PT100106A

PT100106A - Processo de fabrico de placas de fibras lenhosas

Info

Publication number: PT100106A
Application number: PT100106A
Authority: PT
Inventors: Ludwig Suemegi
Original assignee: Oesterr Hiag Werke Ag
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1993-03-31
Also published as: IE920406A1; ZA92874B; SI9210125A; WO1992013688A1; IE67381B1; AU1225692A; AT403023B; CN1063837A; DK0570435T3; ATA27891A; ES2074874T3; EP0570435A1; TR26826A; EP0570435B1; NZ241508A; DE59202092D1

Description

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MEMÓRIA DESCRITIVA O presente invento refere-se a um processo de fabrico de placas de fibras lenhosas, em que a matéria prima é desfibrada, a seguir revestida com cola, num tubo de sopragem, por meio de um banho aquoso de aglutinante, o material fibroso revestido com cola assim obtido é espalhado, após uma secagem, sobre esteiras, para se obter a humidade necessária, e prensado em placas, sob pressão e a uma temperatura mais elevada. O invento refere-se particularmente a um processo deste tipo para a produção de placas de fibras de média densidade (placas MDF) e de placas de fibras duras (placas HDF) com um teor reduzido em agente aglutinante.

As propriedades mecânicas de placas de fibras lenhosas são determinadas, além do processo de desfibramento, essencialmente pelo agente aglutinante utilizado para a ligação do material fibroso. Mantendo as outras condições iguais, um aumento da resistência mecânica das placas implica um aumento da quantidade de agente aglutinante aplicada para a ligação do material fibroso.

No entanto, dado que o material do agente aglutinante constitui um factor de custo essencial na fabricação de placas de fibras, tenta-se, com vista a uma produção económica das placas de fibras, aplicar uma quantidade de agente aglutinante tão pequena quanto possível. Além disso, pretende-se reduzir a quantidade de agente aglutinante para reduzir os efeitos nocivos para o meio ambiente, provocados pela separação de formaldeído que se dá sobretudo na aplicação de agentes aglutinantes aminoplásticos. Nos processos usuais para a produção de placas de fibras lenhosas, uma redução da quantidade de agente aglutinante aplicada tem, no entanto, como já foi dito, como consequência uma diminuição da resistência das placas por eles produzidas.

Para poder reduzir a quantidade de agente aglutinante sem prejudicar a resistência, fizeram-se até agora tentativas de obter, pela aplicação de diversos dispositivos, aquando da adição -3- 73 586 DI.Pf/HA 66330 do agente aglutinante no tubo de sopragem, uma distribuição tão homogénea quanto possível da cola, isto é, de obter um número tão grande quanto possível de pontos de colagem, os quais são essenciais no tocante à estabilidade da colagem. Nestes casos, continuou a aplicar-se banhos de agente aglutinante com um teor em resina sólida de cerca de 50% em massa.

No domínio das placas de fibras lenhosas foi descrito um processo com uma adição reduzida de agente aglutinante, em que se aplicam banhos de agente aglutinante diluídos com um teor em resina sólida de, de preferência, 22 a 30% em massa (EP-B-0 010 537). Através deste processo obtém-se uma distribuição mais homogénea do agente aglutinante em aparas de tamanho muito diferente e, por conseguinte, uma economia da quantidade de agente aglutinante. Neste processo, a matéria prima utilizada é sujeita, em primeiro lugar, a um desfibramento e a uma secagem subsequente para obter uma humidade, de preferência, inferior a 2%, antes de ser revestida com cola por meio de um banho aquoso de um aminoplástico. O revestimento das aparas com cola é realizado num misturador de revestimento com cola. Além disso, adicionam-se, ao banho de agente aglutinante, agentes espessantes como, por exemplo, derivados de celulose, para impedir a penetração do agente aglutinante no material das aparas. A humidade do material de aparas revestido com cola, que é mantida abaixo de 12%, é ajustada através da quantidade de água aplicada nas aparas por meio do banho de agente aglutinante. Portanto, esta publicação refere-se a um processo usual na produção de placas de aglomerado de madeira, em que, em primeiro lugar, a matéria prima é seca e a seguir colada, enquanto que o presente invento se refere a processos a seco para a produção de placas de fibras, nos quais o material de partida é primeiro revestido com cola e a seguir seco.

Até agora não foi possível fabricar, através de processos a seco deste tipo, placas de fibras que apresentem, apesar de uma reduzida percentagem de agente aglutinante, uma resistência suficiente. Para obter uma resistência suficiente de acordo com as prescrições normativas em vigor até agora, era sempre 73 586 DI.Pf/HA 66330 -4-

necessário aplicar, nas placas de fibras produzidas de acordo com o processo a seco (não só em placas MDF, como também em placas HDF), mais do que 12% em massa de resina sólida, em relação ao material fibroso "atro" (absolutamente seco).

Um objectivo do presente invento é criar um processo do tipo inicialmente mencionado para a produção de placas de fibras lenhosas, com o qual seja possível, entre outras coisas, obter um aproveitamento ainda melhor do agente aglutinante utilizado para o revestimento do material fibroso com cola, o que faz com que seja necessária, para a obtenção de uma determinada resistência das placas, num determinado material fibroso, uma quantidade de resina sólida mais pequena do que até agora. Um outro objectivo do presente invento é criar um processo deste tipo que se possa pôr em prática sem modificações fundamentais das instalações existentes para os processos usuais acima mencionados ou sem alteração essencial do tempo que o processo necessita.

Este objectivo é atingido de acordo com o invento por se realizar o revestimento com uma cola por meio de um banho com um teor em resina sólida de 20 a 35% em massa, de preferência, de 25 a 35% em massa, e se aplicar para tal uma quantidade de agente aglutinante inferior a 10% em massa, de preferência, de 7 a 9% em massa de resina sólida, em relação ao material fibroso total, calculado como absolutamente seco.

Pela utilização, de acordo com o invento, de banhos de agente aglutinante aquosos altamente diluídos torna-se possível produzir, num processo a seco, placas de fibras lenhosas cujas propriedades mecânicas correspondem muito bem às exigências normativas, sendo, ao mesmo tempo, possível uma poupança essencial de agente aglutinante em relação ao processo de acordo com a tecnologia habitual. Desta maneira torna-se possível, através do processo de acordo com o invento, produzir placas de fibras lenhosas com um teor em resina sólida inferior a 10% em massa, as quais possuem uma resistência suficiente de acordo com as normas em vigor.

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Pela utilização de banhos de agente aglutinante altamente diluídos, prevista pelo presente invento, o material fibroso é aparentemente revestido largamente com o agente aglutinante, pelo qual se dá um forte aumento dos pontos de colagem, essenciais para a criação da resistência dentro das placas.

Uma outra vantagem deste processo consiste no facto de a alta diluição do agente aglutinante utilizado exercer um efeito de refrigeração na fibra revestida de cola, porque uma parte da água contida na mistura de agente aglutinante se evapora imediatamente, pelo que se retira calor ao sistema global fibra/agente aglutinante. Isto impede um pré-endurecimento precoce do agente aglutinante que cobre a fibra revestida de cola, pré-endurecimento esse que pode ter como consequência uma diminuição da resistência das placas. 0 presente processo de acordo com o invento pode ser realizado sem proceder a uma modificação essencial da tecnologia processual. 0 revestimento do material fibroso com cola é realizado pouco tempo depois deste sair da máquina de desfibrar (refinador), no tubo de sopragem, de maneira usual.

Ao banho de cola adicionam-se aceleradores apropriados como, por exemplo, cloreto de amónio, fosfato de amónio, ácido fosfórico, ácido fórmico, para o endurecimento do agente aglutinante durante o processo de prensagem a quente, em quantidades usuais na arte, as quais dependem das respectivas condições da instalação. Revelou-se também particularmente vantajosa a adição de um agente reforçante de cola à base de um sulfonato de lenhina. Além disso podem adicionar-se ao banho de agente aglutinante agentes captadores de formaldeído adicionais como, por exemplo, ureia. A adição de uma emulsão de parafina ou de parafina fundida, para uma impermeabilização das placas de fibras, no entanto, é realizada, convenientemente, antes da entrada no refinador. A seguir, o material fibroso, revestido com o agente aglutinante da maneira acima descrita, é seco de maneira em

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Dl.Pf/HA 66330 -6-princípio conhecida até ficar, no máximo, com uma humidade remanescente de 12%, convenientemente de 10%, no máximo, antes de ser prensado, a seguir à formação em esteiras, em placas em prensas aquecidas usuais. A prensagem em placas pode realizar-se não só em prensas estacionárias usuais, a temperaturas de cerca de 160 a 190°C e pressões até 3500 kPa (35 bar), ou em prensas de Conti, a temperaturas das placas de aquecimento até 235°C e com os programas de pressão usuais. As durações de prensagem, no processo de acordo com o invento, correspondem também às durações até agora usuais.

Uma forma de realização preferida do processo de acordo com o presente invento consiste em diluir, primeiro, o agente aglutinante aminoplástico a ser utilizado, com água, a uma concentração de resina sólida de cerca de 30 a 40% em massa, adicionando os aditivos necessários como, por exemplo, aceleradores, agentes reforçadores de cola, captadores de formaldeído, em solução aquosa apropriada, à solução de agente aglutinante diluída, apenas imediatamente antes da entrada no tubo de sopragem, através de uma linha de mistura. O invento é a seguir pormenorizado por meio de exemplos, sem se limitar a estes. EXEMPLO 1:

Para a produção de placas de fibras (placas MDF) utilizou-se um material fibroso, que tinha sido fabricado, de maneira em princípio conhecida, a partir de material de pinheiro desagregado, numa máquina de desfibrar (refinador). No tubo de sopragem, através do qual o material fibroso sai do refinador, foi introduzida, pouco depois da saída do refinador, uma dose duma mistura que contém agente aglutinante. Esta mistura contendo agente aglutinante compôs-se do seguinte modo: -7-

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Num recipiente misturador foi diluída, com água, uma cola El aminoplástica para a produção de placas de fibras (HIACOLL MDP 15) a uma concentração de 33% em massa de resina sólida. Num outro recipiente misturador foi preparada uma solução de 30% em massa de ureia, 10% em massa de cloreto de amónio e 2% em massa de ácido fosfórico. Juntaram-se, por meio de bombas de dosagem, através de um misturador estático ambas as soluções, numa proporção tal que o banho de cola definitivo contivesse uma concentração de resina sólida de 28,3% em massa. Este banho de cola foi adicionado ao material fibroso numa quantidade que proporcionasse um factor de revestimento com cola de 8,2% em massa de resina sólida, em relação à fibra absolutamente seca ("atro"). A seguir, a mistura fibrosa revestida com cola foi seca, de maneira em princípio conhecida, até ficar com uma humidade remanescente de 10% em massa, moldada numa esteira fibrosa, e prensada, numa prensa de aquecimento, numa placa MDF, sob pressão e a uma temperatura mais elevada. A placa produzida desta maneira respondia muito bem às exigências da norma industrial para placas MDF (norma tipo MDF, teor em formaldeído classe A). EXEMPLO 2;

Um material fibroso de acordo com o exemplo 1 foi revestido com cola, de maneira em princípio conhecida, por meio da mistura contendo agente aglutinante seguinte:

Num recipiente misturador foram misturados 1.000 Kg de HIACOLL MDF 15, 100 kg de solução de ureia (40% em massa) e 1.000 1 de água, pelo que a concentração de resina sólida desta mistura era de a 31,4% em massa. Num outro recipiente misturador foram misturados 100 kg de agente reforçador de cola HIACOLL Kl215 e 165 1 de água. Juntaram-se, por meio de bombas de dosagem, através de um misturador estático ambas as soluções, numa proporção tal que a concentração definitiva de resina sólida da mistura fosse de 27,0% em massa. Esta mistura foi aplicada ao material fibroso numa quantidade que proporcionasse um factor de revestimento com cola de 7,5% em massa, em relação ao material 73 586

DI.Pf/HA 66330 -8-fibroso absolutamente seco. Após uma secagem até uma humidade remanescente de cerca de 10%, moldagem de uma esteira fibrosa e prensagem a quente, foi obtida uma placa MDF que correspondia, em todos os valores medidos, muito bem às exigências da norma do tipo MDF, teor em formaldeído classe A, de acordo com a norma industrial para placas MDF. EXEMPLO 3: O exemplo 3 é um exemplo comparativo.

Para o revestimento do material fibroso com cola, processo esse que foi realizado como se descreveu nos exemplos 1 e 2, foi utilizado um banho de cola com a composição seguinte: 1.000 kg de HIACOLL MDF-12 150 kg de solução de ureia (40% em massa) 40 kg de solução de cloreto de amónio (15% em massa) 50 kg de água. A composição deste banho de cola corresponde ao nível actual da tecnologia. Apresenta uma concentração de resina sólida de cerca de 53,2% em massa. Para que uma placa MDF produzida por utilização deste banho obtivesse as propriedades mecânicas que a norma industrial para placas MDF exige, foi preciso aplicar 235 kg de banho de cola por 1.000 kg de material fibroso absolutamente seco, o que corresponde a um factor de revestimento com cola de 12,5% em massa, em relação ao material fibroso absolutamente seco.

Claims

-9- 73 586 DI.Pf/HA 66330 REIVXNDICACÕES 1 - Processo de fabrico de placas de fibras lenhosas, em que a matéria prima é desfibrada, a seguir revestida com cola, num tubo de sopragem, por meio de um banho aquoso de aglutinante, o material fibroso revestido com cola assim obtido é espalhado, após uma secagem para obter a humidade necessária, sobre esteiras, e prensado, sob pressão e a uma temperatura mais elevada, sob a forma de placas, caracterizado por se realizar o revestimento com cola por meio de um banho com um teor em resina sólida de 20 a 35% em massa, e se aplicar para tal uma quantidade de agente aglutinante de até menos do que 10%, em massa, de resina sólida, em relação ao material fibroso total, calculado como absolutamente seco.
2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o banho apresentar um teor em resina sólida de 25 a 35% em massa, e por a quantidade de agente aglutinante aplicada ser 7 a 9% em massa de resina sólida, em relação ao material fibroso total, calculado como absolutamente seco.
3 - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o agente aglutinante ser um aglutinante aminoplástico diluído com água a uma concentração de resina sólida de 30 a 40%, ao qual se adicionam aditivos como aceleradores, reforçadores de encolagem e captadores de formaldeído, em solução aquosa adequada.
4 - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os aditivos serem adicionados ao aglutinante aminoplástico diluído através de uma linha de mistura, imediatamente antes de entrar no tubo de sopragem. Lisboa, -7 FEV 1992 Por OSTEKREICHISCHE HIAG-WERKE GESELLSCHAFT m.b.H.