ES3033643T3

ES3033643T3 - Method for producing a fibreboard panel

Info

Publication number: ES3033643T3
Application number: ES17181842T
Authority: ES
Inventors: Fritz Homann
Original assignee: Homann Holzwerkstoffe GmbH
Current assignee: Homann Holzwerkstoffe GmbH
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2025-08-06
Anticipated expiration: 2037-07-18
Also published as: CN107322750A; ES2934652T3; EP3272480B1; EP3275611A1; US20180354156A1; EP3272480A1; PL3272480T3; PT3272480T; US10647021B2; EP3275611B1; US20180021977A1; EP3275611C0; CN112936499A; US10076852B2; PL3275611T3; LT3272480T; CN107322750B

Abstract

Para proporcionar un método para producir un tablero de fibra deformado que permita producir un tablero de fibra de madera deformado reproducible industrialmente en un proceso continuo, la invención propone un método para producir un tablero de fibra a partir de fibras de madera y aglutinantes, en donde una estera de fibra de madera que contiene aglutinantes y que tiene un espesor y contenido de humedad predeterminados, así como un peso base predeterminado, se somete a vapor en un proceso continuo en una unidad de vaporización, con lo que se activan los aglutinantes, y luego se deforma tridimensionalmente entre al menos un par de rodillos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de un tablero de fibras

La presente invención se refiere a un tablero de fibras y a un procedimiento para su fabricación.

La invención divulga, además, un dispositivo para fabricar correspondientes tableros de fibras.

Los tableros de fibras que contienen fibras lignocelulósicas como tales, en particular fibras de madera, y procedimientos para su fabricación son bien conocidos por el estado de la técnica, por lo que no hay necesidad de comprobación documental especial en este punto.

Un tablero de fibras de densidad media, o tableros MDF para abreviar, suele ser un tablero fabricado con un material de fibra de madera. Según la norma europea pertinente, la densidad aparente media de un tablero MDF oscila entre 650 kg/m3 y 800 kg/m3. Los tableros con una densidad aparente media superior a 800 kg/m3 se consideran tableros de fibra de alta densidad (HDF) y los que tienen una densidad aparente media inferior a 650 kg/m3, MDF ligeros. Con una densidad aparente media inferior a 550 kg/m3, se habla de MDF ultraligero.

Los tableros de fibras de densidad media y los MDF ultraligeros suelen fabricarse mediante el denominado procedimiento en seco. Según este procedimiento, se fabrican fibras encoladas y secas con un contenido de humedad inferior al 12 % ATRO en el denominado encolado en línea de soplado, siendo conocidos por el estado de la técnica procedimientos de encolado alternativos. Entre los procedimientos de encolado alternativos figuran el encolado con mezcladora y el encolado de fibra seca. Alternativa u opcionalmente, tras el encolado de las fibras tiene lugar otra operación de secado. El uso de las denominadas fibras multicomponente, por ejemplo, las bicofibras, también es conocido por el estado de la técnica. Se trata de fibras con distintos componentes de encolado que pueden activarse, por ejemplo, por temperatura.

A continuación, las fibras secas y encoladas o mezcladas se extienden para formar una estera distribuida utilizando, por ejemplo, una máquina distribuidora. Para este fin, se suele utilizar una cinta transportadora sobre la que distribuye la máquina distribuidora.

En una última etapa de procedimiento, la estera distribuida se prensa y el aglutinante se cura aplicando calor. Esto tiene lugar por regla general en prensas en caliente continuas o discontinuas.

La cadena de tableros fabricada de la manera descrita anteriormente puede recortarse y cortarse a la longitud deseada para configurar distintos tableros.

La realización del procedimiento descrito es bien conocida por el estado de la técnica.

Por el documento EP 1110687 B2 se conoce una realización de procedimiento perfeccionada. El procedimiento descrito en este caso se refiere a la fabricación de tableros de fibra ligeros con una densidad aparente media de 60 a 350 kg/m3, que se utilizan como tableros de aislamiento térmico en la industria de la construcción. A este respecto, la particularidad del procedimiento descrito en este caso consiste en que se configura un perfil de densidad aparente que da lugar a un aumento en los bordes de la densidad aparente de al menos un 20 % con respecto a la densidad aparente media del tablero de fibras. Esto se consigue procedimentalmente rociando la superficie de la estera distribuida con agua antes de prensarla. El resultado es un tablero de fibras ligero que presentan zonas de borde con respecto a su gran superficie cuya densidad es al menos un 20 % superior a la densidad aparente media. Estas zonas de borde presentan generalmente un grosor aproximado de 0,2 mm a 0,5 mm.

También es conocida la fabricación de correspondientes tableros, en particular tableros MDF ultraligeros, como tableros sándwich. Las capas exteriores están fabricadas a este respecto de un primer sistema de fibras/agentes aglutinantes y las zonas intermedias, de un segundo sistema de fibras/agentes aglutinantes. Esto permite fabricar tableros más fáciles de manipular, procesar y acabar.

Los tableros conocidos anteriormente de los más diversos tipos se utilizan para los más diversos usos previstos, esteras como materiales aislantes, tableros HDF para relleno, revestimientos y similares. Sin embargo, las esteras y tableros conocidos están provistos de las más variadas propiedades mecánicas debido a sus diferentes densidades y parámetros de fabricación. Se necesitan tableros lo más ligeros posible y, al mismo tiempo, extremadamente estables, pero esto aún no se ha conseguido satisfactoriamente. O bien los tableros son mecánicamente muy resistentes, en cuyo caso suelen estar provistos de una densidad aparente completa debido a la alta compactación, es decir, que son pesados, o bien son correspondientemente más ligeros, pero no tan estables. Esto se ha intentado remediar en este caso mediante la combinación de materiales. Sin embargo, también existen limitaciones debidas a la ingeniería de procesos y la maquinaria de fabricación.

Partiendo del estado de la técnica descrito anteriormente, la invención se basa en elobjetivode proporcionar un procedimiento para fabricar un tablero de fibras deformado que permita fabricar un tablero de fibras de madera deformado en un procedimiento continuo industrialmente reproducible.

Comosolucióntécnica, la invención propone un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Otras ventajas y características se desprenden de las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la invención, se propone un procedimiento en el que primero se fabrique una estera de fibras de madera con propiedades definidas, preferentemente en un procedimiento continuo.

Las esteras de fibra de madera se fabrican preferentemente con partículas de madera, en particular de madera blanda. Estas presentan un tamaño de grano de unos 40 x 40 x 5 mm y se componen principalmente de pino y abeto. Las partículas de madera se suministran sin corteza y presentan por regla general un contenido de agua de aproximadamente el 50 %. Para acortar el tiempo de almacenamiento necesario en condiciones climáticas exteriores, es ventajoso que las partículas de madera se suministren desde el entorno circundante. Después de unos 4 o 5 días de almacenamiento al aire libre, la limpieza se realiza con un separador de discos o en seco.

Las partículas de madera deben ser tratadas previamente antes del desfibrado. El precalentamiento se realiza mediante inyección de vapor y las partículas de madera se cuecen durante un tiempo predeterminado a una presión y temperatura específicas. Esta operación dura entre uno y cuatro minutos y tiene lugar a temperaturas de entre 160 °C y 200 °C.

A continuación se procede al desfibrado, preferentemente mediante refinadores. Esto da lugar a longitudes de fibra de 2 mm a 30 mm y espesores de 0,2 mm a 1,5 mm, siendo ventajosas para la presente invención longitudes de fibra superiores a 10 mm.

A continuación, se seca mediante un quemador o aire caliente en tubos de secado adecuados, lo que da como resultado un contenido inicial de humedad de entre el 6 % y el 15 %.

El posterior encolado se realiza soplando cola en un relleno de fibra. A continuación, la mezcla se distribuye en una línea de moldeo y se lleva a una altura uniforme mediante un equipo mecánico, que, a este respecto, también fija el gramaje deseado.

La precompactación y el recorte lateral tienen lugar en una prensa previa.

La prensa previa funciona con una presión hidráulica de 15 MPa a 20 MPa (150 bar a 200 bar) y el tiempo de paso de una estera oscila entre 30 seg. y 120 seg. La temperatura final de la estera oscila entre 18 °C y 22 °C con un contenido de humedad residual del 6 % al 15 %.

A una temperatura del vapor comprendida en l intervalo entre 100 °C y 110 °C y a una presión del vapor comprendida entre 0,01 y 0,8 MPa (0,1 bar y 8 bar), se hace pasar una cantidad de vapor de aproximadamente 60 kg/h a 500 kg/h a través de la estera de fibras de madera, que, a este respecto, recorre un equipo de vaporización. El vapor puede fluir hacia la estera de fibra tanto desde arriba como desde abajo o desde ambas direcciones.

De acuerdo con una propuesta ventajosa de la invención, a continuación, la estera de fibra puede pulverizarse o recubrirse. Adicionalmente, se pueden aplicar endurecedores. En primer lugar, se pulveriza con un agente desmoldeante para evitar adherencias entre el material de fibra y las superficies de los rodillos contiguos. En este caso, se utilizan cantidades entre 10 g/m2 y 100 g/m2 de estera de fibras. También se puede añadir desmoldeante y/o endurecedor mediante un golpe de vapor adicional.

A continuación, la estera de fibras de madera con un gramaje de 1,0 kg/m2 a 3,0 kg/m2 y un espesor de 10 mm a 30 mm se hace pasar por al menos una pareja de rodillos a una presión de entre 150 N/m2 y 250 N/m2 y una temperatura de 100 °C a 350 °C y velocidades de 0,5 m/min a 120 m/min. Con un grosor inicial de la estera de fibras de madera de 10 mm a 30 mm, el resultado a continuación es un tablero con un grosor de material de 0,5 mm a 2 mm, que puede alcanzar una deformación ondulada tridimensional de 6,5 mm a 50 mm.

Se utilizan al menos una o más parejas de rodillos de calandra, que también pueden presentar rodillos onduladores o combinaciones de los mismos.

De forma ventajosa, se puede aplicar una temperatura adicional después del moldeo, por ejemplo, mediante microondas, infrarrojos o similares.

A continuación, el tablero moldeado se cura o enfría, lo que puede durar entre 2 y 5 minutos.

El resultado de este procedimiento es un tablero de fibras hecho de fibras que contienen lignocelulosa, en particular fibras de madera, y aglutinante, presentando este una deformación tridimensional periódicamente recurrente que discurre en al menos una dirección.

El tablero de fibras es un cuerpo moldeado en forma de tablero compuesto por fibras que contienen lignocelulosa. Tiene esencialmente forma de placa. Mientras que una placa convencional puede describirse esencialmente como un cuboide provisto de superficies planas, que está definido por bordes laterales y dos superficies exteriores, superficies que se encuentran en un plano definido por los bordes laterales, la deformación tridimensional en el sentido de la presente invención significa que la propia placa se deforma con superficies esencialmente paralelas entre sí en una dirección perpendicular a los bordes laterales. En el caso más simple concebible, pueden ser estructuras sencillas como, por ejemplo, pirámides. Sin embargo, la deformación tridimensional comprende pliegues, ángulos, poros y similares.

Intrínsecamente estable en el sentido de la presente invención significa que el tablero permanece mecánicamente firme en su estado deformado después de su fabricación, es decir, no es flexible en el sentido de que la deformación pueda eliminarse. Puede presentar cierta elasticidad, pero es lo suficientemente fuerte como para conservar su forma deformada.

Sin embargo, que discurra en al menos una dirección y se repita periódicamente significa que la deformación se prolonga y se repite constantemente a lo largo de una de las direcciones del tablero. Por ejemplo, un tablero puede estar dispuesto en forma de onda, puede presentar ángulos o similares. Si se aplica una sección transversal a lo largo de la dirección de tablero de modo que la deformación pueda verse desde un lado, esta muestra una especie de onda, diente de sierra, perfil rectangular o similar.

La deformación puede discurrir oblicuamente hacia los bordes laterales. También puede configurarse para que discurra paralela a uno de los bordes laterales.

De acuerdo con una propuesta ventajosa, el tablero está configurado como un tablero HDF en cuanto a su densidad aparente. Contiene preferentemente fibras largas, por ejemplo, de 15 a 20 mm.

Al configurar el tablero de fibras, se crea un tablero que llena un gran volumen en relación con su densidad aparente. El volumen espacial en el sentido de la presente invención se refiere al espacio esencialmente cuboide ocupado por el tablero. Mientras que la densidad aparente o el volumen del tablero en sí se refiere al área sólida del tablero, el volumen está formado por el hecho de que las superficies planas de los salientes superior e inferior del tablero moldeado se complementan con bordes laterales perimetrales para formar un paralelepípedo que encierra completamente el tablero. Este paralelepípedo tiene un volumen significativamente mayor que el volumen formado por el área sólida del propio tablero. De acuerdo con una propuesta ventajosa de la invención, el grosor del tablero supera la altura del volumen en un factor de al menos 3.

Una ventaja particular del tablero es que combina unas mayores propiedades mecánicas con un bajo peso específico aparente. Al configurarse la deformación, el propio tablero se vuelve mecánicamente más estable. Por lo general, es conocido que los elementos doblados o pandeados son particularmente estables cuando son solicitados con presión a lo largo del eje de pandeo. En el presente caso, sin embargo, el tablero también es extremadamente estable y resistente a la rotura debido a su densidad aparente en la dirección de la deformación.

El tablero tiene la ventaja de ampliar considerablemente los ámbitos de aplicación de este tipo de tableros. Debido a su bajo peso en comparación con el volumen espacial, un tablero de este tipo puede utilizarse, por ejemplo, como relleno. Tales ámbitos de aplicación se ofrecen, por ejemplo, en la fabricación de puertas y elementos murales. Gracias a su resistencia mecánica, la superficie puede taladrarse y sujetar tornillos.

Puede soportar clavos.

Puede proveerse directamente con cubrecantos, es decir, molduras que se pegan o fijan de otro modo a los bordes laterales. Gracias a la deformación tridimensional, el tablero ofrece una superficie de fijación considerable en los bordes laterales.

Los tableros también pueden utilizarse en el marco de estructuras tipo sándwich. Pueden unirse a tableros del mismo tipo, moldeados tridimensionalmente, superponiéndolos y fijándolos de cualquier manera. A este respecto, resulta ventajoso que las deformaciones tridimensionales estén dispuestas en ángulo entre sí. Si se unen dos tableros idénticos, por ejemplo, con un contorno ondulado, pueden colocarse en ángulo recto entre sí. De esta manera, se obtiene una pluralidad de puntos de contacto, un considerable volumen espacial, pero con un peso muy reducido del tablero. La estabilidad mecánica es enorme.

De acuerdo con otra propuesta ventajosa de la invención, pueden colocarse tableros planos sobre la superficie de tableros deformados tridimensionalmente de acuerdo con la invención. De este modo se obtienen tableros muy ligeros, pero extremadamente estables, en relación con el volumen especial si los tableros de cubierta planos son, por ejemplo, tableros HDF muy finos.

Los rodillos de acuerdo con la invención pueden configurarse en las superficies de tal manera que deformen la torta de fibras de la correspondiente manera. Los rodillos se calientan, para lo que pueden utilizarse una gran variedad de procedimientos. Por ejemplo, los rodillos pueden calentarse eléctricamente, llenarse de aceite caliente, combinaciones de los mismos, y pueden combinarse con fuentes de tratamiento externas adicionales como radiación UV, radiación IR y similares, quemadores de gas, etc. Es esencial que la deformación se introduzca en la torta de fibras activada entre los rodillos y se mantenga mediante una curación inmediata. Dependiendo de la tecnología de la instalación, puede ser aconsejable utilizar agentes desmoldeantes para evitar que las tortas de fibras se adhieran a las superficies de procesamiento.

De acuerdo con una propuesta ventajosa, la fabricación tiene lugar en un procedimiento continuo desde el adelgazamiento de la torta de fibras mediante la distribución de la mezcla de fibras hasta el curado del tablero.

De acuerdo con una propuesta ventajosa, a continuación se procede al empaquetado.

Un aspecto esencial de la presente invención es la puesta a disposición de una estación de moldeo novedosa e inventiva para la fabricación de los correspondientes tableros de fibras. De acuerdo con la invención, la estación de moldeo comprende una pareja de rodillos para dar forma y curar una torta de fibras activada. Esta pareja de rodillos comprende al menos un rodillo calentado de la manera descrita, estando configuradas las superficies de ambos rodillos de tal manera que puedan introducir la deformación deseada en la torta de fibras. El término rodillo en el sentido de la presente invención debe entenderse a este respecto en sentido amplio, pudiendo tratarse también a unidades cortas en forma de banda.

El tablero de fibras se endurece tras un tratamiento muy breve con calor y humedad. Una vez moldeado, su forma se mantiene estable. No requiere nervios y puede reproducirse en cualquier momento. Además, realiza un uso sostenible de los recursos y puede reciclarse. Más del 80 % de los componentes son de naturaleza orgánica. Puede fabricarse con aglutinantes sin formaldehído y, en comparación con otras construcciones ligeras, también puede utilizarse sin armazón gracias a su gran estabilidad inherente. Gracias a su diseño, es más estable que otros productos comparables de material sólido, pero llena un gran volumen con un peso reducido. Además, puede dotarse de una superficie lisa y homogénea para que pueda recubrirse o laminarse directamente con distintos materiales.

En función de los casos de aplicación, los tableros de fibras son especialmente adecuados para la construcción de productos tipo sándwich. Esto permite colocar tableros de fibras similares unos sobre otros. Si se disponen en ángulo entre sí, se crea un compuesto de gran volumen con dos tableros de fibras ligeros y deformados. También se pueden instalar tableros planos. Este tipo de revestimiento da lugar a elementos muy estables. Estos pueden utilizarse, por ejemplo, como hojas de puertas y similares. Mientras que en el estado de la técnica, las estructuras de nido de abeja y similares se suelen pegar en toda la superficie para fabricar compuestos tipo sándwich, ya que la cola por regla general se pulveriza, la invención propone aplicar cola solo en una zona de contacto mínima entre tableros adyacentes. Es concebible esmerilar las puntas onduladas hasta dejarlas planas y, a continuación, aplicar cola a las puntas onduladas mediante un rodillo, una jeringa fina, una máscara o similar, por ejemplo, con el fin de fabricar un compuesto con otro tablero ondulado o un tablero plano. Este encolado mínimo hace que no todos los tableros queden cubiertos por una película. El resultado es una menor evaporación, un menor peso y una mejor realización de las propiedades del material del tablero de fibras.

Con la invención se proporciona un procedimiento de fabricación novedoso que, utilizando una unidad de fabricación novedosa, permite fabricar tableros de fibras con una estabilidad mecánica particular y, al mismo tiempo, un peso bajo en relación con el volumen a un coste económico manejable. Otras ventajas y características de la invención se desprenden de la siguiente descripción mediante las figuras. A este respecto, muestran:

la figura 1 una vista lateral esquemática de un tablero de fibras de acuerdo con la invención;

la figura 2 una vista en perspectiva parcial de un tablero de fibras de acuerdo con la invención y

la figura 3 una vista lateral esquemática de un tablero sándwich.

La figura 1 muestra un tablero de fibras 1 que, en el ejemplo de realización representado, presenta una estructura ondulada rectangular progresiva. Las dimensiones del grosor del tablero 2, por un lado, y la altura del tablero 3, por otro, se muestran para mayor claridad. La altura del tablero junto con el perímetro del tablero es la medida para calcular el volumen del tablero. Se puede observar que se puede conseguir un volumen muy grande con un tablero fino 1 muy estable, que solo presenta el grosor 2.

La figura 2 muestra esquemáticamente un tablero 4 con una curva de deformación esencialmente sinusoidal.

Es bastante evidente que estos tableros en forma de sándwich, pero también por sí solos, ofrecen una gran resistencia mecánica con una baja densidad.

Como muestra, por ejemplo, la ilustración de un tablero sándwich de la figura 3, un tablero ondulado y deformado 5 de acuerdo con la invención se entablilla con dos tableros planos 6 y 1 en ambas superficies. Esto da lugar a líneas de contacto a lo largo de los grupos ondulados. Las zonas indicadas con el número de referencia 8 son zonas de unión en las que se aplica adhesivo. Las crestas de los tableros 5 pueden nivelarse previamente, por ejemplo, rectificándolas en plano. El adhesivo puede aplicarse en las zonas de unión 8 mediante un rodillo, por pulverización lineal, mediante una máscara o similares. El prensado posterior crea el compuesto tipo sándwich. Las correspondientes zonas de unión se forman del mismo modo en la zona del tablero plano inferior.

Los ejemplos de realización descritos son meramente explicativos y no limitativas.

Lista de referencias

1 Tablero

2 Grosor

3 Altura

4 Tablero

5 Tablero deformado

6 Tablero plano

7 Tablero plano

8 Zona de unión

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para fabricar un tablero de fibras a partir de fibras de madera y aglutinantes, siendo solicitada una estera de fibras de madera que presenta aglutinantes, con un espesor y una humedad predeterminados y un peso por unidad de superficie predeterminado, con vapor en un procedimiento continuo en una unidad de vaporización, activándose los aglutinantes y, a continuación, deformándose tridimensionalmente entre al menos una pareja de rodillos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la estera de fibras de madera se proporciona en un procedimiento continuo.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura del vapor está comprendida entre 100 °C y 110 °C.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la presión de vapor está comprendida entre 0,01 y 0,8 MPa (0,1 y 8 bar).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cantidad de vapor está comprendida entre 60 y 500 kg/h.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, antes de que la estera de fibras de madera se introduzca entre la al menos una pareja de rodillos, se recubre con un agente desmoldeante.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que el agente desmoldeante se selecciona de manera que favorezca el tiempo de fraguado del aglutinante.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la presión en la pareja de rodillos está comprendida en el intervalo entre 150 N/mm2 y 300 N/mm2.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura en la pareja de rodillos está comprendida entre 100 °C y 350 °C.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la estera de fibras de madera se guía a través de la pareja de rodillos a una velocidad de 0,5 m/min a 120 m/min.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la estera de fibras de madera es tratada con un suministro adicional de temperatura después de salir de las parejas de rodillos.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la estera de fibras de madera deformada se cura entre 2 y 5 minutos.