ITMI990129A1 - Apparecchiatura incollatrice per impianti per produrre pannelli in fibra di legno - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzion

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una cosiddetta incollatrice o, impropriamente, resinatrice, cioè una macchina utilizzabile negli impianti per la produzione di pannelli in fibra di legno mediante un procedimento a secco (in particolare i pannelli di fibra a media densità, noti come pannelli MDF, dalle iniziali dell'espressione inglese Medium Density Fibers), tale macchina permettendo di miscelare nel caso specifico fibre di legno e una sostanza collante liquida, del tipo termoindurente.

Come è noto agli esperti del ramo, i pannelli MDF vengono prodotti mediante due tipi di impianto, noti rispettivamente con la denominazione di impianto blowline e impianto di resinatura o tradizionale.

Descriveremo nel seguito le caratteristiche essenziali di un impianto blow-line, schematizzato in fig. 1. In essa col riferimento 10 si è indicato uno sfibratore, cioè una macchina che, alimentata con legno e vapore (tale alimentazione essendo stata indicata con con la freccia 12),· riduce il legno sotto forma di fibre. Le fibre così prodotte, mescolate a vapore (umidità relativa 100 %), escono dallo sfibratore 10 attraverso una valvola blow-up 14 e vengono convogliate mediante una linea 16 ad un essiccatoio 18. Attraverso la valvola blow-up 14 viene iniettato un collante liquido (ciò essendo indicato in fig. 1 dalla freccia 20) ad una pressione di circa 6-8 bar, per cui all'essiccatoio 18 risulta alimentata una miscela formata da fibre di legno e collante. All'essiccatoio 18 vengono anche alimentati, mediante un ventilatore 22 e un condotto 24, gas caldi 26 e aria 28 a temperatura ambiente per essiccare le fibre. Allo scopo, all'interno dell'essiccatoio 18 vi è una temperatura variabile e regolabile da 120 fino a 250 °C. Le fibre così essiccate vengono convogliate, mediante una linea 30, ad una batteria di cicloni 32 nei quali la fibra secca viene separata dal vapore e dai gas (formaldeide) sviluppatisi durante l'essiccazione, gas e vapore venendo scaricati nell'atmosfera, come indicato dalla freccia 34.

Le >fibre uscenti dai cicloni 32, che hanno un'umidità che può variare dal 2 al 10 %, vengono alimentate, mediante un trasporto meccanico 46 ad un cosiddetto bunker-bilancia 38 funzionante in continuo, dove vengono dosate. Le fibre uscenti dal bunkerbilancia 38 vengono convogliate in un separatore pneumatico 40 che ha il compito di separare le "impurità" presenti nella fibra (grumi di colla e/o fibre di granulometria grossolana). All'uscita del separatore 40 le fibre vengono inviate, mediante un trasporto pneumatico 42, ad un ciclone 44 che alimenta, attraverso un nastro dosatore 46, una formatrice 48.

Con questa prima tipologia d'impianto si ottengono pannelli<' >di buona qualità, cioè esenti da grumi e macchie <:>di colla che ne limiterebbero l'utilizzo per successive lavorazioni (rendendoli inadatti ad esempio per essere laccati oppure "nobilitati", cioè ricoperti con carte decorative incollate al pannello) . Tali pannelli possiedono caratteristiche meccaniche che rientrano nelle relative normative. Tuttavia il consumo di collante risulta elevato (tra 120 e 180 kg di colla liquida per m<3 >di pannello finito), e ciò a causa del fatto che il collante viene iniettato in corrispondenza della valvola blow-up 14. Il collante passa infatti, assieme alle fibre, attraverso l'essiccatoio 18 (che lavora a temperature elevate), subendo pertanto una prepolimerizzazione che ne riduce l'efficacia.

Ancor più penalizzante per questo metodo è il fatto che si ha presenza di formaldeide (contenuta nel collante) nei gas di scarico in atmosfera (34), gas Le fibre uscenti dai cicloni 132, che hanno un'umidità che può variare dal 2 al 10 %, vengono alimentate, mediante un trasporto meccanico 146 ad un bunker-bilancia 138, dove vengono dosate, per essere poi convogliate in una macchina incollatrice {detta anche "resinatrice") 120. Tale incollatrice è in sostanza una camera cilindrica disposta orizzontalmente, al cui interno si trova un organo di mescolamento 223 costituito in sostanza da un albero rotante coassiale e dotato di aspi radiali. All'interno della camera viene iniettato (come schematicamente indicato dalla freccia 121) collante liquido attraverso degli ugelli, ed è compito dell'organo di mescolamento 223 di uniformare la distribuzione del collante nella massa di fibre. Le fibre, dopo aver percorso tutta l'incollatrice, vengono convogliate in un separatore pneumatico 140 per separare le "impurità" presenti nella fibra. Mediante un trasporto pneumatico 142 la fibra viene poi inviata ad un ciclone 144 che alimenta, attraverso un nastro dosatore 146, una formatrice 148.

Questo tipo di impianto, rispetto al precedente, ha il vantaggio di comportare un basso consumo di collante, nonché una bassa emissione di formaldeide in atmosfera. Tuttavia l'incollatrice (120) non permette di distribuire in modo sufficientemente uniforme la Sono pure previsti mezzi spruzzatori per spruzzare di collante la massa di fibre alimentata all'incollatrice. Sono inoltre previsti mezzi per mantenere, per un tratto di lunghezza prestabilita, le fibre che fluiscono entro il corpo cilindrico prossime alla parete interna di quest'ultimo. In particolare i suddetti mezzi spruzzatori sono disposti coassialmente nel suddetto tratto in cui le fibre vengono mantenute prossime alla superficie interna del corpo cilindrico. I mezzi' per mantenere le fibre in prossimità della suddetta parete interna, comprendono una tubazione una cui estremità aperta, rivolta verso valle, sbocca entro il corpo cilindrico in vicinanza dei mezzi spruzzatori, tale tubazione estendendosi coassialmente, dalla sua suddetta estremità, verso monte almeno per un tratto prima di fuoriuscire dal corpo cilindrico, all'altra estremità di tale tubazione venendo alimentata una corrente d'aria.

Quésta macchina incollatrice può comprendere un organo mescolatore (per esempio un albero motorizzato dotato di aspi) disposto a valle della posizione in cui le fibre vengono investite dagli spruzzi di sostanza collante .

La sopra descritta incollatrice, se utilizzata in un impianto di resinatura al posto delle tradizionali incollatrici, permette di ottenere pannelli in fibra di legno di qualità sostanzialmente superiore a quelli ottenibili con i tradizionali impiantidotati di incollatrice. Essa presenta tuttavia l'inconveniente che la parete interna laterale del corpo cilindrico dell'incollatrice si sporca molto facilmente, poiché le fibre impregnate di collante tendono ad aderire ad essa. Ciò comporta l'esigenza di frequenti fermi dell'impianto per consentire la pulizia della suddetta parete interna, con conseguenti, pesanti, ripercussioni sui costi di produzione.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare una incollatrice che, pur permettendo di ottenere, mediante il relativo impianto, pannelli di fibra di legno di ottima qualità (cioè adatti ad essere laccati o nobilitati) con consumo di collante ridotto e con minime emissioni di formaldeide, non richieda tuttavia la frequente pulizia della superficie laterale interna del corpo dell'incollatrice.

Tale scopo si ottiene grazie all'apparecchiatura incollatrice secondo la presente invenzione, comprendente un corpo tubolare e mezzi spruzzatori per iniettare all'interno del corpo tubolare una opportuna sostanza collante liquida, caratterizzata dal fatto che la sezione trasversale del corpo tubolare racchiude un'area che aumenta andando dalla sua estremità aperta a monte, in corrispondenza della quale vengono alimentate le fibre di legno trasportate da una corrente d'aria, alla sua estremità aperta a valle; che il corpo tubolare comprende una parete esterna a tenuta e una parete interna permeabile all'aria; e che nella parete esterna del corpo tubolare è prevista una molteplicità di aperture distribuite lungo quest'ultimo per immettere in esso flussi addizionali d'aria.

La suddetta parete interna permeabile all'aria sarà convenientemente una parete (per esempio di acciaio) dotata di una molteplicità di forellini passanti aventi una distribuzione sostanzialmente uniforme .

Dalle prove effettuate si è visto che l’apparecchiatura incollatrice secondo la presente invenzione non presenta l'inconveniente della sporcabilità delle sue superfici interne, pur permettendo di ottenere, con ridotta quantità di collante, pannelli di fibra di ottima qualità e con minimo rilascio in atmosfera di formaldeide da parte del relativo impianto.

I suddetti mezzi spruzzatori saranno convenientemente distribuiti lungo il corpo tubolare almeno per un tratto della sua lunghezza, a partire da monte. Tuttavia potranno anche essere utilizzati mezzi spruzzatori coassiali del tipo descritto e illustrato nel sopra citato brevetto 1274565.

L'invenzione risulterà più facilmente comprensibile dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione e di un relativo impianto. In tale descrizione si farà riferimento alle figg. 3-6 degli allegati disegni, in cui:

la fig. 3 è una vista in elevazione laterale dell'apparecchiatura incollatrice secondo l'invenzione;

la fig. 4 ne è una vista nel senso della freccia 4 di fig. 3;

la fig. 5 è una generica sezione trasversale schematica, ingrandita, del solo corpo tubolare dell'apparecchiatura incollatrice; e

la fig. 6 è uno schema di un impianto in cui può essere utilizzata l'apparecchiatura incollatrice secondo l'invenzione.

Come si vede dalle figg. 3 e 4, l'apparecchiatura incollatrice 220 comprende un corpo tubolare 250 che, nel caso specifico, ha nel suo complesso, per ragioni di semplicità costruttiva, forma troncoconica. Si vede pure che l'area racchiusa nella sezione trasversale del corpo tubolare 250 aumenta da monte verso valle, in tale senso (indicato dalla freccia 251) fluendo pure le fibre di legno alimentate, tramite una corrente d'aria all'apertura a monte 253 del corpo tubolare 250 e che, dopo averlo percorso tutto, ne escono attraverso l'apertura a valle 257.

Come meglio si vede dalla fig. 5, il corpo tubolare 250 è composto da una parete esterna 252 a tenuta, il profilo -della cui sezione trasversale è a quattro lobi (252A, 252B, 252C, 252D) appena accennati; nonché da una parete più interna 254 permeabile all'aria, il profilo della cui sezione trasversale è circolare. La parete interna 254 è formata in pratica da una lamiera forata ottenuta praticando in una lamiera una molteplicità di forellini 255 uniformemente distribuiti in modo piuttosto fitto. La parete interna forata 254 è supportata dalla parete esterna 252 mediante distanziali 256.

Come si vede dalle figg. 3 e 4, nella parete esterna 254 si innesta una molteplicità di tubi 258 inclinati verso valle e facenti capo a relativi collettori 260 per immettere nel corpo tubolare 250 relativi flussi d’aria aggiuntivi che sboccano tra la parete esterna 252 e la parete interna forata 254. I collettori 260 vengono alimentati con una corrente di aria filtrata che va pertanto ad aggiungersi alla corrente d’aria che trasporta le fibre alimentata all'apertura d'entrata 254. Come si vede dalla fig. 4, i tubi 258 sono divisi in quattro gruppi di quattro, ciscun tubo di ogni gruppo innestandosi nella parete esterna 252 in corrispondenza di un relativo lobo {252A, 252B, 252C, 252D). Ugelli spruzzatori 262 distribuiti radialmente e longitudinalmente lungo il tratto più a monte del corpo tubolare 250, permettono di iniettare entro quest'ultimo la sostanza collante liquida, i relativi spruzzi investendo la massa di fibre che trassita entro il corpo tubolare 250. Lo strato d'aria che viene generato in prossimità della parete interna forata 254 a causa dell'immissione, attraverso i tubi 258, dei flussi d'aria aggiuntivi, impedisce in pratica sia alle particelle di collante liquido che alle fibre impregnate di collante di venire in contatto con la parete interna 254, che pertanto non può sporcarsi.

Come si è già accennato, l'apparecchiatura incollatrice sopra descritta permette di ottenere una buona distribuzione della sostanza collante nella massa di fibre di legno.

Descriveremo ora brevemente, con riferimento alla fig. 6, un impianto per la produzione di pannelli di fibra di legno che comprende l'apparecchiatura incollatrice secondo la presente invenzione.

La prima parte dell'impianto, fino all'apparecchiatura incollatrice 220, è identica a quella di fig. 2 {sono stati pertanto utilizzati gli stessi numeri di riferimento a cui è stato aggiunto 100), per cui non staremo a descriverla. Le fibre uscenti dalla bilancia 238 vengono investite da una corrente d'aria che funge da trasporto pneumatico per alimentare con esse l'estremità di entrata 253 dell'apparecchiatura incollatrice 220 {in fig. 6 rappresentata molto schematicamente), che viene pertanto percorsa per tutta la sua lunghezza dal flusso di fibre e aria. Come già detto, durante questo tragitto le fibre vengono spruzzate con la sostanza collante mediante ugelli 262 (fig. 3) o altri mezzi spruzzatori {per esempio del tipo coassiale, come nell’incollatrice del già citato brevetto 1274565). La miscela di fibre e collante uscente dall'estremità a valle 257 dell'apparecchiatura incollatrice 220 viene inviata, mediante un ventilatore 264, in un ciclone 266 che ha il compito di separare le fibre dall'aria di trasporto e dall'aria dei flussi aggiuntivi immessi attraverso i tubi 258. Le fibre vengono poi inviate, mediante un trasporto pneumatico o meccanico (indicato con il riferimento 268), ad un separatore pneumatico 240 analogo a quelli degli impianti delle figg. 1 e 2.

L'aria che fuoriesce dal ciclone 266 viene iniettata, mediante il ventilatore 270, in un filtro 272 {per esempio a maniche). L'aria pulita uscente dal filtro 272, viene (se del caso) riscaldata facendola passare attraverso una batteria radiante 274 ed utilizzata per alimentare, attraverso i tubi 258, i sopra citati flussi d'aria aggiuntivi all'apparecchiatura incollatrice 220.

Ritornando al separatore pneumatico 240, esso ha una doppia funzione. Infatti, essendo dotato di mezzo di riscaldamento autonomo, oltre ad avere la funzione di separare le fibre da corpi "estranei" (fibre di granulometria grossolana, e grumi di colla), esso permette di omogeneizzare l'umidità della miscela fibre-collante, portandola al grado di umidità adatto alla successiva pressatura (non mostrata). La miscela uscente dal separatore 240 viene inviata, mediante un trasporto pneumatico 242, ad un ciclone 244 che ha il compito di caricare la macchina formatrice 248 che (come nel caso degli impianti delle figg. 1 e 2) si trova a monte della linea di pressatura.

Volendo (e come rappresentato in fig. 6), l'aria separata dal ciclone 244 può essere reimmessa nel separatore 240 mediante un ventilatore 276 e relativo condotto 278. A tale aria potrà essere aggiunta aria prelevata dall'esterno (284) mediante un ventilatore 280, eventualmente riscaldata tramite una batteria radiante 282.

Da quanto precede si comprende come l'impianto di fig. 6, grazie all'utilizzo dell'apparecchiatura incollatrice secondo la presente invenzione, che è in pratica esente da sporcamenti, permette di produrre pannelli di fibra di legno di elevata qualità e con caratteristiche meccaniche costanti nel tempo, nonché di ridurre sostanzialmente la quantità di sostanza collante impiegata e le emissioni di formaldeide nell'ambiente.

uscenti dai cicloni di essiccazione 32. Ciò impone l'adozione di dispositivi di lavaggio di questi gas e relativi dispositivi dì trattamento delle acque risultanti, con i conseguenti, gravosi, costi di impianto e di gestione.

Descriveremo ora brevemente un impianto del tipo tradizionale o di resinatura, che è stato schematizzato in fig. 2 e in cui elementi simili o uguali a quelli di fig. 1 sono indicati con lo stesso numero di riferimento a cui è stato aggiunto 100. Anche qui è previsto uno sfibratore alimentato, come indicato dalla freccia 112, con legno e vapore. Le fibre ottenute dallo sfibratore 112, mescolate a vapore (umidità relativa 100%), vengono convogliate attraverso una valvola blow-up 114, mediante una linea 116, ad un essiccatoio 118 simile a quello (18) di fig. 1. A quest'ultimo vengono anche alimentati, mediante un ventilatore 122 e un condotto 124, gas caldi 126 e aria 128 a temperatura ambiente per essiccare le fibre. Le fibre essiccate vengono poi convogliate mediante una linea 130 ad una batteria di cicloni 132 nei quali la fibra secca viene separata dal vapore sviluppatosi durante l'essiccazione, che viene scaricato nell'atmosfera, come indicato dalla freccia 134.

colla nella massa di fibre, per cui questo tipo di impianto produce pannelli di scadente qualità, con formazione di grumi e macchie che limitano drasticamente i possibili impieghi del prodotto così ottenuto. In particolare i pannelli prodotti non possono essere laccati o nobilitati. Inoltre, a causa della cattiva distribuzione del collante, tali pannelli non presentano caratteristiche maccaniche e tecnologiche costanti nel tempo ed omogenee su tutto il pannello.

Nel brevetto italiano 1274565, della stessa titolare della presente domanda, è descritta un'incollatrice per impianti per la produzione di pannelli in fibra di legno mediante procedimento a secco, la quale, se utilizzata in un impianto tradizionale, dovrebbe permettere di superare gli inconvenienti sopra descritti. Tale incollatrice comprende un corpo cilindrico cavo disposto orizzontalmente, ad una cui estremità è prevista un'apertura di entrata per alimentare una corrente d'aria che trasporta la massa di fibre di legno nella quale va distribuito il collante liquido, all'altra estremità del corpo cilindrico essendo prevista un'apertura di uscita per allontanare la corrente d'aria che trasporta le fibre impregnate di collante.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura incollatrice {220) per impianti per la produzione di pannelli in fibra di legno mediante un procedimento a secco, comprendente un corpo tubolare (250), e mezzi spruzzatori (262) per iniettare all'interno del corpo tubolare (250) una opportuna sostanza collante liquida, caratterizzata dal fatto che la sezione trasversale del corpo tubolare (250) racchiude un'area che aumenta andando dalla sua estremità aperta a monte (253), in corrispondenza della quale vengono alimentate le fibre di legno trasportate da una corrente d'aria, alla sua estremità aperta a valle (257); che il corpo tubolare (250) comprende una parete esterna a tenuta (252) e una parere interna (254) permeabile all'aria, distanziata dalla prima (252); e che nella parete esterna (252) del corpo tubolare (250) è prevista una molteplicità di aperture distribuite lungo quest'ultimo per immettere in esso (258) flussi addizionali d'aria.
2. 2. Apparecchiatura incollatrice (220) secondo la rivendicazione 1, in cui la parete interna (254) del corpo tubolare (250) è formata da una lamiera forata (255).
3. 3. Apparecchiatura incollatrice (220) secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi spruzzatori (262) sono distribuiti lungo il corpo tubolare (250) almeno per un tratto della sua lunghezza, a partire da monte.
4. 4. Apparecchiatura incollatrice secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi spruzzatori sono del tipo disposto coassialmente.
5. 5. Apparecchiatura incollatrice (220) secondo la rivendicazione 1, in cui le aperture per alimentare i flussi addizionali d’aria sono collegate a tubi (258) che nel loro tratto più vicino al corpo tubolare (250) sono inclinati verso valle.
6. 6. Apparecchiatura incollatrice (220) secondo la rivendicazione 1, in cui la sezione trasversale della parete esterna (252) del corpo tubolare (250) ha un profilo a quattro lobi (252A, 252B, 252C, 252D), nel centro di ciascun lobo essendo collocate le aperture di alimentazione dei flussi d’aria aggiuntivi.
7. 7, Apparecchiatura incollatrice (220) secondo la rivendicazione 6, in cui la sezione trasversale della parete interna (254) del corpo tubolare (250) ha profilo circolare.