RU2038966C1

RU2038966C1 - Material of construction boards and method of their production

Info

Publication number: RU2038966C1
Application number: RU94008403A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Андреевич Вишняков; Геннадий Савельевич Иванов; Александр Борисович Морозов; Сергей Михайлович Попов
Original assignee: Анатолий Андреевич Вишняков; Геннадий Савельевич Иванов; Александр Борисович Морозов; Сергей Михайлович Попов
Priority date: 1994-03-21
Filing date: 1994-03-21
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: wood-working industry. SUBSTANCE: raw material is ground up to the particle size not more than 3 mm. After that the raw material is dried up to the humidity of 12-14 per cent at the temperature of the heat-carrier 170-180 C. The carpet is shaped with the density deviation not more than 10 per cent, the cold premolding is carried out at the unit pressure of 2-2.5 MPa and the duration of 1-5 min. The hot premolding is exercised at the unit pressure of 9-10 MPa and the duration of 1 min/mm of the thickness of the ready-made board with the consequent cooling and conditioning during 15-30 days. The obtained material of the board has wt. lingo-carbohydrate compounds 28.5-33.5, polysaccharides 14.58-16.58, water in the fixed state - 12-14, hardwood raw material the rest. EFFECT: facilitated manufacture of the pressed boards of the hardwood raw material. 2 cl, 5 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к изготовлению прессованных плит из одревесневшего сырья без внесения извне связывающих добавок, что обеспечивает экологическую чистоту техпроцесса изготовления плит и их использования. The invention relates to building materials, namely to the manufacture of extruded plates from lignified raw materials without introducing binding additives from the outside, which ensures the ecological purity of the manufacturing process of the manufacture of plates and their use.

Известен способ изготовления плит из водорастворимых частиц и карбамидоформальдегидной смолы путем измельчения сырья, сушки, смешивания сырья со смолой, формирования пакета с последующим прессованием и кондиционированием. A known method of manufacturing plates of water-soluble particles and urea-formaldehyde resin by grinding raw materials, drying, mixing raw materials with resin, forming a package with subsequent pressing and conditioning.

Известен способ изготовления древесно-стружечных плит путем сушки и уплотнения стружки, затем разрыхления и смешивания со связывающим веществом и последующими формированием стружечно-клеевого пакета, его подпрессовку и горячее прессование. A known method of manufacturing wood chipboards by drying and compacting chips, then loosening and mixing with a binder and the subsequent formation of a chip-adhesive package, its prepress and hot pressing.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ изготовления материалов для твердых плит, на основе сырья содержащего лигноуглеводные и полисахаридные химические соединения путем измельчания сырья, стабилизации его влажности сушкой его частиц, сухого формирования ковра, холодной подпрессовки и последующего горячего прессования. The closest technical solution adopted for the prototype is a method of manufacturing materials for hard plates based on raw materials containing ligno-carbohydrate and polysaccharide chemical compounds by grinding the raw materials, stabilizing its moisture by drying its particles, dry forming the carpet, cold pressing and subsequent hot pressing.

Изобретение по сравнению с аналогами позволяет организовать экологически чистое производство, так как при этом исключаются извне вносимые связывающие вещества, а по сравнению с прототипом обеспечивает изготовление плит повышенной прочности. The invention, in comparison with analogs, allows to organize environmentally friendly production, since it excludes externally applied binders, and in comparison with the prototype provides the manufacture of plates of increased strength.

Указанный эффект достигается за счет того, что для образования связывающего в своем составе одревесневшее сырье содержит лигноуглеводные и полисахаридные химические соединения в следующих пропорциях, мас. Лигноуглеводные соединения 28,05.33,5 Полисахариды 14,58.16,58 Вода в связанном химическом состоя- нии 12,0.14,0 Одревесневшее сырье Остальное а при изготовлении плит измельчание сырья осуществляют до частиц размером менее 2 мм 60% остальное менее 3 мм, сушку частиц производят при температуре газового теплоносителя 170.180^оС до средней влажности 12.14% ковер формируют равномерным слоем с отклонением плотности материала его образующего по всей площади не более 10% холодную подпрессовку выполняют при удельном давлении 2,0.2,5 МПа и продолжительностью 1.5 мин, горячее прессование проводят при 170.180^оС и давлении 9-10 МПа продолжительностью из расчета 1 мин на 1 мм толщины готовой плиты с последующим охлаждением до 10-20^оС и кондиционированием при комнатной температуре в течение 15-30 сут.This effect is achieved due to the fact that for the formation of a binder in its composition, lignified raw materials contain ligno-carbohydrate and polysaccharide chemical compounds in the following proportions, wt. Ligno-carbohydrate compounds 28.05.33.5 Polysaccharides 14.58.16.58 Water in the bound chemical state 12.0.14.0 Lignified raw materials The rest and in the manufacture of plates, the raw materials are crushed to particles less than 2 mm in size 60%, the rest is less than 3 mm, the particles are dried at temperature coolant gas 170,180 ^C. to medium humidity 12.14% carpet form a uniform layer with a deviation of the density of the material forming the entire area of not more than 10% cold degassing is performed under a specific pressure 2,0.2,5 MPa and the duration 1.5 min, Horizontal dip molding is carried out at ^about 170,180 and a pressure of 9-10 MPa, duration the rate of 1 m to 1 mm thickness of the finished plate, followed by cooling to 10-20 ^{° C} and conditioned at room temperature for 15-30 days.

Плиты изготавливаются следующим образом. Plates are made as follows.

Сырье, состав которого указан выше, подвергают измельчению и просеиванию через сито с отверстиями диаметром 3 мм, а из них 60% дополнительно через сито с отверстиями 2 мм, после чего частицы сушат продувкой горячего газа (воздуха) с температурой 170-180^оС до величины влажности 12-14% При формировании ковра обеспечивают равномерность по фракционному составу, толщине и плотности, отклонения по площади ковра не более 10% Холодную подпрессовку осуществляют для уплотнения ковра, что обеспечивает проведение последующих операций со сформованной плитой. Холодную подпрессовку проводят при удельном давлении не менее 2,5 МПа продолжительностью 1-5 мин. Предварительно подпрессованную плиту прогревают при 170-180^оС, а затем охлаждают под давлением 9-10 МПа до 18-20^оС, после чего проводят обрезку плит по заданным размерам и укладывают плиты в штабеля для кондиционирования в камеры с влажностью 9-11% в течение 15-30 сут. Горячее прессование проводят в течение времени, определяемом из расчета 1 мин на 1 мл толщины готовой плиты.The raw material composition given above was subjected to grinding and sieving through a sieve of 3 mm in diameter, and 60% of them further through a sieve of 2 mm, whereupon the particles are dried by blowing hot gas (air) with a temperature of 170-180 ^o C to humidity values of 12-14% When forming a carpet, they provide uniformity in fractional composition, thickness and density, deviations in the area of the carpet no more than 10%. Cold pressing is carried out to seal the carpet, which ensures subsequent operations with the molded plate. Cold pressing is carried out at a specific pressure of at least 2.5 MPa for a duration of 1-5 minutes. Pre pre-molded plate is heated at 170-180 ^{° C,} and then cooled under a pressure of 9-10 MPa and 18-20 ^{° C,} followed by cutting slabs of predetermined size and stacked plates in the stack for conditioning chamber with a humidity of 9-11% within 15-30 days. Hot pressing is carried out for a time determined at the rate of 1 min per 1 ml of the thickness of the finished plate.

Кондиционирование проводят в отапливаемом помещении, т.е. в диапазоне температур 16-26^оС, т.е. при средней температуре проживания.Air conditioning is carried out in a heated room, i.e. in the temperature range 16-26 ^{° C,} i.e. at an average temperature.

В данном случае материал приобретает указанную прочность вследствие правильного подбора сырья, отвечающего указанным диапазонам содержащихся в нем составляющих, т.е. указанные диапазоны наличия лигноуглеводных соединений, полисахаридов, воды в связанном состоянии и одревесневшего сырья в виде отходов лиственных и хвойных пород подбираются за счет использования соответствующего сырья в виде совокупности древесных частиц. In this case, the material acquires the indicated strength due to the correct selection of raw materials that meet the specified ranges of the components contained in it, i.e. the indicated ranges for the presence of ligno-carbohydrate compounds, polysaccharides, bound water and lignified raw materials in the form of deciduous and coniferous waste are selected by using the corresponding raw material in the form of a combination of wood particles.

П р и м е р. Состав исходного сырья. Сосновые древесные частицы, химический анализ которых показал наличие следующих компонентов, мас. Лигноуглеводные соединения 25,03 Полисахариды 15,14 Вода в связанном химическом состоянии 13,0 Одревесневшее сырье (отходы лиственных и хвойных пород) Остальное
Изготовление плит следующее. Сырье, состав которого указан выше, подвергают измельчанию на дробилке ДМ-3 и просеиванию через сито с отверстиями диаметром 3 мм, а затем повторно измельчают на дробилке ДМ-1м и просеивают через сито с отверстиями диаметром 2 мм. При этом обеспечивается соотношение частиц: диаметром менее 2 мм 60% диаметром до 3 мм 40% Затем частицы подвергают сушке в сушильном барабане "Прогресс", продувкой газом с температурой 170^оС до достижения влажности массы частиц в пределах 12.14% по всему объему. Из просушенных частиц на поддоне с нанесенным на нем тонким слоем талька сформирован ковер толщиной 65 мм с отклонением по плотности и толщине по всей площади (460 х х1100 мм) ковра до 10% После чего ковер подвергают холодной подпрессовке на гидравлическом прессе ЛВП давлением 2,5 МПа в течение 4 мин. Сформированный ковер подвергают прессованию в прессе Д7044 с давлением 9,5 МПа при температуре плиты 180^оС и продолжительностью 10 мин. Затем пластик охлаждают водой в прессе под давлением до 25.30^оС, причем в первые 5 мин скорость охлаждения была 4,5^оС/мин, а в дальнейшем произвольная. Давление прессования снимается плавно.PRI me R. The composition of the feedstock. Pine wood particles, chemical analysis of which showed the presence of the following components, wt. Ligno-carbohydrate compounds 25.03 Polysaccharides 15.14 Water in a bound chemical state 13.0 Lignified raw materials (deciduous and coniferous waste)
The manufacture of plates is as follows. The raw material, the composition of which is indicated above, is subjected to grinding on a DM-3 crusher and sifting through a sieve with holes with a diameter of 3 mm, and then re-crushed on a DM-1m crusher and sieved through a sieve with holes with a diameter of 2 mm. This provides a ratio of particles with diameter less than 2 mm in diameter of 60% to 3 mm 40% The particles were then dried in a tumble dryer "Progress" purge gas with a temperature of ^about 170 C to achieve a moisture mass of particles within the 12.14% in the entire volume. From the dried particles on a pallet with a thin layer of talc coated on it, a carpet 65 mm thick is formed with a density and thickness deviation of up to 10% over the entire area (460 x 1100 mm) of the carpet. After that, the carpet is subjected to cold pressing on a 2.5-liter HDL hydraulic press MPa for 4 minutes The formed mat was pressed in a press D7044 with a pressure of 9.5 MPa at a temperature of 180 ^{° C} plate and a duration of 10 minutes. Then plastic water cooled in the press under pressure until 25.30 ^{° C,} wherein during the first 5 min, the cooling rate was 4.5 ° ^C / min, and further arbitrary. The pressure is relieved smoothly.

По окончании процесса горячего прессования заготовку обрезают в размере 400 х 1000 мм на форматно-обрезном станке ЦТЗФ-1 и помещают в камеру кондиционирования при 20±2^оС и относительной влажности 65±2% на 30 сут.Upon completion of the process of hot pressing the workpiece is cut at a rate of 400 x 1000 mm in dimensioning edger TSTZF-1 and placed in a conditioning chamber at 20 ± 2 ^{° C} and relative humidity of 65 ± 2% for 30 days.

В результате получена строительная плита со следующими физико-механическими свойствами: Габариты, мм 400 х 1000 х 10 Предел проч- ности, МПа 28,4 Плотность, кг/м³ 1150 Влажность, 8,9
По сравнению с известными способами при практически той же плотности плиты ее прочность возросла в среднем 9-16% в зависимости от диапазона составляющих материала плиты.As a result, a building board with the following physical and mechanical properties was obtained: Dimensions, mm 400 x 1000 x 10 Strength, MPa 28.4 Density, kg / m ³ 1150 Humidity, 8.9
Compared with known methods, with almost the same density of the plate, its strength increased on average 9-16%, depending on the range of components of the plate material.

Одним из главных достоинств способа является то, что в качестве одревесневшего сырья используют отходы лиственных и хвойных пород, т.е. имеются предпосылки широкого использования отходов лесоперерабатывающего производства, которые раньше непроизводительно утилизировались. One of the main advantages of the method is that it uses deciduous and coniferous waste as lignified raw materials, i.e. there are prerequisites for the widespread use of wood processing waste that was previously unproductively disposed of.

Для определения качества получаемых плит заявители провели испытания плит, созданных по данному способу и при соблюдении указанного состава, при этом определялись наиболее оптимальные границы реализации способа в зависимости от размера частиц, температуры горячего прессования и продолжительности прессования (см.табл.1-5). To determine the quality of the resulting plates, the applicants tested the plates created by this method and subject to the specified composition, and the most optimal boundaries for the implementation of the method were determined depending on the particle size, temperature of hot pressing and the duration of pressing (see table 1-5).

Изготовленные из предлагаемого материала по вышеописанному способу плиты обеспечивают повышенную прочность порядка 20 МПа при статическом изгибе и экологичность производства и эксплуатации плит, что следует из описанного способа, при котором исключены внешние связующие вещества. Plates made from the proposed material by the above-described method provide increased strength of the order of 20 MPa under static bending and the environmentally friendly production and operation of plates, which follows from the described method, in which external binders are excluded.

Claims

1. The material of building boards containing lignified raw materials, water, ligno-carbohydrate and polysaccharide compounds, characterized in that it contains these components in the following proportions, wt.

Ligno carbohydrate compounds 28.05 33.5
Polysaccharides 14.58 16.58
Bound water 12.0 14.0
Lignified raw materials by solids
2. A method of manufacturing building boards, including grinding wood raw materials, stabilizing its moisture by drying wood particles, dry carpet formation, cold pressing and subsequent hot pressing, characterized in that the crushed raw materials with a particle size of less than 2 mm is 60% of their total mass, the rest of which is composed of particles smaller than 3 mm, particle drying is carried out at a temperature of coolant gas 170-180 ^o C and an average particle size humidity 12-14% carpet formed densely with its deviation ti by its area no more than 10% cold degassing is performed at a pressure of 2-2.5 MPa and a duration of 1-5 minutes, hot pressing is carried out at a temperature of 170-180 ^o C and a specific pressure of 9-10 MPa, duration the rate of 1 min / mm of the thickness of the finished plate, followed by cooling to 18-20 ^o C and conditioning at room temperature for 15-30 days.