos y el ciclo hidrológico.
Lo mismo se puede decir si en el nuevo procedimiento se utilizan
oxidantes adicionales para fabricar por ejemplo tableros de fibra
de madera de un color especialmente claro. La adición de tales
oxidantes se efectúa preferentemente en el refinador, en el que las
fibras de madera se separan del material fibroso. De esta forma se
pueden blanquear las superficies, particularmente descubiertas por
primera vez, de las fibras de madera que aún no han estado
expuestas a ninguna reacción cromática.
El nuevo procedimiento permite la fabricación de
tableros de fibra de madera de color muy claro hasta blanco sin la
necesidad de tener que añadir colorantes. Utilizando colorantes se
pueden fabricar tableros de fibra de madera ya teñidos con colores
más claros. En cuanto a la adición de colorantes al material
fibroso, el nuevo procedimiento no presenta limitaciones. No es
necesario esperar al blanqueo de la materia prima o de las fibras
de madera antes de poder añadir los colorantes. Más bien se pueden
añadir los colorantes al material fibroso en un depósito de
preparación, desde el cual el material fibroso se conduce al
refinador de una instalación de fabricación de tableros de fibra de
madera. También existe la posibilidad de añadir los colorantes al
refinador de forma separada. Sin embargo, una instalación de
fabricación convencional de tableros de fibra de madera no dispone
de los equipos necesarios para dicha función, por lo que es
preferible añadir los colorantes al material fibroso delante o
detrás del refinador. En el primer caso, los colorantes tienen
tiempo suficiente para teñir bien las fibras de madera. La
utilización de fibras de madera en lugar de virutas de madera es
una ventaja en tanto que los colorantes pueden teñir al principio
solamente la superficie de la materia prima. En las virutas de
madera, una gran parte de la fibra de madera se encuentra por debajo
de la superficie, por lo que resulta más difícil para los
colorantes teñirlas.
Los colorantes utilizados en el nuevo
procedimiento son normalmente colorantes dispersantes a base de
pigmentos colorantes. Estos colorantes poseen una alta resistencia
a la luz y a las temperaturas. El nuevo procedimiento permite la
utilización de colores orgánicos, como por ejemplo barnices de
color, para el teñido de los tableros de fibra de madera de color
claro terminados, siendo posible el ajuste del grado de teñido de
estos tableros mediante el tiempo de actuación y la concentración
del barniz.
Si los colorantes tienen cierta sensibilidad
frente a las condiciones reinantes en el refinador y/o en los
equipos acoplados, también puede ser conveniente añadir los
colorantes a las fibras de madera en un momento posterior, por
ejemplo mediante rociado.
Una forma común de comercializar material
fibroso blanqueado son bultos de material fibroso secado y más o
menos prensado, ya que con esta forma el material fibroso tiene un
peso y un volumen de transporte relativamente bajos, así como una
buena manejabilidad. En este caso, se introduce el material fibroso
en el refinador en forma de bultos desmenuzados y húmedos.
Si se quieren fabricar tableros de fibra de
madera de color muy claro hasta blanco, se puede sustituir una
parte del material fibroso blanqueado por celulosa blanqueada que
también está disponible en gran cantidad.
Igual que en una instalación de fabricación
convencional de tableros de fibra de madera, también el nuevo
procedimiento permite encolar las fibras de madera con el
aglomerante en un corredor de soplado situado entre el refinador y
un secador.
El aglomerante puede ser un aglomerante que
contiene isocianato, en particular un aglomerante PMDI.
Esencialmente, las colas de formaldehído de urea (reforzadas o no
reforzadas) también son aptas para el nuevo procedimiento. No se
aconsejan aglomerantes que tengan efectos negativos sobre los
colorantes y/o con colores propios muy pronunciados, como por
ejemplo la resina fenólica.
Otras opciones ventajosas para el
perfeccionamiento de la invención resultan de las reivindicaciones
de patente, la descripción y los dibujos. Las ventajas de las
características y las combinaciones de características mencionadas
en la introducción descriptiva tienen un carácter meramente de
ejemplo, siendo posible su aplicación de forma alternativa o
acumulativa, sin que dichas ventajas tengan que ser realizadas
obligatoriamente por las formas de realización conformes a la
invención. Otras características se pueden deducir de los dibujos,
en particular de las geometrías representadas y las dimensiones
relativas de varios componentes entre sí, así como de su
disposición relativa y relación interactiva. Asimismo se permite y
se sugiere la combinación de características de diferentes formas
de realización de la invención o de características de diferentes
reivindicaciones de patente, que difieren de las aplicaciones
retroactivas elegidas de las reivindicaciones de patente. Esto se
refiere también a características representadas en dibujos separados
o mencionadas en las descripciones de estos dibujos, siendo posible
la combinación de tales características con las características de
reivindicaciones de patente diferentes. Asimismo se pueden suprimir
las características citadas en las reivindicaciones de patente para
otras formas de realización de la invención.
A continuación se explica y describe de forma
detallada la invención mediante un ejemplo de realización y
haciendo referencia al dibujo adjunto.
Figura 1 muestra un diagrama de flujo del nuevo
procedimiento para la fabricación de tableros de fibra de madera
teñidos.
El nuevo procedimiento parte de material fibroso
blanqueado 1 como materia prima que contiene fibras de madera.
Dicho material fibroso blanqueado 1 consta de mechones de fibras y
fibras de madera sueltas, raspadas en un proceso mecánico de madera
maciza y que han sido blanqueadas químicamente con un oxidante, como
por ejemplo peróxido de hidrógeno o bisulfito, para conseguir un
color claro, casi blanco. El material fibroso blanqueado se
introduce en un depósito de preparación 3 en forma de bultos de
material fibroso comerciales, que previamente se han roto, es
decir, que se han desmenuzado a trocitos.
Junto con el material fibroso 1 se pueden añadir
al depósito de preparación 3 colorantes 2, mezclándolos en el
depósito 3 con el material fibroso 1. Según el color deseado del
producto final del procedimiento, los colorantes 2 poseen una u
otra composición. Al depósito de preparación 3 se le puede añadir
adicionalmente agua, para mezclar el material fibroso 1 y los
colorantes 2 en un ambiente húmedo o para regular el grado de
humedad del material fibroso 1. Desde el depósito de preparación 3
se conduce el material fibroso 1 con los colorantes 2 a un
refinador 4. En una instalación de fabricación de tableros de fibra
de madera, este refinador 4 sirve normalmente para desintegrar las
virutas de madera en fibras de madera sueltas. Con el nuevo
procedimiento no es necesario, o al menos no en la misma medida,
desintegrar las fibras de madera, dado que el material fibroso 1 ya
posee en gran parte fibras de madera sueltas. Aún así se emplea en
el nuevo procedimiento el refinador 4 como componente de una
instalación existente de fabricación de tableros de fibra de madera,
permitiendo un acondicionamiento de las fibras de madera así como
una actuación prolongada de los pigmentos colorantes 2 sobre las
fibras de madera. Otra opción para un blanqueo adicional de las
fibras de madera es la adición de un oxidante al refinador 4. Desde
el refinador 4, las fibras de madera llegan a un corredor de
soplado 5, en el que se encolan con un aglomerante, en este caso con
un aglomerante PMDI, rociándolo en una suspensión líquida sobre las
fibras de madera. Las fibras de madera encoladas llegan a
continuación a un secador 7, donde se ajusta la humedad de las
fibras de madera a un valor necesario para el tratamiento
siguiente. En una estación de premoldeo de esteras 8 se forma
después una estera con las fibras de madera teñidas, encoladas y
húmedas, que en una prensa 9 se prensa en caliente para conseguir
finalmente el tablero de fibra de madera deseado 10. Durante el
proceso de prensado caliente fragua el aglomerante 6. El tablero de
fibra de madera 10 puede teñirse sin más de colores claros, como por
ejemplo de colores pastel, ya que ni la materia prima, es decir el
material fibroso 1, ni el aglomerante 6 no poseen un color propio
muy pronunciado. Es obvio que, por un lado la temperatura de la
prensa caliente 9 no sea tan alta que provoque una alteración
indeseada del color y que por el otro lado tampoco no se
descompongan los colorantes 2 con las temperaturas existentes en la
prensa caliente 9. Esto puede aplicarse a un gran número de
colorantes comerciales, en particular a un gran número de pinturas
de dispersión a base de pigmentos colorantes químicamente inertes.
La adición de los colorantes 2 al material fibroso 1 o a las fibras
de madera tratadas puede efectuarse también en otros componentes de
la instalación distintos al depósito de preparación 3, como por
ejemplo en un depósito de vapor situado delante o también en el
corredor de soplado 5. Esencialmente, se pueden utilizar como
colorantes en el nuevo procedimiento también colores orgánicos,
como por ejemplo barnices de color, que se utilizan preferentemente
para teñir tableros de fibra de madera de color claro 10, fabricados
hasta la fecha sin colorantes. Otro producto interesante pueden ser
tableros de fibra de madera 10 de color claro hasta blanco,
fabricados con el nuevo procedimiento completamente sin colorantes.
El grado de blancura de dichos tableros puede aumentarse
sustituyendo una parte del material fibroso blanqueado 1 por
celulosa blanqueada.
- 1
- Material fibroso
- 2
- Colorantes
- 3
- Depósito de preparación
- 4
- Refinador
- 5
- Corredor de soplado
- 6
- Aglomerante
- 7
- Secador
- 8
- Estación de premoldeo de esteras
- 9
- Prensa caliente
- 10
- Tablero de fibra de madera.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante se proporciona únicamente para comodidad del lector. No
forma parte del documento de la patente europea. Aunque se ha puesto
gran cuidado en la compilación de las referencias, no pueden
excluirse errores u omisiones y la EPO declina cualquier
responsabilidad en este aspecto.
- \bullet DE 202004014293 U
- \bullet DE 102004050278 A1
Claims (9)
1. Procedimiento para la fabricación de tableros
de fibra de madera, alimentando un refinador de una instalación de
fabricación de tableros de fibra de madera con materia prima que
contiene fibras de madera, para acondicionar fibras de madera
blanqueadas de la materia prima, esparciendo las fibras de madera
encoladas para formar esteras que después se prensan en caliente
para conseguir tableros de fibra de madera, caracterizado
porque el refinador (4) se alimenta ya desde el exterior de la
instalación de fabricación de tableros de fibra de madera con
materia prima que contiene material fibroso blanqueado (1).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el material fibroso (1) está constituido
por mechones de fibras y fibras de madera sueltas raspadas de
madera maciza en un proceso mecánico.
3. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el material
fibroso (1) está blanqueado químicamente con un oxidante.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se añade un
oxidante al refinador (4) durante el acondicionamiento de las
fibras de madera.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se añaden
colorantes (2) a las fibras de madera.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque se añaden los colorantes delante o
detrás del refinador (4).
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material
fibroso (1) se introduce en el refinador (4) en forma de bultos de
material fibroso desmenuzados a trocitos.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las fibras de
madera se encolan con un aglomerante (6) en un corredor de soplado
(5) situado entre un refinador (4) y un secador (7) de una
instalación de fabricación de tableros de fibra de madera.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el aglomerante
(6) es un aglomerante que contiene isocianato, en particular un
aglomerante PMDI.
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