CZ200167A3 - Process for producing composite boards having at least one finished surface by steam pressing - Google Patents
Process for producing composite boards having at least one finished surface by steam pressing Download PDFInfo
- Publication number
- CZ200167A3 CZ200167A3 CZ200167A CZ200167A CZ200167A3 CZ 200167 A3 CZ200167 A3 CZ 200167A3 CZ 200167 A CZ200167 A CZ 200167A CZ 200167 A CZ200167 A CZ 200167A CZ 200167 A3 CZ200167 A3 CZ 200167A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- carpet
- steam
- amount
- composite wood
- product according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2311/00—Use of natural products or their composites, not provided for in groups B29K2201/00 - B29K2309/00, as reinforcement
- B29K2311/14—Wood, e.g. woodboard or fibreboard
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Abstract
Při způsobu výroby kompozitního dřevěného výrobku s jedním hotovým povrchem se nejdříve tvaruje třískový koberec, obsahující dřevěné částice, upravené nevytvrzeným pojivém, mající protilehlou první a druhou stranu, obsah vlhkosti a přebytečný obsah vzduchu. Dále se tento koberec zhutňuje na tloušťku. Potom se přivádí první množství tepla vedením tepla k první straně koberce v množství, postačujícím k přeměně alespoň části obsahu vlhkosti v tloušťce koberce na určité množství vnitřně vytvořené páry. Dále se odvětrá alespoň část množství vnitřně vytvořené páry z koberce druhou stranou koberce tak, že přebytečný obsah vzduchu se odvede z koberce. Nakonec se přivádí ke koberci druhé množství tepla, postačující k vytvrzení pojivá v celé tloušťce.In a method of making a composite wood product with one finished surface, a particle carpet containing wood particles treated with an uncured binder having opposing first and second sides, moisture content and excess air content is first formed. Further, the carpet is compacted to thickness. Thereafter, a first amount of heat is introduced by conducting heat to the first side of the carpet in an amount sufficient to convert at least a portion of the moisture content in the carpet thickness to a certain amount of internally formed vapor. Further, at least a portion of the amount of internally formed steam from the carpet is vented by the other side of the carpet so that excess air content is discharged from the carpet. Finally, a second amount of heat is supplied to the carpet sufficient to cure the binder throughout its thickness.
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se obecně týká způsobu výroby kompozitních desek, jako jsou dřevotřískové desky, dřevovláknité desky, třískové desky nebo podobně, a zejména se týká způsobu výroby kompozitních desek, majících alespoň jeden hotový povrch, například ražený, hlazený nebo vzorovaný. Deska se vyrábí z třískového koberce, složeného z dřevěných částic, třísek a/nebo vláken a z tvrditelného nebo vytvrditelného pojivá, například pryskyřice.The invention generally relates to a method of manufacturing composite boards, such as particle board, fibreboard, particle board or the like, and more particularly to a method of making composite boards having at least one finished surface, for example embossed, glazed or patterned. The board is made of a chip mat consisting of wood particles, chips and / or fibers and a curable or curable binder, for example a resin.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Kompozitní dřevěné výrobky, jako jsou desky, se mohou vytvářet zhutňováním volných třískových koberců z lignocelulózových materiálů za tepla a tlaku, dokud tyto materiály ksobě vzájemně nepřilnou pro vytvoření pevného jako dřevěného výrobku. Lignocelulózové materiály mohou přebírat tvar dřevěných materiálů, jako jsou částice, třísky, vlákna a/nebo podobně, a bude pochopitelné, že tyto výrazy jsou zde použity se vzájemnou zaměnitelností. I když je možné spojovat lignocelulózové materiály s použitím vhodného tepla a podmínek pro zhutňování, bez dodatečného upravování, obvykle se materiály tvořící třískový koberec upravují pojivém, jako je pryskyřice, před použitím tepla a tlaku, ke zvýšení přilnavosti těchto materiálů a zlepšení výsledných vlastností hotového výrobku.Composite wood products, such as boards, can be formed by compacting loose mats of lignocellulosic materials under heat and pressure until the materials adhere to each other to form a solid wood article. Lignocellulosic materials can assume the shape of wood materials such as particles, chips, fibers and / or the like, and it will be understood that these terms are used interchangeably herein. While it is possible to bond lignocellulosic materials using suitable heat and compaction conditions without additional treatment, usually the chip forming materials are treated with a binder, such as resin, before applying heat and pressure to increase the adhesion of these materials and improve the finished product properties .
····
-2Zhutňování třískového koberce se obvykle provádí na lise. Běžný lis ke zhutňování kompozitního dřevěného třískového koberce, upraveného pojivém, na speciálně vylisovaný tvar, jako je například deska, obsahuje dvě protilehlé lisovací desky, uspořádané ve vzájemném odstupu, pro vymezení dutiny formy. Obvykle je jedna deska odporově ohřívána, jako pomocí elektrických ohřívacích vinutí nebo průchodem ohřívaného kapalného nebo plynného média, jako je pára, obvody umístěnými v tělese desky.The compacting of the mat is usually carried out on a press. A conventional press for compacting a composite wood chip carpet, treated with a binder, to a specially molded shape, such as a plate, comprises two opposed press plates spaced apart to define a mold cavity. Typically, one plate is resistively heated, such as by electric heating coils or by passing a heated liquid or gaseous medium, such as steam, through circuits located in the plate body.
Po dotyku s třískovým kobercem se převádí teplo z desky na třískový koberec vedením tepla. Lisovací desky, používané u běžného lisu, t.j. běžné lisovací desky, mají obvykle pro kontakt s třískovým kobercem povrch, který je bez děr nebo otvorů. Takové otvory v kontaktním povrchu desky by mohly způsobit nedokonalosti na povrchu hotového výrobku. Běžné lisovací desky jsou tedy vhodné k lisování desek, majících „hotový“ povrch, například povrch, který nevyžaduje další mechanické zpracování nebo strojní obrábění v operacích po lisování, jako je pískování nebo hoblování, k dosažení povrchu vhodného pro trh. Protože operace po lisování, jako je pískování nebo hoblování, nejsou nutné pro desky vyráběné na běžném lise, může být běžná lisovací deska upravena pro vytváření hladkého „hotového“ povrchu, nebo raženého nebo vzorovaného „hotového“ povrchu. Následně po vyjmutí z lisu se může deska prodávat taková, jaká je, nebo může být„hotový“ povrch desky upraven ochranným a/nebo dekoračním povlakem, jako barvením nebo mořením, k dosažení zdokonaleného výrobku vhodného pro trh.After contact with the mat, heat is transferred from the slab to the mat by heat transfer. The press plates used in a conventional press, i.e., conventional press plates, typically have a surface that is free of holes or holes for contact with the mat. Such openings in the contact surface of the plate could cause imperfections on the surface of the finished product. Thus, conventional press plates are suitable for pressing plates having a " finished " surface, for example, a surface that does not require further mechanical processing or machining in post-press operations such as sandblasting or planing to achieve a market-friendly surface. Since post-press operations, such as sandblasting or planing, are not necessary for slabs manufactured on a conventional press, a conventional press plate may be adapted to produce a smooth "finished" surface or embossed or patterned "finished" surface. Following removal from the press, the board may be sold as it is, or the " finished " surface of the board may be treated with a protective and / or decorative coating such as dyeing or pickling to achieve an improved marketable product.
Lisy používající běžné lisovací desky mají několik nevýhod. Lisy používající běžné lisovací desky mohou být nevhodné pro vytvrzování některých pryskyřic, které se vytvrzují při vysokých teplotách, protože • · · ♦ · · • 9 • 9 ·Presses using conventional press plates have several disadvantages. Presses using conventional press plates may be unsuitable for curing some resins that cure at high temperatures, because 9 · 9 ·
99·· 99 • 9 9··· ·· · · * 9 · 999 ·· 99 • 9 9 ··· ·· · · * 9 · 9
9 · 9 9 • 9 · · * * • · ·· · 9 9999 9 9 9 9 9 999
-3 přestup tepla z běžné lisovací desky dovnitř třískového koberce může být pomalý, a tím způsobí teplotní rozdíly v průběhu tloušťky třískového koberce, které jsou nevhodné pro správné vytvrzování. Například, materiály blízko povrchu třískového koberce mohou být vystaveny nadměrnému teplu, které způsobí příliš rychlé vytvrzování pryskyřice a zapálení kompozitních materiálů, což negativně ovlivní takové vlastnosti, jako vzhled a pevnost spojení. Naopak, vnitřek třískového koberce může být vystaven nedostatečnému teplu, takže kompozitní materiál se nedostatečně zhutní a pryskyřice se plně nevytvrdí, což oslabí vnitřní pevnost spojení. Z uvedených důvodů, t.j. z rozdílů ohřevu v tloušťce třískového koberce během zhutňování a/nebo vytvrzování vyplývají negativní účinky na vlastnosti kompozitní desky, takže běžné lisovací desky jsou nevhodné pro vytvrzování poměrně tlustých deskových výrobků.The heat transfer from a conventional press plate to the interior of the mat can be slow, thereby causing temperature differences over the thickness of the mat that are unsuitable for proper curing. For example, materials near the surface of the mat may be exposed to excessive heat, which causes the resin to cure too quickly and ignite the composite materials, which negatively affects properties such as appearance and bond strength. Conversely, the interior of the mat may be exposed to insufficient heat so that the composite material does not sufficiently compact and the resin does not fully cure, thereby weakening the internal strength of the bond. For these reasons, i.e., the differences in heating in the thickness of the mat during compaction and / or curing result in negative effects on the properties of the composite plate, so that conventional press plates are unsuitable for curing relatively thick sheet products.
I když jsou také běžné lisy úspěšné při výrobě dřevovláknitých výrobků, za použití pouze vedení tepla (lisování za tepla), současné výrobní požadavky vyžadují kratší doby cyklu na lise a použití pryskyřic s vyššími teplotami k výrobě vysoce strukturovaných výrobků, s vyšší hustotou, a někdy i silnějších dřevovláknitých výrobků. Je známo, že tyto nevýhody běžných lisovacích desek mohou být překonány přiváděním nebo vstřikováním páry přímo do třískového koberce, skrze upravené lisovací desky, opatřené k tomuto účelu vstřikovacími otvory. To je obecně známo pod názvem „lisování párou“ nebo „lisování se vstřikováním páry“. Pára prochází ze vstřikovacích otvorů do mezilehlých (intersticiálních) prostorů mezi dřevěné částice, třísky a/nebo vlákna, tvořící třískový koberec, a tím přivádí teplo rychle a stejnoměrně dovnitř třískového koberce. Lisování se vstřikováním páry má několik výhod. Lisování se vstřikováním páry urychluje vytvrzování obvykle dimenzovaných desek, používajících běžné pryskyřice, a tak významně zkracuje lisovací cykly. Lisování se vstřikováním páry také umožňuje • · ♦ · · * · · · · «· • · · · » · · · « · • · · » · · · · * · ♦ ♦ · · ·«· « .· · »’ 9. · « ·. « φ ······ · · · · ·a »Although conventional presses are also successful in the manufacture of fiberboard products using only heat conduction (hot pressing), current manufacturing requirements require shorter cycle times on presses and the use of higher temperature resins to produce highly structured, higher density products, and sometimes even stronger fiber products. It is known that these drawbacks of conventional press plates can be overcome by supplying or injecting steam directly into the mat carpet, through modified press plates provided with injection holes for this purpose. This is commonly known as 'steam injection' or 'steam injection'. The steam passes from the injection openings to the interstitial spaces between the wood particles, chips and / or fibers forming the mat, and thereby brings heat quickly and uniformly inside the mat. Steam injection molding has several advantages. Steam injection molding accelerates the curing of typically sized slabs using conventional resins and thus significantly shortens the molding cycles. Injection molding also allows for the use of steam injection. '9. · «·. «Φ ······ · · · · a»
-4použití pryskyřic s vysokou teplotou vytvrzování, které nejsou obvykle vhodné k použití v běžném lisování, a které mohou být levnější, bezpečnější a/nebo jejich důsledkem může být výrobek s vyšší soudržností. A vstřikování páry umožňuje zhutňování a vytvrzování poměrně tlustých kompozitních desek, které se buď správně nevytvrdí v běžných lisech, nebo se nevytvrdí dost rychle, pro vytvoření výrobku s konkurenčně schopnými náklady. Vstřikování páry je tedy známé k rychlému vytvrzování kompozitního výrobku, ke zlepšení jakosti výrobku a ke zkrácení výrobního času pro dřevěné kompozitní výrobky, zejména výrobky velké tloušťce.-4-use of high curing temperature resins, which are not usually suitable for use in conventional compression, and which may be cheaper, safer and / or result in a product with greater cohesiveness. And, steam injection allows for the compaction and curing of relatively thick composite sheets that either do not cure properly in conventional presses or do not cure fast enough to produce a product at competitive cost. Thus, steam injection is known to rapidly cure a composite product, to improve product quality, and to reduce production time for wood composite products, especially high thickness products.
Prospěch a výhody vstřikování páry mohou být významně zvýšeny zaváděním vstřikování do utěsněného lisu, t.j. do lisu s odizolovanou dutinou lisovací formy od okolní atmosféry. Toho se dá dosáhnout utěsněním obvodu této dutiny. Alternativně může být celý lis izolován v utěsněné komoře. Utěsněný lis významně snižuje nebo eliminuje ztrátu cenné páry a usnadňuje vstřikování páry do třískového koberce při zvýšených teplotách a tlacích.The benefits and advantages of steam injection can be greatly enhanced by introducing the injection into a sealed press, i.e., a press with a mold cavity of the press mold from the ambient atmosphere. This can be achieved by sealing the perimeter of the cavity. Alternatively, the entire press may be isolated in a sealed chamber. The sealed press significantly reduces or eliminates the loss of valuable steam and facilitates steam injection into the mat at elevated temperatures and pressures.
Lisování se vstřikováním páry je obecně považováno za nevhodné k výrobě „hotového“ povrchu deskového výrobku, protože jak bylo shora uvedeno, otvory v lisovací desce obvykle způsobují nedokonalosti na povrchu vylisovaného výrobku. Takové nedokonalosti musí být odstraňovány strojně nebo mechanicky, například pískováním nebo hoblováním, ve výrobních operacích po lisování, a tím zvyšují náklady a složitost výroby. Kromě vstřikovacích otvorů musí mít lisovací desky pro vstřikování páry kanálky v kontaktním povrchu stříškovým kobercem, pro řízení proudu vstřikované páry na povrchu koberce, do různých částí tohoto koberce.Steam injection molding is generally considered to be unsuitable for producing a "finished" surface of a plate product because, as mentioned above, holes in the press plate usually cause imperfections on the surface of the molded product. Such imperfections have to be eliminated mechanically or mechanically, for example by sandblasting or planing, in post-compression manufacturing operations, thereby increasing the cost and complexity of the production. In addition to the injection openings, the steam injection molding plates must have channels in the contact surface of the carpet to control the flow of injection steam on the carpet surface into different parts of the carpet.
-5» ··-5 »··
9 99 9
9 · r » · «9 · r
Ve způsobu zde označeném jako „jednostranné“ vstřikování páry, se třískový koberec lisuje mezi jednou deskou pro vstřikování páry ( deskou, mající vstřikovací otvory a mezi běžnou lisovací deskou, bez vstřikovacích otvorů. Pára vstřikovaná touto jednou deskou pro vstřikování páry urychluje vytvrzování třískového koberce a zkracuje lisovací cykly. Běžná deska ve způsobu jednostranného vstřikování páry zabraňuje nežádoucím nedokonalostem na jednom povrchu vylisovaného výrobku, které by obvykle byly důsledkem vstřikovacích otvorů lisovacích desek pro vstřikování páry.In the method referred to herein as "one-sided" steam injection, the mat is pressed between one steam injection plate (a plate having injection holes and between a conventional press plate, without injection holes. The steam injected with this one steam injection plate accelerates the curing of the particle mat. A conventional plate in a one-sided steam injection method avoids unwanted imperfections on one surface of the molded article, which would normally be due to the injection holes of the press plates for steam injection.
Účinné lisování kompozitních deskových výrobků párou může probíhat jenom tehdy, jestliže pára prochází volně do každé části třískového koberce, pro stejnoměrný ohřev třískového koberce na saturační teplotu páry a vytvrzování pojivá. Například v dřevovláknitém koberci o měrné hmotnosti nižší než 0,7 jsou mezilehlé (interstíciální) prostory, t.j. prostory mezi vlákny, poměrně velké, a dosáhne se poměrně snadno stejnoměrného proniknutí páry do třískového koberce. Když však má dřevovláknitý koberec měrnou hmotnost vyšší než 0,7, poměrně malé mezilehlé (interstíciální) prostory působí jako dlouhé, úzké kanálky. Následně po lisování třískového koberce na tuto vyšší hustotu mohou mezilehlé (interstíciální) prostory obsahovat vzduch. V takových úzkých kanálcích se pára nemísí volně se vzduchem, ale místo toho vytlačuje vzduch těmito kanálky, dokud není vzduch uvolněn z konce otevřeného kanálku, nebo není zachycen v zablokovaném kanálku. Vlákna a pojivo těsně u zachyceného vzduchu se nedostanou do kontaktu s párou, a proto se správně nevytvrdí. Nesprávné vy tvrzení některých částí třískového koberce vede ke kompozitním výrobkům, s vadami například pevnosti nebo vzhledu.Effective steam compression of the composite sheet products can only take place if the steam passes freely into each part of the mat, to uniformly heat the mat to the saturation temperature of the mat and cure the binder. For example, in a wood fiber mat having a specific gravity of less than 0.7, the interstitial spaces, i.e. the inter-fiber spaces, are relatively large, and a relatively uniform steam penetration into the mat is achieved relatively easily. However, when the fiber mat has a density greater than 0.7, the relatively small interstitial spaces act as long, narrow channels. Following pressing of the mat to this higher density, the interstitial spaces may contain air. In such narrow channels, steam does not mix freely with air, but instead expels air through these channels until air is released from the end of the open channel or trapped in the blocked channel. The fibers and binder close to the trapped air do not come into contact with steam and therefore do not cure properly. Incorrect curing of some parts of the mat may lead to composite products with defects such as strength or appearance.
Způsob jednostranného vstřikování páry do kompozitní desky, mající vysokou měrnou hmotnost, je obzvláště citlivý na problémThe method of unilaterally injecting steam into a composite plate having a high specific gravity is particularly sensitive to the problem
-6• ♦ « φ ► · · · • · · ♦ φ · • · » •ΦΦΦ «V φ · *· · zachyceného intersticiálního vzduchu. Je to proto, že u mezilehlých (intersticiálních) prostorů nebo kanálků je vyšší pravděpodobnost k zablokování běžnými lisovacími deskami, které nemají žádné otvory k umožnění uniknutí zachyceného intersticiálního vzduchu. Dále u lisování s jednostranným vstřikováním páry nastává dále kumulativní účinek, v důsledku použití lisovací desky s otvory a bez otvorů.-6 ♦ V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V This is because the intermediate (interstitial) spaces or channels are more likely to be blocked by conventional press plates that have no holes to allow trapped interstitial air to escape. Furthermore, in a one-sided steam injection molding process, a cumulative effect also occurs due to the use of a press plate with and without holes.
Vzduch v mezilehlých (intersticiálních) prostorech v nevytvrzeném třískovém koberci je stlačován přední stranou páry, procházející od lisovací desky pro vstřikování páry směrem k běžné lisovací desce, která je bez vstřikovacích otvorů. Současně druhá strana páry, která je z vlhkosti převedena na páru vedením tepla z běžné lisovací desky, může stlačovat zachycený vzduch směrem k lisovací desce pro vstřikování páry. Tak je vzduch zachycen v jádru třískového koberce, obvykle blíže k běžné lisovací desce než k lisovací desce pro vstřikování páry, jestliže je pára vstřikována pod tlakem. Vzduch nemůže odvětrat nebo uniknout skrze běžnou lisovací desku, která nemá žádné otvory, a je zachycen mezi přední stranou vstřikované páry a mezi běžnou lisovací deskou, nebo mezi přední stranou vstřikované páry a mezi druhou stranou páry. Jestliže se tento způsob provádí v utěsněném lise, problém se zvyšuje v důsledku toho, že zachycený vzduch nemůže uniknout skrze okraje třískového koberce. Zachycený vzduch blokuje páru před kontaktem s pojivém a před plným vytvrzením pojivá. Zachycený vzduch může dále způsobit „vyfukování“ nebo jiné nedokonalosti hotového výrobku. Výsledná deska má nízké fyzikální vlastnosti.The air in the intermediate (interstitial) spaces in the uncured particle mat is compressed by the front of the steam passing from the steam injection plate toward the conventional compression plate, which is free of injection holes. At the same time, the other side of the steam, which is transferred from the moisture to the steam by conduction of heat from a conventional press plate, can compress the trapped air towards the press plate to inject the steam. Thus, air is trapped in the core of the mat, usually closer to the conventional press plate than to the press plate for steam injection when the steam is injected under pressure. Air cannot vent or escape through a conventional press plate that has no holes and is trapped between the front of the injected steam and between the conventional press plate, or between the front of the injected steam and between the other side of the steam. If this method is carried out in a sealed press, the problem increases because the trapped air cannot escape through the edges of the mat. The trapped air blocks the vapor from contact with the binder and before fully curing the binder. Furthermore, trapped air can cause “blown” or other imperfections in the finished product. The resulting board has low physical properties.
V patentu US 4,162,877, vydaném na jméno D.W.Nyberg, je uveden systém lisování se vstřikováním páry, který obsahuje dvě protilehlé lisovací desky, vymezující dutinu formy, do níž se ukládá vláknitý materiál, a kde se lisuje na požadovaný tvar. Pouze spodní lisovací deska je deska s rozdělováním a vstřikováním páry, která • 9 « ·· · • 9 »999 9 9 « · 9 9U.S. Pat. No. 4,162,877, issued to D.W. Nyberg, discloses a vapor injection molding system comprising two opposed press plates defining a mold cavity in which the fibrous material is deposited and pressed to the desired shape. Only the bottom press plate is a steam injection and injection molding plate that 9 9 999 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 ••»•9 9 9 9 *9 • 99*99 99' · 9 » « ·9 9 9 9 9 9 9 •• »• 9 9 9 9 * 9 • 99 * 99 99
-7obsahuje potrubí zásobující vstřikovací otvory, k vytváření fluidního spojení mezi dutinou formy, a jak vnějším zdrojem páry, tak s větracím systémem, oddělenými pomocí řídících ventilů. Horní lisovací deska je bez vstřikovacích nebo větracích otvorů nebo trysek.It comprises a pipe supplying the injection ports to form a fluid connection between the mold cavity and both the external steam source and the ventilation system separated by control valves. The upper press plate is free of injection or vent holes or nozzles.
Při provozu systému podle US 4,162,877, když je vláknitý koberec umístěn v dutině formy, se pára z přívodu páry přivádí potrubím a otvory spodní lisovací desky a vstřikuje se do slisovaného vláknitého koberce, umístěného v dutině formy. Po zvoleném časovém údobí se pomocí řídících ventilů uzavře přívod páry, a následně se otevře dutina formy pro větrací systém. Větrací systém používá potrubí a vstřikovací otvory rozdělovači a vstřikovací desky k odvádění páry a vlhkosti z dutiny formy.In the operation of the system of US 4,162,877, when the fibrous carpet is placed in the mold cavity, steam from the steam supply is fed through the conduits and openings of the lower press plate and injected into the compressed fibrous carpet located in the mold cavity. After a selected period of time, the steam supply is closed by means of control valves, and the mold cavity is then opened for the ventilation system. The ventilation system uses manifolds and injection ports of manifold and injection plates to remove steam and moisture from the mold cavity.
Jelikož protilehlá (horní) deska podle patentu US 4,162,877 je „čistá“, může se použít jako razící deska pro vtisknutí struktury do vylisovaného vláknitého koberce, ale jenom tehdy, jestliže tento koberec má hustotu nižší než 0,7. Pří jakékoliv vyšší hustotě, podle tohoto patentu, se musí použít pletivo, pro zabránění zachycení vzduchu těsně u horní lisovací desky. Naneštěstí, pro mnoho použití razícího lisu, je hustota vláknitého koberce vyšší než 0,7 a jakékoliv použití drátěného pletiva, jak se předpokládalo podle patentu US 4,162,877, by předem vyloučilo použití desky s razícím povrchem na protilehlé lisovací desce.Since the opposing (top) plate of U.S. Pat. No. 4,162,877 is " clean ", it can be used as an embossing plate to emboss the structure into the molded fiber mat, but only if the mat has a density of less than 0.7. At any higher density, according to this patent, a mesh must be used to prevent trapping of air close to the upper press plate. Unfortunately, for many uses of an embossing press, the density of the fibrous carpet is greater than 0.7, and any use of wire mesh, as envisaged by US Patent 4,162,877, would preclude the use of an embossing surface plate on the opposite press plate.
Je známo, že zachycený vzduch může být odstraněn nebo odvětrán z koberce „propláchnutím“ páry skrze koberec. Pára vstříknutá do koberce je protlačována jeho tloušťkou a je odváděna z koberce tak, že vytlačuje nebo unáší zachycený vzduch z koberce. Vzduch může být „vypláchnut “ například skrze okraje koberce. Avšak proplachování páry skrze okraje koberce je neúčinné při výrobě některých rozměrných dřevěných výrobků, vlivem poměrně malé •i 9· » · · * ♦ · •·· · · · · « •·· 99 « · «c «It is known that trapped air can be removed or vented from the carpet by "flushing" steam through the carpet. The steam injected into the carpet is extruded through its thickness and is discharged from the carpet so as to push or carry trapped air from the carpet. The air can be "flushed", for example, through the edges of the carpet. However, flushing vapor through the edges of the carpet is ineffective in the manufacture of some bulky wood products, due to the relatively small size of the wood.
-8okrajové plochy vzhledem k velké povrchové ploše koberce, která je v kontaktu s lisovacími deskami. Proplachování páry skrze okraje není také vhodné v použití s utěsněným lisem nebo u koberců o vysoké hustotě, v nichž je omezen průtok. Pára se může alternativně vstřikovat do koberce z jedné lisovací desky se vstřikováním páry a odváděna protilehlou lisovací deskou, opatřenou otvory pro vytvoření „příčného průtoku“ páry napříč tloušťkou koberce. V patentu US 4,684,489 na způsob výroby kompozitních dřevěných panelů je uvedeno stlačování do první stlačené polohy, bez vstřikování páry, následné lisování párou s přerušovaným „proplachováním“ párou od jedné vstřikovací desky k protilehlé vstřikovací desce, konečné stlačování se vstřikováním páry od obou desek a operace vakuování. I když existující konstrukce lisu s „příčným průtokem“ umožňuje, aby pára vyhřívala všechny oblasti koberce rovnoměrně a účinně, předem vylučuje použití razících lisovacích desek, kde jeden povrch dutiny zůstane „čistý“, bez jakýchkoliv vstřikovacích trysek, bez pletiva, zářezů nebo otvorů, t.j., že na povrch stlačeného koberce může být vyražena vysoká struktura. Tento způsob není proto vhodný k výrobě desky, mající alespoň jeden „hotový“ povrch.-8-edge area due to the large surface area of the carpet in contact with the press plates. Flushing vapor through the edges is also not suitable for use with a sealed press or high density carpets where flow is limited. Alternatively, the steam may be injected into the carpet from a single steam injection plate and discharged through an opposed compression plate provided with openings to create a "transverse flow" of steam across the thickness of the carpet. US Patent 4,684,489 for a method of manufacturing composite wood panels discloses compressing to a first compressed position, without steam injection, subsequent steam pressing with intermittent "flushing" steam from one injection plate to the opposite injection plate, final compression with steam injection from both plates and operation vacuuming. While the existing cross-flow press design allows steam to heat all areas of the carpet evenly and efficiently, it precludes the use of embossing press plates where one cavity surface remains "clean", without any injection nozzles, without mesh, notches or holes, that is, a high structure can be embossed on the surface of the compressed carpet. This method is therefore not suitable for producing a board having at least one "finished" surface.
Časopisecké zveřejnění od Ernesta W.Hsu, o názvu „Praktické technologie lisování párou pro dřevěné kompozitní materiály“, uvedené na sympoziu University státu Washington, International Particleboard/ Composite Materials, Pullman, Washington, 10. Dubna 1991 (dále „HSU 1991“) obecně uvádí, že vstřikování páry je vhodné k výrobě tlustých deskových výrobků. HSU také vysvětluje, že „jestliže se vstřikování opozdí, třískový koberec pro panel s vysokou hustotou může být příliš stlačený pro účinné proniknutí páry, zejména, jestliže je tlak páry nízký.“Journal publication by Ernest W.Hsu, entitled "Practical Steam Pressing Technologies for Wood Composite Materials", presented at the Symposium of the University of Washington, International Particleboard / Composite Materials, Pullman, Washington, April 10, 1991 (HSU 1991) in general discloses that steam injection is suitable for the production of thick board products. The HSU also explains that "if the injection is delayed, the mat for the high density panel may be too compressed to effectively penetrate the steam, especially if the steam pressure is low."
V patentu US 4,393,019 na jméno Geimer je uvedeno, že využitím výhody přírodní poréznosti třískového koberce se může snížit lisovací *··· «9US Patent 4,393,019 to Geimer states that by taking advantage of the natural porosity of the particle mat, the pressing can be reduced.
-9čas přenosem tepla vedením do třískového koberce. Podle Geimera, velice dobrým způsobem použití přenosu tepla vedením je způsob „parního šoku“ nebo „parního trysku“, kde třískový koberec nasycený povrchovou vlhkostí se uvede do kontaktu s horkými lisovacími deskami, které odpaří vlhkost. Vytvořená pára proudí rychle doprostřed koberce, a tím zvyšuje teplotu jádra. Geimer přechází na popis přivádění páry přímo do koberce (použitá pára),jako samostatný způsob ohřívání a vytvrzování koberců. Geimer také vysvětluje, že pára přiváděná do koberce proniká mezi třísky, vločky nebo vlákna a skutečně vytváří nebo otvírá trvalé dráhy, jimiž může být teplo přenášeno vedením ke středu desky (sloupec 4, řádka 1-6). Geimer v tomto spise 4,393,019 nevysvětluje spojení kroku „parního šoku/trysku“ s krokem větrání a s krokem vstřikování páry, a nezjišťuje problém zachyceného vzduchu.-9 time by transferring heat to the mat. According to Geimer, a very good way of using conduction heat transfer is the "steam shock" or "steam nozzle" method, where a surface-saturated chip mat is contacted with hot press plates that evaporate moisture. The generated steam flows quickly into the middle of the carpet, increasing the core temperature. Geimer goes on to describe the supply of steam directly to the carpet (used steam) as a separate way of heating and curing carpets. Geimer also explains that the steam supplied to the carpet penetrates between chips, flakes or fibers, and indeed creates or opens permanent paths through which heat can be transmitted by conduction to the center of the slab (column 4, line 1-6). In this document, Geimer 4,393,019 does not explain the connection of the "steam shock / nozzle" step to the ventilation step and the steam injection step, and does not detect the problem of trapped air.
Obecně řečeno, v dosavadním stavu techniky je zjišťován, ale není plně vystižen problém nevytvrzených oblastí, způsobených zachyceným vzduchem ve stlačeném třískovém koberci ve způsobu vhodném k výrobě tlustých desek, majících alespoň jeden hotový povrch. Proto zde vyvstává potřeba vytvoření způsobu jednostranného vstřikování páry, kterým by se mohly vyrábět tlusté desky, s vhodnou pevností a konzistencí a alespoň s jedním hotovým povrchem.Generally speaking, the problem of uncured areas caused by trapped air in a compressed chip carpet in a method suitable for producing thick slabs having at least one finished surface is detected, but not fully understood. Accordingly, there is a need for a one-sided steam injection method with which thick plates can be produced, with appropriate strength and consistency, and with at least one finished surface.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Tento vynález je zaměřen na způsob výroby kompozitních dřevěných výrobků v utěsněném parním lise, v němž se vzduch odvádí z třískového koberce předtím, než se vstřikuje jakákoliv pára. Koberec se plně zhutňuje v utěsněném lise. Po úplném zhutnění následuje přivádění dostatečného tepla k jedné straně koberce pro přeměnu, *4 4 · 4 * · 4 4 » · · · · ·The present invention is directed to a method of making composite wood products in a sealed steam press, in which air is evacuated from the mat carpet before any steam is injected. The carpet is fully compacted in a sealed press. After complete compaction, sufficient heat is supplied to one side of the carpet to be transformed, * 4 4 · 4 * · 4 4 »· · · · ·
-10• a«· 99 »» 9 a alespoň části vlhkosti v koberci na páru, a pro vytvoření tlakového rozdílu v koberci. Tlakový rozdíl v koberci se odvětrá protilehlou stranou koberce tak, že zachycený vzduch je vypláchnut z koberce. Z vnějšího zdroje se do koberce vstřikuje vysokotlaká pára, pro vytvrzení pryskyřice.And at least a portion of the moisture in the carpet to steam, and to create a pressure difference in the carpet. The pressure difference in the carpet is vented to the opposite side of the carpet so that the trapped air is flushed out of the carpet. High pressure steam is injected into the carpet from an external source to cure the resin.
Tento způsob se s výhodou provádí na lise s „jednostranným,, vstřikováním páry, t.j. na lise, který má lisovací desku pro vstřikování páry, umístěnou proti hladké nebo vzorované běžné lisovací desce.This method is preferably carried out on a " one-sided " steam injection press, i.e. a press having a steam injection plate opposed to a smooth or patterned conventional compression plate.
Způsob obsahuje následující vypařovací kroky: do utěsněné dutiny lisu se přivádí množství tepla k ohřívání části tloušťky koberce u první strany koberce, množství tepla, dostačující k převedení vlhkosti v této části tloušťky koberce na páru, pára se odvětrává druhou stranou koberce k eliminování intersticiálního vzduchu z koberce a do koberce se vstřikuje vysokotlaká pára druhou stranou koberce k vytvrzení pryskyřice.The method comprises the following evaporation steps: heat is supplied to the sealed cavity of the press to heat a portion of the thickness of the carpet at the first side of the carpet, sufficient heat to convert moisture in that part of the thickness of the carpet to steam; and high pressure steam is injected into the carpet through the other side of the carpet to cure the resin.
Podle tohoto způsobu se zejména připraví dřevní vlákno běžnými způsoby pro vytvoření koberce. Dřevní vlákno se také běžnými způsoby upravuje a tvaruje do tvaru koberce tak, že hmotnostní obsah výsledné utěsněné vylisované desky je následující: dřevní vlákno mající 5 až 15 % obsahu vlhkosti, 4 až 8 % pojivá z fenolové pryskyřice, 1 až 4 % vosku a 0,5 až 1,0 % tetraboritanu trizinečnatého. Je pochopitelné, že hmotnostní obsah je v podstatě stejný před a po lisování, založený na celkové sušině desky. Obsah vlhkosti koberce před lisováním je přibližně 7 až 12 % a obsah vlhkosti vylisovaného deskového výrobku je asi 4 až 8 %. Vosk propůjčuje utěsněnému vylisovanému výrobkuIn particular, according to this method, wood fiber is prepared by conventional methods for forming a carpet. The wood fiber is also treated and shaped into a carpet by conventional methods such that the weight content of the resulting sealed molded board is as follows: wood fiber having 5 to 15% moisture content, 4 to 8% phenolic resin binder, 1 to 4% wax and 0 5 to 1.0% of trizine tetraborate. It will be understood that the weight content is substantially the same before and after compression, based on the total dry weight of the board. The moisture content of the carpet prior to compression is about 7 to 12% and the moisture content of the molded sheet product is about 4 to 8%. It imparts wax to the sealed molded article
-11··»· vlastnosti odpuzující vodu. Tetraboritan trizinečnatý působí jako fungicid, a chlorid hlinitý zvyšuje obrobitelnost utěsněného vylisovaného výrobku. Může se použít ostatních známých přísad nebo úprav pro dřevní vlákna, jak je to vyžadováno. Jak bylo shora uvedeno, tento způsob bude také dobře fungovat u koberce vyráběného z jiných lignocelulózových materiálů, jako jsou například dřevěné třísky nebo částice.-11 ·· »· water-repellent properties. Trisinc tetraborate acts as a fungicide, and aluminum chloride increases the machinability of the sealed molded article. Other known additives or treatments for wood fibers may be used as required. As mentioned above, this method will also work well for carpets made from other lignocellulosic materials such as wood chips or particles.
Výhodným pojivém je fenolová pryskyřice, která je pomalu tvrdnoucí, a má alkalitu nižší než 2,5 % a pH nižší než 10. Doba gelování výhodné pryskyřice ve vařící vodě by měla být delší než 20 minut, a v přednostním provedení v rozsahu 20 až 60 minut. (Doba gelování ve vařící vodě je vymezena standardním testem pro pryskyřici, používaným ke stanovení relativní rychlosti tvrdnutí různých typů pryskyřice nebo různých sloučenin pryskyřice měřením rychlosti tvrdnutí pryskyřice při 212°F (100°C)). K dřevním vláknům se přidává pojivo a směs se tvaruje do vláknitého koberce, který je úplně stlačen mezi lisovacími deskami lisu. Ostatní pojivá, jako například termosetové pryskyřice, jako je močovino-formaldehydová, fenol- formaldehydová, resorcinol-formaldehydová, kondenzovaná furfyryl alkoholová pryskyřice nebo organické polyisokyanáty, jsou vhodné pro použití v tomto způsobu. Pojivo vzájemně spojuje dřevní vlákna, pro zajištění strukturální integrity stlačeného vláknitého koberce a jeho udržování v požadovaném vylisovaném tvaru.The preferred binder is a phenolic resin that is slowly curing and has an alkalinity of less than 2.5% and a pH of less than 10. The gelling time of the preferred resin in boiling water should be longer than 20 minutes, and preferably in the range of 20 to 60 minutes. (The gel time in boiling water is defined by the standard resin test used to determine the relative cure rate of different types of resin or different resin compounds by measuring the resin cure rate at 212 ° F (100 ° C)). A binder is added to the wood fibers and the mixture is formed into a fibrous carpet which is fully compressed between the press plates. Other binders such as thermosetting resins such as urea-formaldehyde, phenol-formaldehyde, resorcinol-formaldehyde, condensed furphyryl alcohol resin or organic polyisocyanates are suitable for use in the process. The binder connects the wood fibers to each other to ensure the structural integrity of the compressed fibrous carpet and to maintain it in the desired molded shape.
Dříve se předpokládalo, že jednostranné vstřikování páry se nemůže provádět u vysoce zhuštěného koberce, zejména koberce, mající velký příčný průřez, kvůli problémům spojených s pronikáním páry, zachyceným vzduchem a vyfukováním pryskyřice. Předpokládalo se, že zhutňování zabrání účinnému pronikání páry. Zvýšení tlaku vstřikované páry k usnadnění pronikání páry vede k tomu, že se přední strana páry pohybuje od lisovací desky pro vstřikování páry směremIt has previously been assumed that unilateral steam injection cannot be performed on a highly dense carpet, especially a carpet having a large cross-section, due to problems associated with steam penetration, air entrapment and resin blowing. It was assumed that compaction would prevent effective steam penetration. Increasing the pressure of the injected steam to facilitate steam penetration leads to the front side of the steam moving away from the steam injection plate
-129999 99-129999 99
9< 9 • 9 «99 <9 • 9 9 9
k běžné lisovací desce. Intersticiální vzduch mezi třískami s povlakem pryskyřice je vytlačován před postupující přední stranou páry. Protože nemůže uniknout skrze běžnou lisovací desku, je vzduch zachycen v koberci. Zachycený vzduch blokuje páru před kontaktem s pojivém v některých částech koberce, a tak zabraňuje správnému vytvrzení těchto částí koberce. Nesprávně vytvrzené části koberce způsobují oslabení, poškození a nedokonalost hotového výrobku. Kromě toho po otevření dutiny lisovací formy může náhlé uvolnění tlaku působící na zhutněný a vytvrzený výrobek způsobit podobné závady, jako například poškození, oslabení nebo nedokonalost hotového výrobku. Dále se předpokládá, že vstřikování vysokotlaké páry způsobí vyfukování pryskyřice, t.j. nežádoucí odstranění pryskyřice z dřevěných třísek nebo dřevních vláken silou vstřikování páry, obvykle v částech koberce, nejblíže ke vstřikovacím otvorům. Vyfukování pryskyřice také způsobuje nedokonalost a zeslabení hotového výrobku.to a conventional press plate. The interstitial air between the resin-coated chips is expelled before the advancing front of the steam. Since it cannot escape through a conventional press plate, air is trapped in the carpet. The trapped air blocks steam from contacting the binder in some parts of the carpet, thus preventing proper curing of these parts of the carpet. Improperly cured parts of the carpet cause weakening, damage and imperfection of the finished product. In addition, upon opening the mold cavity, a sudden pressure release on the compacted and cured product can cause similar defects, such as damage, weakness, or imperfection of the finished product. It is further contemplated that injection of high pressure steam will cause the resin to be blown, i.e., unwanted removal of resin from wood chips or wood fibers by the steam injection force, usually in the carpet portions, closest to the injection holes. Resin blowing also causes imperfection and weakening of the finished product.
Bylo objeveno, že tento způsob řeší problém zachyceného vzduchu, přičemž zabraňuje vyfukování pryskyřice. Teplo přiváděné k první straně koberce odpařuje vlhkost v části tloušťky koberce, nejblíže k první straně, přičemž způsobuje, že objem vlhkosti, nyní ve formě páry, se silně zvětšuje. Zpočátku může být dutina lisovací formy utěsněna, t.j. vstřikovací otvory na lisovací desce pro vstřikování páry jsou uzavřeny, takže uvnitř koberce vzniká zvýšený tlak. Zvýšený tlak se následně uvolní otevřením vstřikovacích otvorů. Alternativně je koberec neutěsněný, t.j. vstřikovací otvory na lisovací desce pro vstřikování páry jsou během kroku odpařování otevřeny, pro umožněni uniknutí zvětšeného objemu. V obou případech odvětrávání páry, vytvořené v koberci, skrze opačnou stranu koberce odvádí zachycený vzduch z koberce. Vyfukování pryskyřice se zabrání úplným zhutněním koberce a udržováním uzavřeného lisu před jakýmkoliv přiváděním vstřikované páry. Vyfukování pryskyřice se dále zabrání důkladným odvětráním tlaku • « ft ft 9 9 ft · ftIt has been discovered that this method solves the problem of entrapped air while preventing resin blowing. The heat supplied to the first side of the carpet evaporates moisture at a portion of the thickness of the carpet closest to the first side, causing the moisture volume, now in the form of steam, to increase strongly. Initially, the mold cavity can be sealed, i.e. the injection holes on the steam injection molding plate are closed, so that increased pressure is generated inside the carpet. The increased pressure is then released by opening the injection openings. Alternatively, the carpet is unsealed, i.e. the injection holes on the steam injection press plate are open during the evaporation step to allow the increased volume to escape. In both cases, the venting of the steam formed in the carpet through the opposite side of the carpet takes away the trapped air from the carpet. Blow-out of the resin is prevented by completely compacting the carpet and keeping the press closed before any injection of steam. Blow-out of the resin is further prevented by thoroughly venting the pressure
9 · · ft9 · · ft
- 13 ze zhutněného koberce, zejména pomocí vstřikovacích otvorů, před otevřením dutiny lisovací formy, pro uvolnění hotového výrobku. Zabránění vyfukování pryskyřice a eliminování zachyceného vzduchu dovoluje použití vysokotlaké páry, která dokonale proniká kobercem, pro vytvrzení pryskyřice. Vysokotlaká pára dále umožňuje rychlé vytvrzování pojiv, mající dlouhou vytvrzovací dobu a/nebo vysokou vytvrzovací teplotu, jako například fenolové pryskyřice. Fenolové pryskyřice, použité v malých množstvích, vytvářejí vlastnosti pro vytvrzení, srovnatelné s jinými známými pryskyřicemi, a jejich použití je tedy hospodárnější. Fenolové pryskyřice se považují za bezpečnější než ostatní pryskyřice.13 of compacted carpet, in particular by means of injection holes, before opening the mold cavity to release the finished product. Preventing resin from blowing out and eliminating trapped air allows the use of high pressure steam, which perfectly penetrates the carpet, to cure the resin. The high pressure steam further allows rapid curing of binders having a long curing time and / or a high curing temperature, such as phenolic resins. Phenolic resins, used in small quantities, provide curing properties comparable to other known resins and are therefore more economical to use. Phenolic resins are considered safer than other resins.
Takže výsledná hotová deska vykazuje zlepšené vlastnosti, a vyrábí se levnějším a bezpečnějším způsobem v lisovacích časech, srovnatelných se známými způsoby.Thus, the resulting finished board exhibits improved properties, and is produced in a cheaper and safer manner at press times comparable to known methods.
Po úpravě a vytvarování koberce se koberec přivede do lisu. Lis s jednostranným vstřikováním páry, který se může použít ke stlačení koberce a pojivá do speciálně lisovaného tvaru, obsahuje dvě lisovací desky s protilehlými povrchy, které vymezují horní, resp. dolní část dutiny formy. Dutina formy je zde také označena jako dutina lisovací formy. Jednou z těchto lisovacích desek je běžná lisovací deska pro lisování za tepla, s „čistým“ povrchem, bez vstřikovacích nebo větracích otvorů. Tento „čistý“ lisovací povrch běžné lisovací desky je obrácen k lisovacímu povrchu s otvory lisovací desky pro vstřikování páry. Kolem obvodu běžné lisovací desky je upevněn dorazový rám. Tímto dorazovým rámem jsou tedy vymezeny okraje dutiny lisovací formy. Když je lis uzavřen, dorazový rám je utěsněn „O“ kroužkem proti obvodu lisovací desky pro vstřikování páry, pro vytvoření utěsněné dutiny lisovací formy. Dorazový rám může sloužit k různým funkcím, včetně vytvoření tloušťky dutiny lisovací formy od lisovací desky k lisovací • · © · · • · ·After finishing and shaping the carpet, the carpet is fed into a press. The one-sided steam injection press, which can be used to compress a carpet and binder into a specially molded shape, comprises two press plates with opposing surfaces defining the upper and lower surfaces respectively. the lower mold cavity. The mold cavity is also referred to herein as the mold cavity. One of these press plates is a conventional hot press plate with a "clean" surface, without injection or ventilation holes. This "clean" press surface of a conventional press plate faces the press surface with the press plate vents for steam injection. A stop frame is mounted around the perimeter of a conventional press plate. Thus, the edges of the mold cavity are defined by this stop frame. When the press is closed, the stop frame is sealed by an "O" ring against the periphery of the press plate for steam injection, to form a sealed mold cavity. The stop frame can serve a variety of functions, including forming the die cavity thickness from the die plate to the die plate.
-14desce, minimalizování ztráty páry na okrajích koberce a dalšího stabilizování koberce během lisování.-14 plates, minimizing steam loss at the edges of the carpet and further stabilizing the carpet during pressing.
Protože běžná lisovací deska má povrch bez otvorů, je vhodná k lisování „hotového“ povrchu na jedné straně zhutněného koberce. Jak bylo shora uvedeno, hotový povrch zhutněné desky může být hladký nebo může být ražený s vysoce strukturovaným vzorem. Lisovací deska pro vstřikování páry má na lisovacím povrchu řadu vstřikovacích otvorů, které jsou zásobovány potrubím pro rozdělování páry v tělese této lisovací desky. Řada vstřikovacích otvorů a potrubí vytváří fluidní spojení mezi dutinou formy, a jak vnějším zdrojem páry, tak větracím systémem do atmosféry, oddělených řídícími ventily. Tato lisovací deska je upravena tak, aby pomocí řídících ventilů, vstřikovala páru do koberce skrze vstřikovací otvory a odvětrávala páru, nadměrnou vlhkost a vzduch z koberce stejnými vstřikovacími otvory. Mezi operacemi vstřikování páry a odvětrávání páry jsou řídící ventily ovládány tak, že vstřikovací otvory jsou zavřeny, t.j. žádné fluidní médium nebo plyn neprochází do otvoru nebo z otvoru, a tím se udržuje utěsněná dutina lisovací formy.Since a conventional press plate has a surface without holes, it is suitable for pressing a "finished" surface on one side of a compacted carpet. As mentioned above, the finished surface of the compacted plate may be smooth or embossed with a highly structured pattern. The injection molding plate has a plurality of injection holes on the pressing surface, which are supplied by a steam distribution line in the press plate body. A series of injection ports and ducts establish fluid communication between the mold cavity and both the external steam source and the atmospheric ventilation system separated by control valves. This press plate is adapted to inject steam into the carpet through the injection holes by means of control valves and to vent steam, excessive moisture and carpet air through the same injection holes. Between the steam injection and steam vent operations, the control valves are controlled so that the injection ports are closed, i.e. no fluid medium or gas passes into or out of the opening, thereby maintaining a sealed mold cavity.
Alternativně mohou být v lisovacím povrchu lisovací desky pro vstřikování páry uspořádány vstřikovací otvory, spojené s přívodem páry, a větrací otvory, spojené s větracím systémem, takže vstřikovací a větrací operace mohou být vzájemně odděleny a mohou být samostatně řízeny. Je to alternativní uspořádání, kde jediné spojení mezi systémem pro přívod páry a větracím systémem je skrze koberec v dutině lisovací formy.Alternatively, injection openings associated with the steam supply and ventilation openings associated with the ventilation system may be provided in the press surface of the injection molding plate so that injection and ventilation operations may be separated from each other and separately controlled. It is an alternative arrangement where the only connection between the steam supply system and the ventilation system is through the carpet in the mold cavity.
Během provádění způsobu vstřikování páry musí být každá lisovací deska schopna ohřevu, například pomocí elektrického topného vinutí nebo průchodem páry příslušným potrubím umístěným v těleseDuring the implementation of the steam injection method, each press plate must be capable of being heated, for example by means of an electric heating coil or by passing steam through the appropriate conduit located in the body.
-15• · ·· 9 9 99 9 9 ·· • · 9 · » 9 9 · 9 9 • 99 9 9 9 99 •9 999 9 9 9 9 9 ···· ·· 99 99 99 999 lisovací desky, na teplotu vyšší nebo rovnající se teplotě vstřikované páry. Udržováním teploty lisovacích desek na teplotě nebo nad teplotou vstřikované páry se zabrání kondenzování vstřikované páry uvnitř koberce a nadměrná vlhkost v koberci se převede na páru.-15 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 99 9 to a temperature greater than or equal to the injection steam temperature. By keeping the press plates at or above the injected steam temperature, condensation of the injected steam inside the carpet is prevented and excess moisture in the carpet is converted to steam.
Když se koberec přivede a umístí mezi lisovací desky a vstřikovací otvory se zavřou, lis se uzavře a koberec se úplně zhutní posouváním alespoň jedné ze dvou lisovacích desek směrem ke druhé lisovací desce do konečné zhutňovací polohy. Tloušťka plně zhutněného koberce je v podstatě tatáž, jako tloušťka konečného výrobku. Například obkladová deska může mít tloušťku přibližně půl palce (12,7 mm), zatímco ostřižená deska může mít tloušťku jeden palec (25,4 mm) nebo větší. Plně zhutněný koberec, t.j. kompozitní deska, má hustotu v rozsahu 0,65 až 0,85 g/cm3. Výhodná hustota zhutněné desky je 0,80 pro desku o tloušťce půl palce a 0,70 pro desku o tloušťce jednoho palce.When the carpet is fed and placed between the press plates and the injection holes are closed, the press is closed and the carpet is fully compacted by sliding at least one of the two press plates towards the other press plate to the final compaction position. The thickness of the fully compacted carpet is substantially the same as the thickness of the finished product. For example, the trim panel may have a thickness of approximately half an inch (12.7 mm), while the trimmed board may have a thickness of one inch (25.4 mm) or greater. The fully compacted carpet, i.e. the composite board, has a density in the range of 0.65 to 0.85 g / cm 3 . The preferred density of the compacted plate is 0.80 for a half inch plate and 0.70 for a one inch plate.
Když byl koberec plně zhutněn v dutině lisovací formy, přivádí se teplo z běžné lisovací desky na stranu koberce, která je v kontaktu s běžnou lisovací deskou. Teplo se vede při dostatečné teplotě a po dostatečnou dobu, pro přeměnu vlhkosti na páru v části tloušťky koberce přiléhající k lisovací desce. Například pro lisování desky, která má shora popsaný hmotnostní obsah, může být běžná lisovací deska ohřívána na teplotu v rozsahu 380 až 420° F (193 až 215° C), zejména 400° F (204° C). teplo se vede z lisovací desky po dobu 90 až 240 sekund, pro dostatečnou přeměnu vlhkosti v koberci na „vnitřní“ páru, potřebnou pro následující krok odvádění vzduchu z koberce. Tato „vnitřní“ pára, vytvořená vedením tepla, prochází mezilehlými prostory v koberci, přenáší teplo hlouběji dovnitř koberce vedením a přeměňuje více vlhkosti na páru. Vedené teplo v podstatě vytváří přední stranu páry v části tloušťky koberce, přiléhající k běžné lisovací desce. Tato vnitřněWhen the carpet has been fully compacted in the mold cavity, heat is supplied from the conventional press plate to the side of the carpet in contact with the conventional press plate. The heat is conducted at a sufficient temperature and for a sufficient period of time to convert moisture into steam in a portion of the thickness of the carpet adjacent to the press plate. For example, for pressing a plate having the above-described weight content, a conventional pressing plate may be heated to a temperature in the range of 380 to 420 ° F (193 to 215 ° C), in particular 400 ° F (204 ° C). the heat is transferred from the press plate for 90 to 240 seconds to sufficiently convert the moisture in the carpet to the "inner" steam needed for the next step of air removal from the carpet. This “internal” steam, created by heat conduction, passes through the intermediate spaces in the carpet, transfers heat deeper into the conduit and converts more moisture into steam. The conducted heat essentially forms the front side of the steam in the portion of the thickness of the carpet adjacent to the conventional press plate. This internally
-16φ φ φ φ φφφφ · · φφφ · φ • φ φφφ φ φφφ φ φ φφφφ φφ φφ φφφφ vytvořená pára proudí od běžné lisovací desky směrem k lisovací desce pro vstřikování páry.-16 proud φ φ φ φ φ · • • • φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ pá φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ
Protože teplo přenášené vedením a prouděním přeměňuje vlhkost na páru, objem vlhkosti, t.j. páry se silně zvětšuje. Tento silně zvětšený objem páry vytlačuje vzduch z koberce. Jestliže se vstřikovací otvory v tomto stádiu ponechají otevřené, vytlačovaný vzduch bude proudit ven z koberce do rozdělovacího potrubí lisovací desky pro vstřikování páry. Alternativně, jestliže je dutina lisovací formy uzavřena, t.j. vstřikovací otvory jsou zavřeny, pára vytvořená vedením způsobí zvýšení tlaku uvnitř koberce vzhledem k tlaku vně dutiny lisovací formy. Když pomocí řídících ventilů se otevřou vstřikovací otvory, pro spojení se systémem pro odvětrání páry, který se zejména blíží atmosférickému tlaku, vnitřně vytvořená pára obsažená v koberci při zvýšeném tlaku, vytlačuje nadměrnou vlhkost a vzduch ven, před tento koberec. Vstřikovací otvory se udržují pod tlakem, který se blíží tlaku atmosférickému, dokud není z koberce odveden vzduch. V každém případě, když byl odveden vzduch, zachycený v koberci, přestaví se pomocí řídících ventilů větrací činnost uvedených otvorů na vstřikovací činnost pro vstřikování páry, pro usnadnění přívodu páry od vnějšího zdroje dovnitř koberce, za zvýšeného tlaku.Since the heat transferred by conduction and convection converts moisture into steam, the volume of moisture, i.e. the steam, increases strongly. This heavily increased steam volume forces air out of the carpet. If the injection openings are left open at this stage, the discharged air will flow out of the carpet into the manifold of the injection molding plate for steam injection. Alternatively, when the mold cavity is closed, i.e. the injection openings are closed, the steam generated by the conduit causes an increase in the pressure inside the carpet relative to the pressure outside the mold cavity. When the injection openings are opened by means of the control valves, in order to communicate with a system for venting the steam, which is particularly close to atmospheric pressure, the internally formed steam contained in the carpet at elevated pressure forces the excess moisture and air out of the carpet. The injection openings are maintained at a pressure close to atmospheric pressure until air is removed from the carpet. In any case, when the air trapped in the carpet has been removed, the venting operation of said openings is converted to steam injection operation by the control valves to facilitate the supply of steam from an external source to the interior of the carpet under increased pressure.
Pára z vnějšího zdroje se vstřikuje těmito otvory dovnitř koberce při teplotě a tlaku, postačujících k vytvrzení pojivá a ke ztuhnutí koberce. Vstřikování páry se provádí zejména za zvýšeného nebo „vysokého“ tlaku. V této souvislosti je „vysoký“ tak 100 psi (689,5 kPa) nebo vyšší. Pro shora uvedený hmotnostní obsah výrobku, byla vstřikována pára při teplotě přibližně 330 až 400° F (165 až 204°C) při tlaku 200 psi (1379 kPa) po dobu 90 sekund, ale může se vstřikovat v rozsahu 100 až 250 psi (689,5 až 1724 kPa), po dobu 30 až 120 sekund. Když byla · ·Steam from the external source is injected through these holes into the carpet at a temperature and pressure sufficient to cure the binder and solidify the carpet. In particular, steam injection is carried out at elevated or "high" pressure. In this context, "high" is 100 psi (689.5 kPa) or higher. For the above weight content of the product, steam was injected at a temperature of about 330-400 ° F (165-204 ° C) at 200 psi (1379 kPa) for 90 seconds, but can be injected in the range of 100-250 psi (689 5 to 1724 kPa) for 30 to 120 seconds. When ·
-17• · 4 · · · 4 · 4 • 444 4 4 • · · 4 4 · • · · · · 4-17 • 4 · 4 · 4 · 444 4 4 · 4 4 · 4 · 4
4 4 4 4 4 4 •444 44 44 44 vstříknuta pára o dostatečném tlaku, k dosažení požadovaného stupně vytvrzení pojivá, zastaví se vstřikování páry.4 4 4 4 4 4 • 444 44 44 44 steam is injected with sufficient pressure to reach the desired degree of cure binder, steam injection stops.
Vstřikovací otvory se opět přestaví na větrací činnost, a tlak v koberci se odvětrá, před otevřením dutiny lisovací formy. Dutina lisovací formy se otevře dostatečně dlouho po odvětrání, k zabránění závad ve výrobku, které by jinak mohly vzniknout v důsledku náhlého uvolnění tlaku uvnitř koberce. Potom se vyjme vylisovaná a vytvrzená dřevovláknitá deska.The injection openings are again converted to ventilation, and the carpet pressure is vented before opening the mold cavity. The mold cavity opens long enough after venting to prevent product defects that might otherwise occur as a result of sudden pressure release inside the carpet. Then the pressed and cured fibreboard is removed.
Příklady zlepšení vlastností, kterých se může dosáhnout odváděním vzduchu z koberce před vytvrzením pojivá vstřikováním vysokotlaké páry jsou sumarizovány dále v Tabulce 1. V této tabulce je provedeno srovnání vzorku desky o tloušťce půl palce (12,7 mm), vyrobeného v utěsněném lise, s vlastnostmi běžně lisovaného výrobku a s normami American Hardboard Association (Americká asociace lisovaných dřevovláknitých desek). V podobném způsobu jako u tohoto vynálezu byl přebytečný vzduch odveden z koberce před konečným vstřikováním páry pro vytvrzení pojivá.Examples of improvements that can be achieved by extracting air from the carpet prior to curing by high pressure steam binder are summarized below in Table 1. This table compares a sample of a half inch (12.7 mm) sheet made in a sealed press with the properties of a commonly molded product and the standards of the American Hardboard Association. In a similar manner to the present invention, excess air was removed from the carpet prior to the final injection of steam to cure the binder.
• 9• 9
-1899··-1899 ··
Vzorek desky o tloušťce půl palce (12,7 mm), vyrobený podle tohoto vynálezu vykazuje výrazně zlepšené (nižší) „bobtnání při 1 hodinovém vaření“ a odolnost proti hnilobě, nižší měrnou hmotnost (hustotu), snížení nebo eliminování požadavku zvlhčování po lisování, a výrazně kratší lisovací čas. Kromě toho, vlastnosti vzorku výrobku byly zcela dobře v mezích norem stanovených Americkou asociací lisovaných dřevovláknitých desek.A sample of a half inch (12.7 mm) plate made in accordance with the present invention exhibits significantly improved (lower) 1 hour swelling & rot resistance, lower specific gravity (density), reduced or eliminated wetting requirement after compression, and significantly shorter pressing time. In addition, the characteristics of the product sample were well within the standards set by the American Pressed Fiberboard Association.
Uvedené „bobtnání při 1 hodinovém vaření“ je srovnávací měření použité vynálezci ke stanovení poměrné trvanlivosti výrobku kompozitní desky, vypočítáním procentuálního poměru změny tlouštěk desky po ponoření 1 palce (25,4 mm) 12 palcového (305 mm) vzorku desky do vařící vody po dobu 1 hodiny. Po vyjmutí z vařící vody se měří tloušťka vzorku desky a porovnává se s tloušťkou vzorku desky před vařením. Rozdíl mezi těmito měřeními se použije k výpočtu procentuálního poměru změny.Said "1 hour swelling" is a comparative measurement used by the inventors to determine the relative durability of a composite board product, by calculating the percent change in board thickness after immersing a 1 inch (25.4 mm) 12 inch (305 mm) sample of the board in boiling water 1 hour. After removal from boiling water, the thickness of the plate sample is measured and compared with the thickness of the plate sample before cooking. The difference between these measurements is used to calculate the percentage change.
Snížení nebo eliminování požadavku zvlhčování po lisování je důležitou výhodou tohoto vynálezu proti běžnému lisování. Je známé, že kolísání obsahu vlhkosti kompozitního deskového výrobku po výrobě způsobuje nežádoucí rozměrové změny, jako je například lineární roztažení nebo vyboulení výrobku. Během typického konečného použití při vystavení povětrnosti výrobky nabírají a ztrácejí vlhkost, na základě faktorů okolního prostředí, jako například vzdušná vlhkost, déšť, sucho, atd. Pro zabránění nežádoucích rozměrových změn při konečném použití a vystavení povětrnosti se kompozitní deskové výrobky zvlhčují po běžných způsobech výroby, ke zvýšení průměrného obsahu vlhkosti výrobku, na úroveň vhodnou pro jednotlivou geografickou nebo klimatickou oblast, za účelem minimalizace kolísání obsahu vlhkosti. Zvlhčování po lisování zvyšuje obsah vlhkosti kompozitních deskových výrobků. Zvlhčování po lisování je obzvláště důležité pro výrobky, • · • •99 9 9 · « « ·Reducing or eliminating the need for wetting after compression is an important advantage of the present invention over conventional compression. It is known that variations in the moisture content of the composite sheet product after manufacture cause undesirable dimensional changes, such as linear expansion or bulging of the product. During typical end use in weathering, products acquire and lose moisture, based on environmental factors such as air humidity, rain, drought, etc. To avoid undesirable dimensional changes in end use and weathering, composite sheet products are wetted after conventional manufacturing methods , to increase the average moisture content of the product to a level suitable for a particular geographical or climatic region in order to minimize variations in moisture content. Wetting after pressing increases the moisture content of the composite board products. Humidification after pressing is especially important for products • • • • 99 9 9 · «« ·
9 9 99 9 99 •••99 9 999 9 • ·♦ 9999 999 9 99 9 99 ••• 99 9 999 9 • 9999 99
9999 99 99 99 99 99999 99 99 99 99
-19vyráběné běžným lisováním lisovacími deskami za tepla, kterým se v podstatě všechna vlhkost „vyvaří“ během lisování, a tak opouštějí lis téměř s 0 % vlhkostí.-19 produced by conventional hot plate pressing, which essentially “boils” all the moisture during the pressing process, leaving the press with almost 0% moisture.
Ideální obsah vlhkosti kompozitního deskového výrobku by měl obvykle být 7 % (v rozsahu 2 %) v oblasti se suchým prostředím a 12 % nebo více v oblasti s vlhkým prostředím. Jak bylo shora uvedeno, desky vyrobené podle tohoto vynálezu, mají obsah vlhkosti 4 až 8 %. Tedy desky, vyrobené podle tohoto vynálezu, jsou obzvláště vhodné pro vnitřní nebo vnější použití v široké oblasti klimatu, s malým nebo žádným zvlhčením po lisování. Použití uvažovaná pro tyto deskové výrobky zahrnují, aniž by byla na ně omezena, ostřižené desky, ohrazení, obložení, podlahu, součásti oken a dveří, podklady skříní v nábytkářském průmyslu, palety a kontejnery, vnitřní bednění a vybavení mlýnů, ornamentální výrobky, jako jsou balkóny, okenice a stěnové panely a stěnové systémy. Je pochopitelné, že je možno předpokládat množství dalších použití, i když nebyla speciálně uvedena.The ideal moisture content of the composite sheet product should typically be 7% (in the range of 2%) in the dry area and 12% or more in the wet area. As mentioned above, the sheets produced according to the invention have a moisture content of 4 to 8%. Thus, the sheets produced according to the invention are particularly suitable for indoor or outdoor use in a wide climate area, with little or no wetting after compression. The uses contemplated for these board products include, but are not limited to, trimmed boards, fences, cladding, flooring, window and door components, cabinet backing in the furniture industry, pallets and containers, interior shuttering and mill equipment, ornamental products such as balconies, shutters and wall panels and wall systems. It is understood that a number of other uses can be envisaged, even if not specifically mentioned.
I když výhodná provedení vynálezu byla uvedena pro účely vysvětlení, odborníci v oboru ocení, že je možné mnoho dodatků, úprav a náhrad, aniž dojde k vybočení z rozsahu a myšlenky vynálezu, jak je definováno v přiložených nárocích.While preferred embodiments of the invention have been presented for purposes of explanation, those skilled in the art will appreciate that many additions, modifications and substitutions are possible without departing from the scope and spirit of the invention as defined in the appended claims.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200167A CZ200167A3 (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Process for producing composite boards having at least one finished surface by steam pressing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200167A CZ200167A3 (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Process for producing composite boards having at least one finished surface by steam pressing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ200167A3 true CZ200167A3 (en) | 2001-06-13 |
Family
ID=5472975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ200167A CZ200167A3 (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | Process for producing composite boards having at least one finished surface by steam pressing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ200167A3 (en) |
-
1999
- 1999-07-08 CZ CZ200167A patent/CZ200167A3/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ301435B6 (en) | Method for making composite wood product | |
| EP1105268B1 (en) | Method for making composite board using phenol formaldehyde binder | |
| US5980798A (en) | Method for steam pressing composite board having at least one finished surface | |
| CZ200167A3 (en) | Process for producing composite boards having at least one finished surface by steam pressing | |
| MXPA00012801A (en) | Method for steam pressing composite board having at least one finished surface | |
| MXPA00012802A (en) | Method for making composite board using phenol formaldehyde binder |