ES2307415B1 - Procedimiento de fabricacion de tableros de aglomerados a partir de caña comun y tableros obtenidos segun dicho procedimiento. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de tableros de
aglomerados a partir de caña común y tableros obtenidos según dicho
procedimiento.
Procedimiento de fabricación de un tablero de
aglomerado de partículas, que utiliza caña común (Arundo
donax L.) como materia prima, el cual comprende las etapas de
secado al aire libre, desfibrado y cortado, cribado, encolado y
compresión de las partículas de caña común y un tablero aglomerado
que presenta una hinchazón reducida respecto de la que presentan los
tableros tradicionales de madera.
Description
Procedimiento de fabricación de tableros de
aglomerados a partir de caña común y tableros obtenidos según dicho
procedimiento.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación de tableros de aglomerado
utilizando como materia prima partículas de caña común (Arundo
donax L.).
Los paneles de madera compuestos se preparan a
partir de astillas de madera (tableros de partículas), fibras
(tableros de fibras, aglomerados), hebras (OSB) o chapas de madera
(contrachapados), que se vaporizan o se recubren con adhesivos
especialmente formulados y se prensan en caliente para formar
productos laminados. Desde su introducción en los años 40, ha
habido una demanda creciente de estos productos, que son adecuados
para una variedad de aplicaciones que incluyen mobiliario y
elementos de construcción interior y exterior. Esta tendencia,
combinada con la disminución de los recursos de la madera a nivel
mundial, ha contribuido al problema del abastecimiento inadecuado
de materia prima, con el que en estos momentos se enfrenta la
industria de la chapa de madera.
En la patente DE-AS 1201045 de
Sandberg (1963), se describe un proceso para la recuperación de
astillas de madera a partir de tableros de partículas y otros
paneles derivados de la madera, así como la producción de residuos
y desechos. Este proceso incluye el tratamiento con vapor en una
cámara de vapor a una presión entre 1 y 5 atmósferas por encima de
la presión atmosférica y durante 0,5-4 horas. La
hidrólisis de la resina de enlace lleva a la desintegración de los
paneles en astillas. Sin embargo, los materiales procesados no se
desintegran completamente, y se necesita un tratamiento mecánico
adicional para separar entre ellas las astillas de madera
recuperada. Además las astillas se deterioran de forma considerable
y se vuelven marrones, debido al uso de temperatura y presión
elevadas durante un período de tiempo prolongado. Utilizando las
astillas recuperadas, sólo se pueden producir tableros de astillas
con propiedades aceptables si se añaden astillas frescas.
La patente DE 4201201 (Moeller, 1992) especifica
un método para el reciclaje de productos derivados de la madera y
desechos que contienen madera basado en un tratamiento mecánico
especial, que permite la producción de virutas de madera adecuadas
para enlazarse en productos semiacabados o acabados. Sin embargo,
las virutas recuperadas todavía contienen los residuos de la resina
de unión y, por consiguiente, presentan una elevada emisión de
formaldehído.
En la patente DE 4224629 (1992) se incluye otro
proceso de reciclaje para tableros de partículas y tableros de
fibras unidos mediante UF tanto si son laminados como si no lo son.
Inicialmente los tableros se rompen en piezas de pocos centímetros
de tamaño y se retira cualquier componente metálico. Los residuos
de los tableros se someten entonces a un tratamiento de vapor
saturado en una autoclave a temperaturas de
120-180ºC y presiones de 2-11 bar
durante 2-5 minutos. Los elementos de madera
secundarios obtenidos de este modo, se pueden separar de los
laminados, los recubrimientos y las partes no metálicas mediante
tamizado y/o clasificado y volver a unir a paneles con resinas de
urea-formaldehído (UF) modificadas/convencionales u
otros elementos de unión como las resinas de
fenol-formaldehído (PF). Un inconveniente de este
proceso es que los elementos recuperados se deterioran no sólo
debido al tratamiento con temperatura y presión elevadas, sino
también a causa de la desintegración mecánica inicial.
Este procedimiento de trituración total complica
más la separación de los elementos de madera secundarios de los
materiales de recubrimiento y de otros elementos indeseables. Otro
gran inconveniente es el elevado coste del equipo que está
involucrado. Roffael y Dix (patente Estados Unidos 5705542, 1994)
han desarrollado un proceso en el que los tableros de partículas y
los tableros de fibras provenientes de desecho unidos con UF, PF o
adhesivos poliméricos de
4-4'-difenilmetano-diisocianato
(PMDI) primero se cortan y posteriormente se someten a un proceso
químico-térmico de formación de pasta de acuerdo
con los procesos sulfato, sulfito o disolvente orgánico. El
tratamiento resulta en la producción de un producto celulósico y un
licor gastado, que contiene no sólo los productos de degradación
del material de madera, sino también los del agente de unión
empleado originalmente en los tableros. Este licor gastado puede
ser utilizado después de su concentración y ajuste de pH, como un
dispersante de los agentes de unión de la madera, tales como UF,
PF, tanino-formaldehído (TF), almidón, pectina,
acetato de almidón, propionato de almidón y proteína. El material
celulósico se puede emplear para la producción de papel o de
tableros de fibras. Este proceso también utiliza un tratamiento de
larga duración (30/60 minutos) a temperatura (180ºC) y presión
elevadas. Esto afecta de forma negativa tanto a la calidad de las
fibras obtenidas como a la economía del proceso.
Roffael propuso en una solicitud posterior (WO
9824605, 1997) el reciclaje de materiales compuestos provenientes de
desecho mediante una combinación de tratamiento hidrotérmico y
altamente cortante a 40-120ºC. Los materiales
compuestos se desintegran inicialmente en astillas y luego se
someten al tratamiento hidrotérmico y altamente cortante, que puede
llevarse a cabo en un dispositivo de extrusora de doble tornillo o
en un molino de trituración. Las fibras o partículas recuperadas de
esta forma son adecuadas para la fabricación de paneles compuestos
como tableros de partículas y tableros de fibras de densidad media.
Durante el tratamiento se pueden añadir productos químicos para
mejorar la calidad de las partículas/fibras obtenidas. Éstos
incluyen ácidos, hidróxidos de metales, sales, óxidos, aminas,
urea, amoníaco o incluso componentes de la mezcla de la resina de
unión o la resina misma. Sin embargo, las deficiencias en el
proceso representan el elevado coste en el equipo utilizado y la
diferencia de calidad entre las partículas/fibras obtenidas en
comparación con las convencionales utilizadas para la fabricación
de los tableros.
Michanickl aún propuso (patente US 5804035,
1995) otro tratamiento para los materiales que contienen madera
como los tableros de astillas provenientes de desecho y/o los
tableros de fibras de densidad media, así como los residuos y
desperdicios de la producción. Las piezas de dichos materiales con
longitudes de corte de aproximadamente 10-20 cm se
introducen en un recipiente a presión/caldera de desintegración
estático o rotacional, donde se impregnan con una solución
impregnadora durante al menos un minuto, y se deja que se hinchen
hasta que hayan absorbido al menos una cantidad de solución
impregnadora correspondiente al 50% de su peso. La solución
impregnadora consiste en agua y productos químicos a una
concentración total máxima del 30%. La urea, el amoníaco, la lejía
de sosa, el ácido sulfúrico, las resinas de UF y similares son
productos químicos adecuados. Los materiales que contienen madera
impregnados se calientan posteriormente a temperaturas entre los 80
y los 120ºC, durante un período de tiempo de 1-60
minutos y una presión que no supere 2 bar por encima de la presión
atmosférica ambiental. A continuación, el material desintegrado
(astillas y fibras) se separa de los otros componentes como
revestimientos y partes metálicas mediante tamizado y/o cribado por
viento y el uso de detectores de metales y todavía se pueden
procesar en tableros de astillas o tableros de fibras. La patente
DE 19819988 (1998) describe el mismo proceso en operación continua.
Sin embargo, esta tecnología es efectiva sólo para los tableros
unidos mediante UF y su aplicación se limita a la producción de
tableros de partículas con una sustitución no superior al 20% de
partículas de madera fresca por las recicladas.
Recientemente se ha descrito en PCT/GB99/00690
(Sandison-Thorpe, 1999) un proceso bastante similar,
que emplea un aparato especialmente diseñado para el tratamiento
de vapor y el subsiguiente cribado del desecho.
En todos los procesos de reciclaje anteriores se
requiere un equipo especial para el tratamiento del desecho, que
en la mayoría de casos tiene un coste elevado (por ejemplo, el
autoclave, la extrusora) y es poco convencional en procesos
estándares de fabricación de tableros. Esto significa que las
plantas existentes necesitarán hacer una inversión adicional en
equipamiento para ser capaces de usar las partículas/fibras de
madera recicladas. Además, el severo y prolongado tratamiento de
temperatura y presión utilizado en algunos de estos procesos,
produce unas partículas/fibras de madera con propiedades
deterioradas. Los procesos de reciclaje basados en un tratamiento
mecánico proporcionan, sin embargo, partículas de madera recicladas
gruesas. Los niveles de sustitución de partículas/fibras de madera
fresca conseguidos hasta la fecha son bajos y residen
principalmente en el campo de la producción de tableros de
partículas.
Según un primer aspecto, la presente invención
proporciona un procedimiento para la fabricación de tableros de
aglomerado que emplea como materia prima partículas de caña común
(Arundo donax L.), en el que, las cañas una vez secadas al
aire libre durante 180 a 190 días, y deshojadas y eliminados sus
extremos, se obtiene un material con una humedad de 8,2 a 8,5%.
Con el material resultante se lleva a cabo un
desfibrado que se realiza mediante desfibradora de martillos o
mazas. Posteriormente, se realiza un cribado para la eliminación de
partículas superiores al tamiz de 2 mm de paso, los finos
residuales se eliminan sometiéndolos a un nuevo tamiz o sistema de
ventilación.
Con las partículas seleccionadas se lleva a cabo
el encolado mediante un material adhesivo, tal como, urea
formaldehído u otro adhesivo termofraguante, se dispersa para
formar esteras continuas y se comprime por medio de la aplicación
de presión y calor hasta formar paneles o tableros de aglomerado de
caña común.
Un objetivo de la presente invención es eliminar
la necesidad de reciclar o reutilizar compuestos anteriores
derivados directamente de la madera o de deshechos reciclados, por
lo que se sirve de una nueva materia prima como es la caña común. A
través de esta invención, no sólo no se continúa mermando las
reservas forestales con la tala de especies que cumplen diversas
funciones medioambientales sino que no es necesaria la
reutilización de deshechos anteriores, con el subsiguiente
reciclado o tratamiento.
La ventaja directa consiste en paliar el
problema ecológico que supone el crecimiento masivo en los cauces
de ríos, ramblas, etc. de la caña común (una mala hierba), ya que
es un residuo contaminante y al utilizarse produciría un beneficio
ambiental utilizándolo para la fabricación de tableros aglomerados.
Los tableros aglomerados de caña común son tableros ligeros de
media y baja densidad.
Otra ventaja respecto a los tableros de maderas
es que no es necesario el secado forzado hasta obtener un 3 a 5%
de humedad, ya que con un secado al aire libre de la caña común se
obtienen buenos tableros, de ahí que se ahorre energía.
El tablero o laminado resultante puede usarse en
construcción, carpintería, es muy manejable con los útiles de
carpintería tradicionales y puede ser fácilmente contrachapado por
madera o materiales plásticos, siendo un sustituto de los tableros
de aglomerado tradicionales.
Asimismo, para consideración de tamices mayores
el aspecto final es más burdo y se reducen las propiedades
mecánicas, si bien el aspecto puede ser decorativo para falsos
techos.
A baja presión el aspecto es similar al tablero
de aglomerado de madera y a alta presión toma un aspecto parecido
a tableros de fibras duros.
Una de las principales mejoras que supone el uso
de las fibras de la caña común consiste en su capacidad para
recuperar parcial o totalmente el espesor tras ensayo de inmersión
en agua.
El tablero realizado con partículas de caña
común recupera el espesor tras su mojado en ciertas proporciones,
mientras que los tableros de aglomerado de madera de buena calidad
se sitúan en valores de hinchazón del espesor de un 16% y no
recuperan las dimensiones tras el proceso de secado y los de peor
calidad se sitúan en un 19%. El tablero de fibras duro se sitúa en
un 28% de hinchazón y tampoco recupera, es más, aumenta el espesor
al perder el agua.
Los tableros de aglomerado de caña común,
fabricados según la presente invención, con valores de baja
presión, 80 a 120 Bares (de 8000 a 13000 KPa), una densidad de 550
kg/m^{3} a 800 kg/m^{3} y 7 a 9% de resina, mejoran el
comportamiento frente a la hinchazón del espesor del tablero por
ensayo de inmersión en agua. Se produce una recuperación casi total
del espesor del tablero en el proceso de secado tras someterle a
dicho ensayo, un 6,9% de hinchazón, y 0,1% de recuperación en el
peor de los casos.
El tablero se ha desarrollado con base de urea
formaldehído como adhesivo consiguiendo tableros con proporciones
de resina de 7 al 9% respecto del material seco y diferentes
espesores de partículas entre 0,025 mm y 2 mm.
Es también un objetivo de la invención,
proporcionar un tablero de de aglomerado fabricado según el
procedimiento aquí desarrollado como artículo de consumo que
satisfaga la totalidad de requerimientos con respecto a la fuerza
mecánica, la resistencia al agua y el carácter de emisión.
Las condiciones de trabajo de temperatura y
presión, se encuentran en el intervalo habitual utilizado en la
industria de los tableros de fibras de aglomerado.
El tiempo de secado previo de las partículas de
caña común es menor que el de partículas de madera, lo cual genera
ahorro de energía.
El tablero aglomerado de caña común es más
resistente a la humedad, siendo menor el tiempo de secado
posterior.
El tablero aglomerado de caña común aumenta
menos sus dimensiones, un 6,9%, después de su inmersión en agua,
las cuales recupera casi totalmente, un 0,1%, después del
secado.
La resistencia mecánica de este tipo de tableros
es similar al de los tableros aglomerados de madera.
Para la fabricación de este tipo de tableros se
puede utilizar la misma maquinaria y procesos que para los
tableros de madera.
Las fibras de caña común no necesitan un secado
previo antes del proceso de producción de tableros, por lo que
necesitan menor energía.
Los tableros obtenidos según la presente
invención presentan de 91 a 93%, en peso, de partículas de caña
común (Arundo donax L), de 7 a 9%, en peso, de resina
termofraguante, una densidad de 550 a 880 kg/m^{3}, un valor de
hinchazón en espesor de un 6,9% y una humedad de 7 a 7,8%.
Una vez secadas las cañas al aire libre, durante
6 meses, se obtiene un material con una humedad media del 8,5%.
Posteriormente, se realiza un deshojado y cortado para la
eliminación de los extremos de las cañas. No es necesario el secado
posterior para conseguir partículas con una humedad de entre 3 y
4%, como sucede con partículas de madera.
Con el material resultante se lleva a cabo un
proceso de desfibrado, mediante desfibradora de martillos o mazas.
Posteriormente, se realiza un cribado para eliminación de
partículas superiores al tamiz de 2 mm de paso. Las partículas finas
residuales se eliminan sometiéndolas, por último, a un nuevo tamiz
o sistema de ventilación.
Con las partículas así seleccionadas se procede
al encolado, mediante la aplicación de urea formaldehído u otro
adhesivo termofraguante. En el caso de emplear formaldehído como
adhesivo, se consiguen tableros con proporciones de resina del 8% a
9% respecto del material seco y diferentes tamaños de partículas.
Dicho encolado se realiza a través de una máquina encoladora o por
pulverización de la mezcla adhesiva sobre las partículas. Mediante
una máquina formadora de manta se dispersa el material, para formar
esteras continuas y, luego, se comprime por medio de la aplicación
de presión de 80 a 130 Bar y temperatura de 80ºC a 120ºC, en prensa
de platos calientes, durante 4 o 6 minutos, hasta formar los
tableros.
Claims (3)
1.Procedimiento de fabricación de tableros de
aglomerado caracterizado porque, a partir de caña común
(Arundo donax L.), comprende las siguientes etapas:
a) secar mediante circulación natural del aire,
durante 180 a 190 días;
b) deshojar y cortar los extremos de la
caña;
c) desfibrar la caña, obteniéndose una fibra de
caña común con una humedad de entre 8,2 y 8,5%;
d) cribar la fibra de caña obtenida en c)
mediante tamiz de 2 mm de paso;
e) encolar la fibra seca y tamizada, mediante la
aplicación de una mezcla de un adhesivo termofraguante y un agente
endurecedor y
f) comprimir, aplicando una presión de 8000 a
13000 KPa y una temperatura entre 80ºC y 120º, hasta obtener un
tablero con una densidad de 550 kg/m^{3} a 800 kg/m^{3}.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se realiza de forma continua.
3. Tablero de aglomerado obtenible mediante un
procedimiento según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque presenta de 91 a 93%, en peso, de
partículas de caña común (Arundo donax L), de 7 a 9%, en
peso, de resina termofraguante, una densidad de 550 a 880
kg/m^{3}, un valor de hinchazón en espesor de un 6,9% y una
humedad de 7 a 7,8%.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700588A ES2307415B1 (es) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Procedimiento de fabricacion de tableros de aglomerados a partir de caña comun y tableros obtenidos segun dicho procedimiento. |
| PCT/ES2008/000124 WO2008107504A1 (es) | 2007-03-06 | 2008-03-06 | Procedimiento de fabricación de tableros de aglomerados a partir de caña común y tableros obtenidos según dicho procedimiento |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700588A ES2307415B1 (es) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Procedimiento de fabricacion de tableros de aglomerados a partir de caña comun y tableros obtenidos segun dicho procedimiento. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2307415A1 ES2307415A1 (es) | 2008-11-16 |
| ES2307415B1 true ES2307415B1 (es) | 2009-10-06 |
Family
ID=39737824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200700588A Active ES2307415B1 (es) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Procedimiento de fabricacion de tableros de aglomerados a partir de caña comun y tableros obtenidos segun dicho procedimiento. |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| WO (1) | WO2008107504A1 (es) |
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| DE19718352A1 (de) * | 1997-05-02 | 1998-11-12 | Hymmen Theodor Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Platten oder profilierten Werkstücken aus Einjahrespflanzen |
| US20030029589A1 (en) * | 1998-06-17 | 2003-02-13 | Nile Fiber Pulp & Paper, Inc. | Total chlorine free bleaching of Arundo donax pulp |
| CA2595316A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | 9119-3656 Quebec Inc. | Wood and non-wood plant fibers hybrid composition and uses thereof |
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- 2007-03-06 ES ES200700588A patent/ES2307415B1/es active Active
-
2008
- 2008-03-06 WO PCT/ES2008/000124 patent/WO2008107504A1/es active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2307415A1 (es) | 2008-11-16 |
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