RU2012486C1 - Method of manufacturing wood-fiber material - Google Patents
Method of manufacturing wood-fiber material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2012486C1 RU2012486C1 SU4954106A RU2012486C1 RU 2012486 C1 RU2012486 C1 RU 2012486C1 SU 4954106 A SU4954106 A SU 4954106A RU 2012486 C1 RU2012486 C1 RU 2012486C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adduct
- wood
- pitch
- fiber
- water
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а более конкретно, к технологии получения древесно-волокнистых плитных материалов, преимущественно средней плотности, методом сухого формования. The invention relates to the woodworking industry, and more specifically, to a technology for producing wood-fiber board materials, mainly of medium density, by dry molding.
Известен способ изготовления древесно-волокнистых плит средней плотности типа OCB-MDF, включающий нанесение на древесные частицы связующего типа смол на основе карбамида, меламина или фенолформальдегида (1). Для ускорения отверждения фенолформальдегидных смол используют дополнительно отвердитель. Древесные частицы рассыпают с образованием ковра, а затем обжимают в прессе с уменьшением его толщины, после чего прессуют и поддерживают давление в течение некоторого времени. Смола представляет собой связующее без отвердителя. Кислый или основной отвердитель в газообразной или бинарной фазе с газообразным носителем вводят внутрь ковра в прессе непосредственно на стадии обжатия. A known method of manufacturing medium density fibreboard type OCB-MDF, including applying to the wood particles a binder type resins based on urea, melamine or phenol formaldehyde (1). To accelerate the curing of phenol-formaldehyde resins, an additional hardener is used. Wood particles are scattered to form a carpet, and then crimped in a press with a decrease in its thickness, after which they are pressed and pressure is maintained for some time. The resin is a binder without a hardener. An acidic or primary hardener in a gaseous or binary phase with a gaseous carrier is introduced into the carpet in the press directly at the compression stage.
Данный способ позволяет получать плиты средней плотности, однако он отличается сложностью технологии, наличием токсичных веществ отвердителей в газообразной или бинарной фазе (в качестве отвердителя фенольных смол обычно используют токсичный формальдегид), а также выделением токсичных веществ в процессе производства и эксплуатации плит. This method allows to obtain medium density plates, however, it is notable for the complexity of the technology, the presence of toxic substances of hardeners in the gaseous or binary phase (toxic formaldehyde is usually used as a hardener of phenolic resins), as well as the release of toxic substances during the production and operation of plates.
Известен способ производства древесно-волокнистых плит средней плотности сухим способом формования, включающий размол щепы на волокно, введение гидрофобизирующих и связующих добавок, сушку древесной массы, формирование многослойного ковра с настилом на его наружной поверхности буферных слоев из смеси сошлифованной пыли с влажностью частиц 6-25% и связующего в количестве 0,1-2,0% подпрессовывают, подвергают горячему прессованию при температуре 180оС в течение 0,5 мин/мм, затем буферные слои, масса которых составляет 7-15% от массы абсолютно сухого ковра, сошлифовывают (2). Необходимость введения и последующего удаления буферных слоев обусловлена сложностью равномерного прессования материала средней плотности в центральной части ковра.A known method for the production of medium-density fiberboard with a dry molding method, including grinding wood chips into fibers, introducing water-repellent and binder additives, drying wood pulp, forming a multilayer carpet with flooring on its outer surface of buffer layers from a mixture of sanded dust with a particle moisture content of 6-25 % and a binder in an amount of 0.1-2.0% podpressovyvayut subjected to hot pressing at a temperature of 180 ° C for 0.5 min / mm, then the buffer layers, the mass of which is 7-15% by weight of absolutely dry of carpet, ground off (2). The need for the introduction and subsequent removal of the buffer layers is due to the difficulty of uniformly pressing medium density material in the central part of the carpet.
Способ позволяет повысить качество поверхности плит и сократить расход связующего, однако он сложен, отличается повышенной трудоемкостью изготовления плит и расходом связующего в буферных слоях. The method allows to improve the quality of the surface of the plates and reduce the consumption of binder, however, it is complicated, it is characterized by increased laboriousness of the manufacture of plates and the consumption of binder in the buffer layers.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании результату аналогом-прототипом является способ изготовления древесно-волокнистых плит сухого формования, включающий обработку щепы насыщенным паром при 180оС в течение 4 мин, нанесение на щепу расплава таллового пека в количестве 2,5-12% от массы а. с. древесины, размол щепы на рафинере в одну ступень, введение в полученные волокна фенолформальдегидной смолы в количестве 3% от массы а. с. волокна. Осмоленное волокно сушат до влажности 6-8% , формуют ковер, подпрессовывают и прессуют при 190оС в течение 6 мин при удельном давлении 5 МПа (3).The closest in technical essence and achieved result when using an analogue-prototype is the method of manufacturing fibreboards dry spinning, comprising treating wood chips with saturated steam at 180 ° C for 4 min, applying a splint melt tallow pitch in an amount of 2,5-12 % by weight a. with. wood, grinding chips on a refiner in one step, introducing phenol-formaldehyde resin into the obtained fibers in an amount of 3% by weight a. with. fiber. Resinification fiber is dried to a moisture content of 6-8%, molded carpet podpressovyvayut and compressed at 190 C for 6 min at a pressure of 5 MPa (3).
Способ позволяет сократить потери осмоленного волокна при формовании ковра, снизить использование токсичных фенолформальдегидных смол, однако, он не позволяет получать плиты средней плотности с высокими физико-механическими показателями и высокой водостойкостью. The method allows to reduce the loss of tarred fiber during the formation of the carpet, to reduce the use of toxic phenol-formaldehyde resins, however, it does not allow to obtain medium density plates with high physical and mechanical properties and high water resistance.
Целью изобретения является повышение физико-механических показателей и водостойкости древесно-волокнистого материала средней плотности при одновременном снижении его токсичности при изготовлении и эксплуатации. The aim of the invention is to increase the physico-mechanical properties and water resistance of medium-density wood-fibrous material while reducing its toxicity in the manufacture and operation.
Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления древесно-волокнистого материала, преимущественно средней плотности, включающем операции приготовления композиции из древесного волокна и связующего на основе таллового пека, формование, горячее прессование и термообработку, в качестве связующего используют аддукт нейтрализованного таллового пека и водорастворимых солей поливалентных металлов, выбранных из группы содержащей цинк, медь, магний, олово, алюминий или железо. This goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing wood-fiber material, mainly of medium density, including the operation of preparing a composition of wood fiber and a binder based on tall pitch, molding, hot pressing and heat treatment, the adduct of neutralized tall pitch and water-soluble salts is used as a binder polyvalent metals selected from the group consisting of zinc, copper, magnesium, tin, aluminum or iron.
В качестве исходного сырья можно использовать практически любой древесный материал, например, древесное волокно, полученное из технологической щепы (ГОСТ 15815-83). Almost any wood material can be used as a feedstock, for example, wood fiber obtained from wood chips (GOST 15815-83).
В качестве источника таллового пека можно использовать пек талловый для дорожного строительства (ТУ 81-05-84-80) или пек талловый окисленный (ОСТ 13-145-82). As a source of tall pitch, you can use tall pitch for road construction (TU 81-05-84-80) or oxidized tall pitch (OST 13-145-82).
В качестве водорастворимых солей поливалентных металлов можно использовать железо хлорное техническое (ТУ 11159-76), сульфат железа (ТУ 6-09-5272-89), кальций хлористый технический (ТУ 450-77), цинк хлористый (ТУ 7345-78), сульфат алюминия (ТУ 12966-85), медный купорос (ТУ 19347-84Е), магний сернокислый технический (ТУ 6-46-0204915-003-88), алюмохлорид (ТУ 38-102612-88), квасцы алюмоамонийные (ТУ 113-07-04-89), цинк ванадиевокислый (ТУ 6-09-02113-89) или другие соли поливалентных металлов. As water-soluble salts of polyvalent metals, you can use technical ferric chloride (TU 11159-76), iron sulfate (TU 6-09-5272-89), technical calcium chloride (TU 450-77), zinc chloride (TU 7345-78), aluminum sulfate (TU 12966-85), copper sulfate (TU 19347-84E), technical magnesium sulfate (TU 6-46-0204915-003-88), aluminum chloride (TU 38-102612-88), aluminum alum (TU 113- 07-04-89), zinc vanadium (TU 6-09-02113-89) or other salts of polyvalent metals.
Способ изготовления древесно-волокнистого материала реализуют следующим образом. A method of manufacturing a wood-fiber material is implemented as follows.
Древесную щепу или другое древесное сырье размалывают на древесное волокно известными способами. Затем древесное волокно из пневматических или механических форсунок обрабатывают расплавленным аддуктом взаимодействия нейтрализованного таллового пека и водорастворимых солей поливалентных металлов при его расходе от 4 до 14% от массы абсолютно сухого древесного волокна, подсушивают композицию до влажности 10% , формируют сухим способом ковер, подвергают его холодной подпрессовке и подают ковер а горячий пресс, где проводят горячее прессование при 190-220оС в течение 2 мин на 1 мм толщины готового плитного материала. После горячего прессования плитный материал подвергают термообработке при температуре 155-170 градусов С, охлаждают и поправляют на последующую переработку, например на ламинирование декоративными материалами и форматную резку. При этом аддукт можно вводить как описано выше в размолотую древесную массу методом пневматического или механического распыления расплава, так и в щепу до размола или в мельницу при размоле щепы.Wood chips or other wood raw materials are ground into wood fiber by known methods. Then, wood fiber from pneumatic or mechanical nozzles is treated with a molten adduct of interaction between neutralized tall pitch and water-soluble salts of polyvalent metals at a flow rate of 4 to 14% by weight of absolutely dry wood fiber, the composition is dried to a moisture content of 10%, the carpet is formed by dry method, it is exposed to cold preform and serves as a carpet hot press where the pressing is carried out hot at 190-220 ° C for 2 minutes at 1 mm thickness of the finished board materials. After hot pressing, the plate material is subjected to heat treatment at a temperature of 155-170 degrees C, cooled and adjusted for subsequent processing, for example, for lamination with decorative materials and format cutting. In this case, the adduct can be introduced as described above into the ground wood pulp by the method of pneumatic or mechanical spraying of the melt, and into chips before grinding or into a mill when grinding chips.
Продукт взаимодействия нейтрализованного пека и водорастворимых солей поливалентных металлов получают следующим образом. The product of the interaction of neutralized pitch and water-soluble salts of polyvalent metals is obtained as follows.
Талловый пек, являющийся отходом ректификации таллового масла и представляющего собой смесь высших жирных и смоляных кислот и неомыляемых и окисленных веществ, подвергают нейтрализации раствором щелочи (NaOH, КОН, NH4OH) при 30-90оС. Расход щелочи определяют в зависимости от кислотного числа конкретной пробы таллового пека (обычно около 60 мг КОН на 1 г таллового пека). При этом при нейтрализации происходит образование солей карбоксильных групп высших жирных и смоляных кислот и образование большого количества дополнительных, способных к гидролизу в щелочных и нейтральных средах сложных эфиров, являющихся функциональными группами для сшивающих поливалентных ионов.Tall pitch, being the waste distillation of tall oil and as a mixture of higher fatty and rosin acids and unsaponifiable substances and oxidized, neutralized with a solution of alkali (NaOH, KOH, NH4OH) at 30-90 C. The alkali consumption is determined depending upon the acid number of the particular samples of tall pitch (usually about 60 mg KOH per 1 g of tall pitch). In this case, during neutralization, salts of carboxyl groups of higher fatty and resin acids are formed and a large number of additional esters capable of hydrolysis in alkaline and neutral media are formed, which are functional groups for crosslinking polyvalent ions.
После нейтрализации в талловый пек вводят посредством смешения с растворами солей поливалентные ионы металлов в молекулы высших жирных и смоляных кислот (обычно высшие смоляные кислоты при использовании по известным способам таллового пека в качестве связующего во взаимодействии не участвуют). Обменная реакция взаимодействия растворов таллового пека и водорастворимых солей поливалентных металлов при 70оС происходит мгновенно с выпадением в осадок водонерастворимого аддукта нейтрализованного таллового пека и ионов поливалентных металлов.After neutralization, polyvalent metal ions are introduced into tall oil pitch by mixing with salt solutions into the molecules of higher fatty and resin acids (usually higher resin acids are not used as a binder in the known methods of tall pitch as a binder). The exchange reaction between tall pitch solutions and water-soluble salts of polyvalent metals at 70 ° C instantaneously occurs to precipitate the water-insoluble adduct of neutralized tall pitch and polyvalent metal ions.
После выделения аддукта в осадок воду сливают, а аддукт подсушивают, например под вакуумом. Затем аддукт расплавляют и при температуре 100-110оС в виде расплава при помощи распыливавющих форсунок или иных средств вводят в древесную массу, предпочтительно в сухое волокно непосредственно перед формованием древесно-волокнистого ковра. Далее осуществляют изготовление плит по описанному способу.After the adduct is isolated, the water is drained off and the adduct is dried, for example, under vacuum. The adduct is then melted at a temperature of 100-110 ° C as a melt by means of nozzles raspylivavyuschih or other means is introduced into the pulp, preferably in the dry fiber immediately before molding wood-fiber mat. Next, the manufacture of plates according to the described method.
Для подтверждения возможности реализации изобретений промышленным способом и для экспериментального доказательства их эффективности проводили сравнительные испытания плитного материала и различных режимов его изготовления. To confirm the feasibility of implementing the inventions in an industrial way and to experimentally prove their effectiveness, comparative tests of plate material and various modes of its manufacture were performed.
П р и м е р 1 (прототип). Из технологической щепы (ГОСТ 15815-83) приготовляют древесное волокно, сушат его и смешивают с фенолформальдегидной смолой СРЖ-3014 при расходе смолы 8% к массе абсолютно сухого волокна. Осмоленное волокно сушат до влажности 8% , формируют сухим способом ковер (высотой, достаточной для получения плиты после горячего прессования 10 мм) и подвергают его горячему прессованию при 190оС в течение 20 мин. Затем полученные после горячего прессования плиты подвергают термообработке при температуре 155-170 градусов С, охлаждают и направляют на дальнейшую обработку.PRI me R 1 (prototype). From wood chips (GOST 15815-83), wood fiber is prepared, dried and mixed with phenol-formaldehyde resin SRZH-3014 at a resin flow rate of 8% by weight of absolutely dry fiber. Resinification fiber is dried to a moisture content of 8%, the dry method forming a carpet (height sufficient to obtain slabs after hot pressing 10 mm) and subjected to hot pressing at 190 ° C for 20 min. Then, the plates obtained after hot pressing are subjected to heat treatment at a temperature of 155-170 degrees C, cooled and sent for further processing.
Качественные показатели полученных при этом плит приведены в табл. 1. Qualitative indicators of the resulting plates are given in table. 1.
П р и м е р 2. Условия опыта аналогичны примеру 1, но в качестве связующего используют аддукт нейтрализованного таллового пека и водорастворимых солей меди при расходе аддукта 8% к массе абсолютно сухого волокна. Example 2. The experimental conditions are similar to example 1, but as a binder use the adduct of neutralized tall pitch and water-soluble salts of copper at an adduct flow rate of 8% by weight of absolutely dry fiber.
Качественные показатели полученных при этом плит приведены в табл. 1. Qualitative indicators of the resulting plates are given in table. 1.
П р и м е р 3 (контрольный). Условия опыта аналогичны примеру 2, но плиты после горячего прессования не подвергают термообработке. PRI me R 3 (control). The experimental conditions are similar to example 2, but the plates after hot pressing are not subjected to heat treatment.
Качественные показатели полученных при этом плит приведены в табл. 1. Qualitative indicators of the resulting plates are given in table. 1.
П р и м е р ы 4, 6. Условия опытов аналогичны примеру 1, но в качестве связующего используют аддукт нейтрализованного таллового пека и водорастворимых солей соответственно цинка и алюминия при расходе аддукта 8% к массе абсолютно сухого волокна. EXAMPLES 4, 6. The experimental conditions are similar to example 1, but the adduct used is neutralized tall oil pitch adduct and water-soluble salts of zinc and aluminum, respectively, at an adduct flow rate of 8% by weight of absolutely dry fiber.
Качественные показатели полученных при этом плит приведены в табл. 1. Qualitative indicators of the resulting plates are given in table. 1.
П р и м е р ы 5, 7 (контрольные). Условия опытов аналогичны примерам 4, 6, но плиты после горячего прессования не подвергают термообработке. PRI me R s 5, 7 (control). The experimental conditions are similar to examples 4, 6, but the plates after hot pressing are not subjected to heat treatment.
Качественные показатели полученных при этом плит приведены в табл. 1. Qualitative indicators of the resulting plates are given in table. 1.
П р и м е р ы 8, 9 (контрольные). Условия опытов аналогичны примеру 2, но расход аддукта на основе ионов меди 0,5 и 2% к массе а. с. волокна. PRI me
Качественные показатели полученных при этом плит приведены в табл. 2. Qualitative indicators of the resulting plates are given in table. 2.
П р и м е р ы 11-13. Условия опытов аналогичны примеру 2, но расход аддукта на основе ионов меди 4,0, 8,0. 12,0 и 14,0% к массе а. с. волокна. PRI me R s 11-13. The experimental conditions are similar to example 2, but the adduct flow rate based on copper ions is 4.0, 8.0. 12.0 and 14.0% by weight a. with. fiber.
Качественные показатели полученных при этом плит приведены в табл. 2. Qualitative indicators of the resulting plates are given in table. 2.
П р и м е р 14 (контрольный). Условия опыта аналогичны примеру 2, но расход аддукта на основе меди более 14,0% . PRI me R 14 (control). The experimental conditions are similar to example 2, but the consumption of the adduct based on copper is more than 14.0%.
При этом наблюдается вытекание связующего в плиты пресса при горячем прессовании, что недопустимо при нормальной эксплуатации горячего пресса. In this case, the binder flows out into the press plates during hot pressing, which is unacceptable during normal operation of the hot press.
П р и м е р 15. Условия опыта аналогичны примеру 2, но в качестве связующего используют аддукт нейтрализованного таллового пека и раствор сульфата железа. При этом плотность полученного материала составила 795 кг/м3, предел прочности при изгибе 28,3 МПа, водопоглощение за 24 ч - 24,6% , а набухание за 24 ч - 10,1% .PRI me R 15. The conditions of the experiment are similar to example 2, but as a binder use the adduct of neutralized tall pitch and a solution of iron sulfate. The density of the obtained material was 795 kg / m 3 , the ultimate tensile strength was 28.3 MPa, the water absorption in 24 hours was 24.6%, and the swelling in 24 hours was 10.1%.
Использование предлагаемой композиции плитного материала средней плотности и технологии его изготовления позволяет исключить традиционную при производстве плитного материала средней плотности операцию шлифовки поверхностных слоев плит (обычно эту операцию проводят для удаления поверхностных слоев пониженной прочности), снизить пылимость древесного волокна при формовании древесно-волокнистого ковра, и повысить физико-механические показатели плитного материала и его водостойкость. The use of the proposed composition of medium density plate material and its manufacturing technology eliminates the operation of grinding the surface layers of plates that is traditional in the production of medium density plate material (usually this operation is performed to remove surface layers of reduced strength), reduce the dustiness of the wood fiber during the formation of the fiberboard, and to increase the physical and mechanical properties of the plate material and its water resistance.
Дополнительные исследования плитного материала на токсичность показали полное отсутствие выделения токсичных химических соединений, характерных для традиционных плитных материалов средней плотности (например, фенола и/или формальдегида и др. ). Поэтому предлагаемый плитный материал можно использовать в качестве строительного и мебельного материала для жилых помещений, например, для изготовления декоративных панелей или встроенной мебели, в то время как использование для этих целей традиционных древесно-волокнистых плит средней плотности, изготовленных с использованием традиционных связующих на основе фенолформальдегидных и карбамидных смол, ограничено по причине их низкой водостойкости и токсичности. Additional toxicity studies of the board material showed a complete absence of toxic chemical compounds that are characteristic of traditional medium density board materials (for example, phenol and / or formaldehyde, etc.). Therefore, the proposed plate material can be used as a building and furniture material for residential premises, for example, for the manufacture of decorative panels or built-in furniture, while the use for these purposes of traditional medium-density fiberboard made using traditional phenol-formaldehyde binders and urea resins, limited due to their low water resistance and toxicity.
Экономический эффект от промышленного использования изобретения может быть получен как за счет снижения затрат при производстве нетоксичного плитного материала повышенного качества, так и за счет утилизации отхода производства и переработки талловых продуктов, так как в настоящее время основная часть таллового пека выбрасывается на свалки, загрязняя окружающую среду. The economic effect of the industrial use of the invention can be obtained both by reducing costs in the production of non-toxic high-quality plate material, and by disposing of waste from the production and processing of tall products, since the bulk of tall pitch is currently dumped in landfills, polluting the environment .
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4954106 RU2012486C1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Method of manufacturing wood-fiber material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4954106 RU2012486C1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Method of manufacturing wood-fiber material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012486C1 true RU2012486C1 (en) | 1994-05-15 |
Family
ID=21583837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4954106 RU2012486C1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Method of manufacturing wood-fiber material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2012486C1 (en) |
-
1991
- 1991-06-28 RU SU4954106 patent/RU2012486C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8425717B2 (en) | Phosphate bonded composites and methods | |
| EP0873829B1 (en) | Process for preparing cellulosic composites | |
| RU2012486C1 (en) | Method of manufacturing wood-fiber material | |
| US6395113B2 (en) | Process for producing a non-combustible moulded article, especially a building panel | |
| US3850677A (en) | Resin coated rice hulls, compositions containing the same and processes for making such compositions | |
| US3930089A (en) | Processes for making composite rice hull-resin articles, products thereof, processes for making resin-coated rice hulls and products thereof | |
| HU212443B (en) | Binding materials based on tannin and process for producing structural materials with said binding materials | |
| JPH0355203A (en) | Manufacturing method of molded product composed of compressed powder and phenolic resin | |
| CN112585182A (en) | Adhesive and method of forming an adhesive | |
| EP2001522B1 (en) | Process for making composite products from fibrous waste material | |
| US6471897B1 (en) | Composite article and method of making same | |
| RU2310669C1 (en) | Process of manufacturing wood composite material | |
| RU2076125C1 (en) | Wood-fiber material, method for production of wood-fiber material and method for production of binder for wood-fiber material | |
| CA1057184A (en) | Unique fire retardant particleboard and special process for manufacture | |
| RU2085564C1 (en) | Wood-fiber material | |
| SU1118655A1 (en) | Composition for manufacturing fiber boards by dry method | |
| RU2156752C2 (en) | Method of manufacturing heat-insulation and finishing materials | |
| RU169252U1 (en) | WOOD BOARD | |
| SU1271751A1 (en) | Method of manufacturing articles from composite mateials | |
| RU1830095C (en) | Method of binder preparing for fibrous material making | |
| RU2037505C1 (en) | Molding compound for manufacturing whip woos boards | |
| SU608483A3 (en) | Moulding sand | |
| RU1801745C (en) | Method of wood plastics making | |
| CA1067005A (en) | Fast cured lignocellulosic particle board and method of making the same | |
| RU2038966C1 (en) | Material of construction boards and method of their production |