PL191324B1 - Sposób wytwarzania wieloskładnikowego produktu drewnianego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wieloskladnikowego produktu drewnianego, w którym formuje sie mate zawierajaca wióry drewniane potraktowane nieutwardzonym spoiwem, znamienny tym, ze stosuje sie wolno utwardzalne spoiwo fenolowo-formaldehydowe o alkalicznosci ponizej 2,5% i pH ponizej 10, mate scala sie, przy czym do maty doprowadza sie porcje pary wodnej pod cisnieniem wystarcza- jacym i przez okres wystarczajacy do utwardzenia spoiwa, po czym usuwa sie z maty nadmiar cisnienia. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania wieloskładnikowego produktu drewnianego, w szczególności płyty wieloskładnikowej, takiej jak płyta wiórowa, pilśniowa, czy tym podobna, a zwłaszcza sposób wytwarzania płyty wieloskładnikowej przy użyciu spoiwa fenolowo-formaldehydowego. Płyta jest wykonywana z drewnianych wiórów, skrawków i/lub włókien poddanych obróbce utwardzalną żywicą fenolowo-formaldehydową.

Wieloskładnikowe produkty drewniane, takie jak płyta, mogą być formowane w procesie scalania luźnej maty z lignocelulozowych materiałów pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia, do momentu aż poszczególne materiały zewrą się ze sobą tworząc masywny produkt drewnopodobny. Materiały lignocelulozowe mogą mieć postać materiałów drewnianych, takich jak wióry, skrawki, włókna i tym podobne, przy czym należy podkreślić, że w niniejszym opisie terminów tych używa się wymiennie. Z reguły jednak materiały tworzące matę są przetwarzane przy zastosowaniu spoiwa, takiego jak żywica, przed zastosowaniem wysokiej temperatury i procesu scalania, w celu zwiększenia zdolności przywierania do siebie tych materiałów i poprawy ostatecznych własności gotowego produktu.

Scalanie maty jest z reguły wykonywane w prasie. Typowa prasa do scalania poddanej obróbce spoiwem wieloskładnikowej płyty drewnianej w celu uzyskania wymaganego wytłoczonego kształtu, takiego jak na przykład płyta, zawiera dwie przeciwległe płyty dociskowe, pomiędzy którymi ograniczona jest wnęka prasy. Przynajmniej jedna z płyt dociskowych jest ogrzewana na zasadzie przewodzenia, na przykład przy zastosowaniu wężownic grzejnych lub poprzez przepuszczenie ogrzanego ośrodka płynnego lub gazowego, takiego jak para wodna, przez przewody umieszczone w korpusie płyty dociskowej. Pod wpływem kontaktu z matą, dzięki przewodnictwu, ciepło jest przenoszone z płyty dociskowej do maty. Proces taki jest nazywany prasowaniem na gorąco.

Żywica mocznikowo-formaldehydowa (UF) lub żywica izocyjanianowa (MDI) są typowymi spoiwami stosowanym w prasowaniu wieloskładnikowych produktów drewnianych z powodu ich niskich temperatur utwardzania, względnie krótkich cykli pracy prasy i korzystnych własności nadawanych gotowemu produktowi w krótkich cyklach pracy. Ostatnimi czasy zwraca się szczególną uwagę na żywice fenolowo-formaldehydowe (PF) z racji niskich kosztów ich stosowania. Jednakże własności produktów wieloskładnikowych prasowanych na gorąco z zastosowaniem żywic PF są gorsze od własności produktów wytwarzanych przy zastosowaniu żywic UDF lub MDI, a poza tym czas pracy prasy w przypadku żywic PF jest zazwyczaj znacznie dłuższy.

Wiadome jest, że niektóre żywice charakteryzujące się na przykład dużymi szybkościami utwardzania lub wysokimi temperaturami utwardzania powodują, że wieloskładnikowe produkty drewniane mają gorsze własności niż produkty wytwarzane w tradycyjnej prasie w wyniku prasowania na gorąco. Patent USA nr 4 850 849, Hsu i inni, opisuje, że prasy według stanu techniki nie były w stanie wytwarzać odpowiednio wysokich temperatur w rozsądnych ramach czasowych dla spowodowania utwardzenia spoiw takich jak żywica fenolowo-formaldehydowa. Ponadto wiadome jest, że wolny transfer ciepła poprzez przewodzenie z tradycyjnej płyty dociskowej do maty, a zwłaszcza grubej maty, powoduje powstawanie różnic temperatury w poprzek grubości maty. Różnice temperatur mogą na przykład powodować, że żywica i włókna przy powierzchni maty sąsiadującej z gorącą płytą dociskową będą narażone na nadmierne ciepło, natomiast materiał we wnętrzu maty może być nie wystarczająco ogrzewany. Różnice temperatur w poprzek grubości maty w czasie utwardzania w tradycyjnej prasie mogą prowadzić do nadmiernego utwardzenia i/lub niewystarczającego utwardzenia części grubości maty, w wyniku czego mogą powstać wady strukturalne i/lub skazy estetyczne w gotowym produkcie. Żywice szybko utwardzalne lub wysokimi temperaturami utwardzania są szczególnie podatne na negatywny wpływ wywierany na utwardzanie żywicy przez różnice temperatur w poprzek grubości maty. Z powyższych powodów żywice fenolowo-formaldehydowe były uważane za nieodpowiednie do wytwarzania grubych wieloskładnikowych produktów płytowych w tradycyjnej prasie.

Poza tym, chociaż tradycyjna prasa dobrze nadaje się do wytwarzania produktów z płyt pilśniowych przy zastosowaniu jedynie ciepła przewodzenia (prasowanie na gorąco), dzisiejsze wymogi produkcyjne żądają szybszych cykli pracy prasy i zastosowania mocniejszych wysokotemperaturowych żywic do wytwarzania posiadających drobne detale, dużą gęstość oraz grubszych produktów z płyt pilśniowych. Wiadome jest, że pewne wady tradycyjnych płyt dociskowych mogą być przezwyciężone poprzez dostarczanie, lub wtryskiwanie, pary wodnej bezpośrednio do maty przez zmodyfikowane płyty dociskowe wyposażone specjalnie w tym celu w otwory do wtryskiwania pary wodnej. Rozwiązanie takie jest określane jako prasowanie „z wtryskiwaniem pary wodnej”. Para wodna przechodzi z otworów

PL 191 324 B1 wtryskujących do przestrzeni międzywęzłowych pomiędzy tworzącymi matę wiórami, włóknami czy skrawkami drewna, dzięki czemu ciepło jest szybko i równomiernie przenoszone do wnętrza maty. Prasowanie z wtryskiwaniem pary wodnej posiada szereg zalet. Prasowanie z wtryskiwaniem pary wodnej przyspiesza utwardzanie płyt o typowych rozmiarach przy stosowaniu tradycyjnych żywic, dzięki czemu znacznie skraca się cykle pracy prasy. Prasowanie z wtryskiwaniem pary wodnej pozwala również na zastosowanie żywic o wysokich temperaturach utwardzania, które typowo nie są odpowiednie do stosowania w tradycyjnym prasowaniu, oraz które mogą być tańsze, bezpieczniejsze i/lub mogą prowadzić do uzyskania mocniej związanego produktu. Prasowanie z wtryskiwaniem pary wodnej pozwala również na scalanie i utwardzanie względnie grubych płyt wieloskładnikowych, które albo nie ulegają odpowiedniemu utwardzeniu w tradycyjnej prasie, albo nie utwardzają się wystarczająco szybko dla zapewnienia najbardziej konkurencyjnego produktu. Prasowanie z wtryskiwaniem pary wodnej jest więc znane z przyspieszania utwardzania żywic, poprawy jakości produktu i skrócenia czasu produkcji wieloskładnikowych produktów drewnianych, a zwłaszcza produktów o pewnej grubości.

Korzyści i zalety płynące ze stosowania prasowania z wtryskiwaniem pary wodnej mogą być znacznie zwiększone dzięki wykonywaniu wtryskiwania w uszczelnionej prasie, to znaczy prasie, która izoluje wnękę prasy od atmosfery otoczenia. Może być to zrealizowane poprzez uszczelnienie obwodu wnęki. Alternatywnie, cała prasa może być izolowana w uszczelnionej komorze. Uszczelniona prasa znacznie zmniejsza lub eliminuje straty cennej pary wodnej i ułatwia wtryskiwanie pod zwiększonym ciśnieniem pary wodnej do maty.

W porównaniu ze spoiwami, które utwardzają się w średnich temperaturach, takimi jak żywica mocznikowo-formaldehydowa (UF) czy żywica izocyjanianowa (MDI), spoiwa z żywicy fenolowo-formaldehydowej wymagają wysokich temperatur utwardzania, a w związku z tym wymagają dłuższych cykli pracy prasy dla efektywnego utwardzenia całej grubości wieloskładnikowego profilu płytowego. Ponieważ czas cyklu prasy jest uważany jako główny czynnik wyznaczający ekonomiczność wytwarzania drewnianych produktów wieloskładnikowych, żywice wymagające dłuższych cykli prasy zostały pominięte z powodu konieczności zapewnienia dodatkowego czasu do utwardzenia żywicy. Sądzono, że dłuższe cykle pracy prasy wymagane z powodu wysokiej temperatury utwardzania żywic mogą zostać skrócone poprzez gwałtowne ogrzewanie szybko utwardzanych żywic przy zastosowaniu wtryskiwania pary wodnej, albo poprzez wstępne ogrzewanie po którym następuje wtryskiwanie pary wodnej w celu utwardzenia żywicy. Jednakże, szybkie ogrzewanie, spowodowane albo przez wtryskiwanie pary pod wysokim ciśnieniem, albo poprzez połączenie wstępnego podgrzewania z wtryskiwaniem pary pod wysokim ciśnieniem, może spowodować zbyt szybkie utwardzanie żywicy.

Wiadome jest, że stosowanie wolniej utwardzalnej żywicy zapobiega zbyt szybkiemu utwardzeniu żywicy w urządzeniu przystosowanym do poddawania włókien drewnianych obróbce przed utworzeniem maty przeznaczonej do scalenia. Patent USA nr 5 629 083, autorstwa Teodorczyka, opisuje tworzenie wieloskładnikowych produktów drewnianych przy zastosowaniu wolno twardniejącego spoiwa PF w celu zapobieżenia przedwczesnemu utwardzeniu w procesie wdmuchiwania żywicy do włókien drewnianych przed utworzeniem maty.

Publikacja prasowa Ernsta W. Hsu pod tytułem „A Practical Steam Pressing Technology for Wood Composite” („Technologia prasowania z wykorzystaniem pary wodnej kompozytów drewnianych w praktyce”), Proceedings of the Washington State University International Particleboard/Composite Materials Symposium (Materiały z międzynarodowego sympozjum dotyczącego płyt wiórowych i materiałów wieloskładnikowych na uniwersytecie stanowym w Waszyngtonie), 10.04.1991, stwierdza, że żywice o wysokiej temperaturze utwardzania, takie jak żywice fenolowo-formaldehydowe, mogą być utwardzane w rozsądnym zakresie czasów pracy prasy dzięki wtryskiwaniu pary wodnej w uszczelnionej prasie. Skrót wystąpienia Ernesta W. Hsu zatytułowanego „Comparison of Fiberboards Bonded with PF and UF Resins” („Porównanie płyt pilśniowych zlepionych żywicami PF lub UF”) z roku 1995, opisuje, że czas pracy prasy dla płyty pilśniowej zlepionej żywicą fenolowo-formaldehydową może być znacznie zmniejszony w porównaniu z płytą pilśniową zlepioną żywicą UF poprzez manipulowanie temperaturami włóknistej maty, dystrybucją masy cząsteczkowej żywic PF i parametrami prasowania.

Wstępne podgrzewanie wieloskładnikowej maty zmniejsza czas pracy prasy i zapobiega przedwczesnemu utwardzeniu warstw powierzchni maty w cyklu pracy prasy. Patent USA nr 3 649 396, autorstwa Carlssona, opisuje wstępne podgrzewanie wypełnienia nasyconym parą wodną strumieniem powietrza do temperatury bliskiej temperaturze utwardzania spoiwa, w celu skrócenia czasu pracy prasy oraz w celu zapobiegania przedwczesnemu utwardzeniu warstw powierzchni maty w prasie. Carlsson opisuje ponadto, że przy wstępnym podgrzewaniu można uniknąć przedwczesnego utwardzenia.

PL 191 324B1

W opisie patentowym USA nr 5 246 652, Hsu i innych, ujawniono, że dobra moc wiązania spoiwa fenolowo-formaldehydowego może być uzyskana dzięki wtryskiwaniu pary wodnej. Opisano tu sposób wytwarzania wielowarstwowych produktów drewnianych zlepionych żywicą fenolowo-formaldehydową o zwiększonej odporności na biologiczną degradację i ogień. W tym przypadku nie rozróżnia się wolno i szybko utwardzalnych żywic fenolowo-formaldehydowych.

Pomimo stwierdzenia Hsu, że dobra moc wiązania spoiwa fenolowo-formaldehydowego może być uzyskana dzięki wtryskiwaniu pary wodnej, oraz że żywice o wysokiej temperaturze utwardzania mogą być utwardzane w rozsądnym czasie pracy prasy dzięki wtryskiwaniu pary wodnej, zauważono, że zastosowanie żywic fenolowo-formaldehydowych w prasowaniu z wtryskiwaniem pary wodnej nie daje satysfakcjonujących wyników, zwłaszcza w zastosowaniach komercyjnych. Te zasadniczo nie zadowalające wyniki są powodowane przez niską lub niespójną siłę wewnętrznego wiązania scalonego produktu (patrz Lim i inni, patent USA nr 5 217 665).

Jak wcześniej wspomniano żywice fenolowo-formaldehydowe są znacznie tańsze w użyciu. W związku z tym istnieje potrzeba zaproponowania sposobu wytwarzania wieloskładnikowych produktów płytowych przy zastosowaniu żywicy fenolowo-formaldehydowej, charakteryzującego się rozsądnie krótkim czasem pracy prasy, tak by produkty miały spójne, odpowiednie własności, takie jak na przykład wysoka wytrzymałość wewnętrznego wiązania, stabilność wymiarów, trwałość, i tym podobne.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania wieloskładnikowych płyt drewnianych, a zwłaszcza płyt wysokiego gatunku do zastosowań zewnętrznych, z drewnianych włókien poddanych obróbce wolno utwardzalnym, niskoalkalicznym spoiwem fenolowo-formaldehydowym (PF).

Sposób według wynalazku dotyczy wytwarzania wieloskładnikowego produktu drewnianego, w którym formuje się matę zawierającą wióry drewniane potraktowane nieutwardzonym spoiwem i charakteryzuje się tym, że stosuje się wolno utwardzalne spoiwo fenolowo-formaldehydowe o alkaliczności poniżej 2,5% i pH poniżej 10, przy czym matę podgrzewa się wstępnie, scala się matę we wnęce prasy, doprowadza się porcję pary wodnej do maty pod wystarczającym ciśnieniem, przy temperaturze wystarczającej i przez czas wystarczający do utwardzenia spoiwa.

Korzystnie, usuwa się ponadto nadmiar ciśnienia z maty po utwardzeniu spoiwa.

Również korzystnie, dodatkowo uszczelnia się wnękę prasy przed scaleniem maty.

Również korzystne jest dodatkowe odpowietrzanie wnęki prasy po scaleniu maty.

Podczas wstępnego podgrzewania korzystnie wystawia się ponadto matę na działanie pary w komorze podgrzewania wstępnego, a także umieszcza się matę we wnęce prasy i dostarcza się do maty porcję pary wodnej.

Porcję pary wodnej wprowadza się korzystnie pod zwiększonym ciśnieniem.

Korzystnie, porcję pary wodnej wprowadza się pod ciśnieniem mniejszym niż 690 kPa, korzystnie pod ciśnieniem 345 kPa.

Porcję pary wodnej wprowadza się korzystnie pod ciśnieniem równym lub większym niż 690 kPa przez 30 -120 sekund, najkorzystniej pod ciśnieniem 1380 kPa przez 50 -90 sekund.

W innym, korzystnym wariancie, porcję pary wodnej wprowadza się pod takim ciśnieniem i przez taki czas, jakie wystarczają do zwiększenia temperatury maty do 193°C (380°F).

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, unika się przedwczesnego utwardzenia dzięki zastosowaniu wolno utwardzalnej żywicy PF, natomiast krótkie cykle pracy prasy uzyskuje się dzięki odpowiadaniu na wolne tempo i wysoką temperaturę utwardzania żywicy PF poprzez zastosowanie szybkiego transferu ciepła w wyniku wtryskiwania pary wodnej pod wysokim ciśnieniem. Czas trwania cykli pracy prasy może być dodatkowo skrócony poprzez wstępne podgrzewanie maty. W rezultacie, wieloskładnikowa płyta zlepiona spoiwem PF może być wytwarzana w cyklach pracy prasy o porównywalnej długości co płyty zlepione spoiwem UF lub MDI.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, wieloskładnikowa płyta drewniana jest wytwarzana z maty uformowanej z włókien drewnianych poddanych obróbce wolno utwardzalnym i posiadającym niską alkaliczność spoiwem fenolowo-formaldehydowym (PF). Mata jest utwardzana i konsolidowana w cyklu pracy prasy, w którego skład wchodzi wstępne podgrzewanie, po którym następuje wtryskiwanie pary wodnej.

Włókna drewniane wytworzone tradycyjnym sposobem są poddawane przetwarzaniu nieutwardzoną, wolno utwardzalną, posiadającą niską alkaliczność żywicą fenolowo-formaldehydową. Przykłady odpowiednich dostępnych w handlu żywic to GP99C28 i GP58C38, wytwarzane przez Georgia Pacific Co. z Atlanty w USA.

W korzystnym przykładzie realizacji wynalazku, żywica ma temperaturę utwardzania równą 193°C (380 °F). Jednakże, na temperaturę utwardzania żywicy wpływają różne czynniki, takie jak na przykład

PL 191 324 B1 typ przetwarzanego materiału, rozmiar wiórów, grubość maty, zawartość wilgoci, i tym podobne. W kontekście niniejszego wynalazku, wolno utwardzalna żywica ma czas żelowania w gotującej wodzie większy niż 20 minut. Czas żelowania w gotującej wodzie jest wyznaczany w teście standardowej żywicy, w którym mierzona jest szybkość utwardzania żywicy w temperaturze 100°C (212°F). Czas żelowania w gotującej wodzie jest używany do wyznaczania względnych szybkości utwardzania żywic różnych rodzajów i mających różny skład. Jednakże, na szybkość utwardzania danej żywicy mają wpływ czynniki zewnętrzne, takie jak rodzaj materiału, do którego jest stosowana, grubość powłoki żywicznej, grubość utwardzanego produktu, wilgoć, i tym podobne. W związku z tym, wolno utwardzalne żywice PF mogłyby mieć czas żelowania w gorącej wodzie trochę krótszy niż 20 minut. Z korzyścią, czas żelowania w gorącej wodzie jest z przedziału 20 - 60 minut.

Alkaliczność żywicy jest z korzyścią mniejsza niż 2,5% w celu zapewnienia mniejszej absorpcji wody w gotowej wieloskładnikowej płycie. pH żywicy jest mniejsze niż 10.

Poddany obróbce żywicą materiał lignocelulozowy jest formowany we włóknistą matę. Włóknista mata jest umieszczana w prasie przystosowanej do wtryskiwania pary wodnej. Z korzyścią, prasa posiada wnękę prasy ograniczoną pomiędzy przeciwległymi płytami dociskowymi. Płyty dociskowe prasy są ogrzewane do temperatury większej niż temperatura utwardzania żywicy. Dodatkowo, przynajmniej jedna z płyt dociskowych jest przystosowana do umożliwiania wtryskiwania pary wodnej.

Z korzyścią, włóknista mata jest wstępnie podgrzewana do temperatury (212°F) 100°C lub wyższej w celu zapobieżenia kondensacji wprowadzanej później do maty pary wodnej. Włóknista mata może być wstępnie podgrzewana na przykład poprzez wystawienie maty na działanie gorącego gazu, takiego jak para wodna, w komorze wstępnego podgrzewania przed wstawieniem maty do prasy. Alternatywnie, mata może być umieszczana we wnęce prasy i wstępnie podgrzewana w wyniku działania pary wodnej lub poprzez przewodzenie ciepła z płyt dociskowych prasy tworzących wnękę prasy. W pierwszym z rozwiązań wstępnego podgrzewania wewnątrz prasy, prasa pozostaje otwarta, gdy para wodna pod niskim ciśnieniem jest wprowadzana do spodu maty do momentu, aż górna powierzchnia maty osiągnie temperaturę 100°C (212°F), co oznacza że para wodna przeszła przez całą grubość maty. Alternatywnie, wnęka prasy jest uszczelniana i mata jest przez pewien czas zamknięta, a ciepło do niej dochodzi w wyniku przewodzenia z płyt dociskowych do maty w celu przekształcenia wilgoci w parę wodną. Następnie, usuwanie pary wodnej nagromadzonej pod ciśnieniem oczyszcza matę z nadmiaru wilgoci i powietrza oraz zapewnia, że ciepło równomiernie przeniknie przez grubość maty podnosząc temperaturę maty z korzyścią do co najmniej 100°C (212°F). Zgodnie z innym alternatywnym sposobem podgrzewania wstępnego, wnęka prasy jest uszczelniana i do maty jest wprowadzana porcja pary wodnej pod niskim ciśnieniem, na przykład 345 kPa. Analogicznie, usuwanie pary wodnej nagromadzonej pod ciśnieniem oczyszcza matę z nadmiaru wilgoci i powietrza oraz zapewnia, że ciepło dostarczone przez parę wodną pod niskim ciśnieniem równomiernie przenikło przez grubość maty podnosząc temperaturę maty z korzyścią do 100°C (212°F).

Po początkowym wstępnym podgrzewaniu maty wykonywany jest w uszczelnionej, zamkniętej prasie cykl wtryskiwania pary wodnej pod wysokim ciśnieniem, odpowiednim do utwardzenia żywicy PF. W korzystnym przykładzie realizacji, para wodna jest doprowadzana pod ciśnieniem 1380 kPa przez 50 - 90 sekund, tak by podnieść temperaturę maty do 193°C (380°F). Jednakże, para wodna może być również doprowadzana pod ciśnieniem 690 kPa lub większym przez 30 - 120 sekund. Mata może być scalana pod ciśnieniem przed, w czasie albo po wtryskiwaniu pary wodnej pod wysokim ciśnieniem. Zależność czasowa scalania pod ciśnieniem i wtryskiwania pary wodnej pod wysokim ciśnieniem jest tak dobrana, by został otrzymany wymagany profil gęstości na grubości płyty. Równomierny profil gęstości jest uzyskiwany poprzez wtryskiwanie pary wodnej do maty przed zamknięciem prasy. Profil gęstości charakteryzujący się powierzchniami o dużej gęstości i wnętrzem o mniejszej gęstości jest otrzymywany poprzez wtryskiwanie pary wodnej po pełnym scaleniu maty. Sterowanie zależnością czasową wtryskiwania pary wodnej i scalania ciśnieniowego pozwala na otrzymanie dowolnych profili gęstości.

Po scaleniu i utwardzeniu żywicy, uszczelniona prasa jest odpowietrzana w celu upuszczenia ciśnienia narosłego w scalonej i utwardzonej macie. Prasa jest otwierana i wieloskładnikowa płyta jest wyjmowana z prasy.

Przykładowe płyty o 1,27 cm zostały wytworzone znanymi sposobami w tradycyjnej prasie, oraz w uszczelnionej prasie przy użyciu żywicy PF sposobem według niniejszego wynalazku. Porównanie własności otrzymanych produktów przedstawia tabela 1. Standardy American Hardboard Association są przedstawione w prawej kolumnie tabeli.

PL 191 324B1

T ab el a 1

	Prasowanie szczelne	Prasowanie tradycyjne	Standard American Hardboard Association
Pęcznienie po jednej godzinie w temperaturze wrzenia	<15%	<30%	żadne
24 godzinna absorpcja wody	<10%	<10%	<12
Test na pęcznienie po 24 godzinach przy użyciu macek	<5%	<5%	<8
Ciężar właściwy (g/cm3)	80	90
Czas prasowania (w minutach)	3	6
Konieczność nawilżania	nie	tak
Odporność na murszenie	tak	nie
MOR (w kPa)	34500	34500	>12400
MOR (w kPa)	1720	1720

Test „pęcznienia po jednej godzinie w temperaturze wrzenia” jest używany przez autorów niniejszego wynalazku do wyznaczenia względnej trwałości wieloskładnikowego produktu płytowego poprzez wyliczenie procentowej zmiany grubości płyty po zanurzeniu próbki płyty o wymiarach 2,54 cm x 30,5 cm we wrzącej wodzie przez jedną godzinę. Po wyjęciu z wrzącej wody, mierzona jest grubość próbki płyty i porównywana z grubością próbki płyty przed wstawieniem do wrzącej wody.

Wyniki danych porównawczych w tabeli 1 przedstawiają, że prasowane próbki płyty wykonane z żywicą PF zgodnie z niniejszym wynalazkiem charakteryzują się mniejszym pęcznieniem przy utrzymywaniu w temperaturze wrzenia i większą odpornością na murszenie, niższym ciężarem właściwym (gęstością), redukcją lub eliminacją konieczności nawilżania po procesie prasowania, oraz znacznie zmniejszonym koniecznym czasem pobytu w prasie.

Redukcja lub eliminacja konieczności nawilżania po procesie prasowania jest ważną zaletą niniejszego wynalazku w porównaniu z tradycyjnym prasowaniem. Wiadome jest, że wahania zawartości wilgoci w wytworzonym wieloskładnikowym produkcie płytowym powodują niepożądane zmiany wymiarów, takie jak na przykład liniowe rozszerzanie lub wygięcie produktu. W czasie typowych warunków pracy produktu, czynniki środowiskowe, takie jak wilgoć, deszcz czy susza, wpływają na wzrost lub spadek wilgotności. W celu uniknięcia niepożądanych zmian wymiarów w warunkach roboczych, wieloskładnikowe produkty płytowe są typowo nawilżane po zastosowaniu tradycyjnych sposobów prasowania w celu zwiększenia średniej zawartości wilgoci w produkcie do poziomu odpowiedniego dla konkretnych geograficznych i klimatycznych obszarów w celu minimalizacji wahań zawartości wilgoci. Nawilżanie po procesie prasowania powoduje dodanie wilgoci do wieloskładnikowych produktów płytowych. Nawilżanie po procesie prasowania jest szczególnie ważne w przypadku produktów wytwarzanych w czasie tradycyjnego prasowania gorącymi płytami dociskowymi, w których zasadniczo cała wilgoć została „wygotowana w czasie prasowania, w związku z czym na wyjściu z prasy mają wilgotność bliską 0%.

Idealna zawartość wilgoci w wieloskładnikowych produktach drewnianych powinna wynosić około 7% (z tolerancją 2%) w obszarach o suchym środowisku, oraz 12% w bardziej wilgotnych obszarach. Jak wspomniano powyżej, płyty produkowane zgodnie z wynalazkiem charakteryzują się zawartością wilgoci 4 - 8%. Tak więc, płyty wytworzone zgodnie z niniejszym wynalazkiem są szczególnie odpowiednie do zastosowań wewnętrznych i zewnętrznych w różnych klimatach z wymaganym niewielkim lub żadnym nawilżaniem wytworzonego produktu. Do branych pod uwagę zastosowań produktów płytowych należą między innymi, lecz nie wyłącznie, opaski okienne lub drzwiowe, ogrodzenia, siding, deskowania, elementy drzwi lub okien, podłoża do opakowań na towary dla mebli przemysłowych, elementy maszyn, palety i zbiorniki, formowanie wnętrz, produkty zdobnicze takie jak wieżyczki, okiennice, oraz systemy panelowe i ścianowe. Należy podkreślić, że mogą być brane pod uwagę również inne, nie wymienione zastosowania.

PL 191 324 B1

Korzystne przykłady realizacji zaprezentowano dla celów lepszego przedstawienia wynalazku, tym niemniej specjaliści z pewnością dostrzegą możliwość wielu dodatków, modyfikacji i zmian bez wychodzenia poza jego zakres.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wieloskładnikowego produktu drewnianego, w którym formuje się matę zawierającą wióry drewniane potraktowane nieutwardzonym spoiwem, znamienny tym, że stosuje się wolno utwardzalne spoiwo fenolowo-formaldehydowe o alkaliczności poniżej 2,5% i pH poniżej 10, matę scala się, przy czym do maty doprowadza się porcję pary wodnej pod ciśnieniem wystarczającym i przez okres wystarczający do utwardzenia spoiwa, po czym usuwa się z maty nadmiar ciśnienia.
2. 2. Sposób wytwarzania wieloskładnikowego produktu drewnianego, w którym formuje się matę zawierającą wióry drewniane potraktowane nieutwardzonym spoiwem, znamienny tym, że stosuje się wolno utwardzalne spoiwo fenolowo-formaldehydowe o alkaliczności poniżej 2,5% i pH poniżej 10, przy czym matę umieszcza się we wnęce prasy wyznaczonej pomiędzy pierwszą i drugą płytą dociskową prasy, wnękę prasy uszczelnia się, scala się matę przesuwając przynajmniej jedną z dwóch wspomnianych płyt dociskowych w stronę drugiej z płyt dociskowych, dostarcza się porcję pary wodnej do maty przez przynajmniej jeden otwór dla pary wodnej, zaś wspomniana porcja pary wodnej jest dostarczana pod ciśnieniem wystarczającym i przez okres wystarczający do utwardzenia spoiwa, następnie usuwa się nadmiar ciśnienia z maty przed rozszczelnieniem wnęki prasy i otwiera się wnękę prasy.
3. 3. Sposób wytwarzania wieloskładnikowego produktu drewnianego, w którym formuje się matę zawierającą wióry drewniane potraktowane nieutwardzonym spoiwem, znamienny tym, że stosuje się wolno utwardzalne spoiwo fenolowo-formaldehydowe o alkaliczności poniżej 2,5% i pH poniżej 10, przy czym matę podgrzewa się wstępnie, scala się matę we wnęce prasy, doprowadza się porcję pary wodnej do maty pod wystarczającym ciśnieniem, przy temperaturze wystarczającej i przez czas wystarczający do utwardzenia spoiwa.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że ponadto usuwa się nadmiar ciśnienia z maty po utwardzeniu spoiwa.
5. 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że ponadto uszczelnia się wnękę prasy przed scaleniem maty.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ponadto odpowietrza się wnękę prasy po scaleniu maty.
7. 7. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że podczas wstępnego podgrzewania wystawia się ponadto matę na działanie pary w komorze podgrzewania wstępnego.
8. 8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że podczas wstępnego podgrzewania umieszcza się ponadto matę we wnęce prasy i dostarcza się do maty porcję pary wodnej.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że porcję pary wodnej wprowadza się pod zwiększonym ciśnieniem.
10. 10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że porcję pary wodnej wprowadza się pod ciśnieniem mniejszym niż 690 kPa.
11. 11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że porcję pary wodnej wprowadza się pod ciśnieniem 345 kPa.
12. 12. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że porcję pary wodnej wprowadza się pod ciśnieniem równym lub większym niż 690 kPa przez 30 - 120 sekund.
13. 13. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że porcję pary wodnej wprowadza się pod ciśnieniem 1380 kPa przez 50 - 90 sekund.
14. 14. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że porcję pary wodnej wprowadza się pod takim ciśnieniem i przez taki czas, jakie wystarczają do zwiększenia temperatury maty do 193°C (380°F).