PL238810B1 - Sposób termomechanicznego zagęszczania sklejki topolowej wielowarstwowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób termomechanicznego zagęszczania wielowarstwowej sklejki topolowej, wykorzystywany w produkcji cienkiej elastycznej sklejki topolowej, która jest zagęszczona w procesie jej sprasowania.

Sklejka jest materiałem kompozytowym, powstałym poprzez sklejenie ze sobą krzyżujących się cienkich warstw drewna. Włókna w poszczególnych przylegających do siebie warstwach w sklejce przebiegają pod kątem prostym. Własności fizyczne i mechaniczne zależą od gatunku drewna, jakości obłogów (warstw zewnętrznych), grubości i układów fornirów, rodzaju kleju i sposobu klejenia. Rozróżnia się sklejkę suchotrwałą (klejoną klejami mocznikowymi), półwodoodporną (klejoną klejami melaminowymi) i wodoodporną (klejoną klejami bakelitowymi i syntetycznymi).

Sklejki wytwarzane są z różnych gatunków drewna. Najczęściej z sosny, brzozy, olchy oraz z buku lub z drzew egzotycznych. Wewnętrzne warstwy sklejki często są z innego, tańszego gatunku niż zewnętrzne.

Ze względu na chropowatość powierzchni rozróżniamy: sklejkę nieszlifowaną (0) i szlifowaną (1). Sklejka daje się względnie łatwo modelować (wyginać) na gorąco, co pozwala na wytwarzanie kształtów przydatnych np. w meblarstwie: szuflady, płyciny, ściany tylne mebli szkieletowych, elementy konstrukcyjne mebli biurowych i warsztatowych. Dzięki temu, sklejka jest używana powszechnie do produkcji mebli domowych i biurowych. Dotychczasowa produkcja sklejki elastycznej wykonywana jest z egzotycznych miękkich gatunków drewna takich jak Fume, Ocoume, które mają gąbczastą strukturę drewna.

Od kilkunastu lat znana jest sklejka elastyczna SUPERFORM, która ma szerokie zastosowanie w przemyśle meblarskim, szkutniczym, itp. Jest materiałem, którym poprzez swe własności można zastąpić dotychczas stosowane materiały o właściwościach elastycznych np. nacinany MDF. Sklejka SUPERFORM po ostatecznym unieruchomieniu zachowuje dużą sztywność. Można nadawać jej dowolnie zaprojektowany kształt. Zastosowanie sklejki SUPERFORM eliminuje potrzebę stosowania konstrukcji szkieletowych przy kształtowaniu promieni.

Trzywarstwowa sklejka SUPERFORM wykonana jest z liściastego drzewa egzotycznego fuma/ceiba, przy użyciu kleju na bazie melamin. Jej arkusze są szlifowane.

Z opisu PL215663 znany jest proces modyfikacji drewna polegający na ogrzewaniu drewna, które następnie poddaje się prasowaniu pulsacyjnemu w temperaturze 70-170°C, do odkształceń względnych od 5-40%, w kierunku prostopadłym do włókien pomiędzy półkami prasy z generatorem pola wielkiej częstotliwości, lub w ogrzewanej prasie. Po zakończonym procesie prasowania ściśnięte drewno studzi się pomiędzy pólkami prasy, a następnie klimatyzuje się do osiągnięcia wilgotności równoważnej odpowiadającej warunkom eksploatacji.

Z opisu US7404422 znany jest sposób ciągłego, lepkoelastycznego, termicznego zagęszczania drewna lub kompozytów drewnianych. Drewno poddawane obróbce charakteryzuje się wilgotnością na poziomie od 15 do 30%. Proces wykorzystuje prasę do prowadzenia zagęszczania w sposób ciągły. Proces odbywa się w temperaturze zeszklenia komponentu drewnianego i pod ciśnieniem od 650 do 2000 kPa.

Nieoczekiwanie okazało się, że możliwe jest uzyskanie elastycznej sklejki poprzez jej zagęszczenie w procesie taktowym w temperaturze do 100°C. Proces ten różni się od dotychczas znanych tym, że odkształcenia względne sklejki wynoszą od 50%-75%, nie ma też potrzeby studzenia jej pomiędzy półkami prasy, co radykalnie skraca proces produkcji, oraz stosowane jest wysokie ciśnienie od 5000 kPa do 20000 kPa. Istotne jest aby wilgotność sklejki nie przekraczała 15%.

Istotą wynalazku jest sposób termomechanicznego zagęszczania sklejki topolowej wielowarstwowej polegający na ogrzewaniu sklejki topolowej charakteryzujący się tym, że obejmuje poddawanie sklejki o wilgotności 5-15% prasowaniu pulsacyjnemu między półkami prasy, przy czym sklejkę topolową ogrzewa się do temperatury 70°-105°C, a następnie redukowanie grubości sklejki do 25-50% jej pierwotnej grubości poprzez prasowanie wspomnianej sklejki_w 2-3 cyklach pod ciśnieniem 5-20 MPa.

Przedmiotem wynalazku jest sposób produkcji cienkiej elastycznej sklejki topolowej, która jest zagęszczona poprzez jej sprasowanie.

Sposób zagęszczania sklejki topolowej według wynalazku polega na termomechanicznym zagęszczeniu sklejki drewnianej charakteryzujący się tym, że sklejkę topolową ogrzewa się do temperatury 70°-105°C a następnie prasuje w 2-3 cyklach na prasie wysokich ciśnień redukując grubość sklejki do 25-50% jej pierwotnej grubości. Lignina sklejki podgrzana powyżej 70°C ulega uplastycznieniu, a gwałtowne odprężenie po pierwszym ściskaniu drewna powoduje uelastycznienie ścian komórkowych

PL 238 810 B1 drewna dzięki czemu ściany komórkowe drewna nie są niszczone w trakcie ściskania, a jedynie przemieszczane likwidując puste przestrzenie, którymi kiedyś była transportowana woda. Tak zagęszczona sklejka uzyskuje nieoczekiwane własności mechaniczne tj. dużą elastyczność, dzięki której można ją wyginać do promienia 100 mm. Dodatkowo powierzchnia sklejki jest wygładzona i pozbawiona pierwotnych porów przez co redukuje się o 30-50% niezbędną ilość środków chemicznych potrzebnych do jej klejenia i wykańczania powierzchni. Ponadto względne odkształcenie sklejki uzyskanej sposobem według wynalazku wynosi 50%-75%.

Sposób zagęszczania sklejki jest bliżej przedstawiony w poniższych przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Sklejkę topolową trzywarstwową o temp. 18°C i grubości 2.8 mm o wilgotności 9.5% umieszcza się między półkami prasy ogrzanymi do temperatury 95°C a następnie zamyka się prasę ściskając sklejkę do grubości 2.6 mm. Po 180 sekundach sklejka jest nagrzana do temperatury 90-95°C po czym półki prasy podnosi się i ponownie opuszcza prasując sklejkę do grubości 1.5 mm przez 30 sekund. Następnie prasę otwiera się po raz drugi i ponownie zamyka prasując sklejkę do grubości 0.7 mm przez 60 sekund. Po otwarciu prasy sklejka ma grubość ok. 0.9 mm. Do procesu używana jest prasa wysokich ciśnień Itallpresse GL260PS umożliwiająca osiągnięcie nacisku do 22000 kN.

P r z y k ł a d 2

Sklejka topolowa modyfikowana termicznie (kondycjonowanie w temperaturze 170-215°C przez 6-10 godzin) i grubości 3 mm o wilgotności 8% umieszcza się między półkami prasy ogrzanymi do temperatury 95°C a następnie zamyka się prasę ściskając sklejkę do grubości 2.8 mm. Po 180 sekundach sklejka jest nagrzana do temperatury 90-95°C a półki prasy szybko podnosi się i ponownie opuszcza prasując sklejkę do grubości 1.5 mm przez 30 sekund. Następnie prasę otwiera się po raz drugi i ponownie zamyka prasując sklejkę do grubości 0.6 mm przez 60 sekund. W ostatnim cyklu półki prasy są dociskane z siłą 10000 kN - 20000 kN co w zależności od powierzchni sklejki daje ciśnienie rzędu 5-20 Mpa. Po otwarciu prasy sklejka ma grubość ok. 0.9 mm, następnie jest studzona i klimatyzowana do wilgotności odpowiadającej warunkom eksploatacji. Zagęszczona sklejka topolowa, która wcześniej została poddana modyfikacji termicznej posiada dodatkowe zalety: odporność na grzyby i insekty oraz większą stabilność wymiarową.

P r z y k ł a d 3

Sklejkę topolową trzywarstwową o temp. 18°C i grubości 2.8 mm o wilgotności 15% umieszcza się między półkami prasy ogrzanymi do temperatury 96°C a następnie zamyka się prasę ściskając sklejkę do grubości 2.6 mm. Po 60 sekundach sklejka jest nagrzana do temperatury 90-95°C po czym półki prasy podnosi się i ponownie opuszcza prasując sklejkę do grubości 1.0 mm przez 60 sekund. Następnie prasę otwiera się po raz drugi i ponownie zamyka prasując sklejkę do grubości 0.7 mm przez 60 sekund. Po otwarciu prasy sklejka ma grubość ok. 1.67 mm. Do procesu używana jest prasa wysokich ciśnień Itallpresse GL260PS umożliwiająca osiągnięcie nacisku do 22000 kN. Uzyskana sklejka ma twardość w skali Brinell’a rzędu 35 MPa (w porównaniu do surowej sklejki - 10 MPa).

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób termomechanicznego zagęszczania sklejki topolowej wielowarstwowej polegający na ogrzewaniu sklejki topolowej znamienny tym, że obejmuje poddawanie sklejki o wilgotności 5-15% prasowaniu pulsacyjnemu między półkami prasy, przy czym sklejkę topolową ogrzewa się do temperatury 70°-105°C, a następnie redukowanie grubości sklejki do 25-50% jej pierwotnej grubości poprzez prasowanie wspomnianej sklejk i w 2-3 cyklach pod ciśnieniem 5-20 MPa.