Способ получения хвойно-игольчатого материала

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в мебельной, строительной, тарной и машиностроительной отраслях. Способ получения хвойно-игольчатого материала заключается в том, что в размолотую пульпу хвойных иголок добавляют металлические, древесные опилки и древесные волокна в составе: хвойные иголки - 80%, металлические опилки - 10%, древесные опилки - 5% и древесные волокна - 5%. Полученную массу направляют в формировочную станцию, которая формирует листы, которые передают в пресс, где они прессуются с давлением не более 10,0 МПа при температуре не более 250°С в течение не более 30 с. Полученный хвойно-игольчатый материал охлаждают, упаковывают и отправляют потребителям. Способ позволяет получить материал с большим усилием разрыва, большой плотностью, небольшим водопоглощением. 1 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в мебельной, строительной, тарной и машиностроительной отраслях.

Уровень техники

Автору известен ГОСТ 24588-81 «Заготовки из модифицированной древесины», которые получаются путем термодинамической обработки и поперечного одноосного уплотнения предварительно пропаренной древесины с последующей сушкой и применяются в основном для различных машиностроительных деталей (подшипников скольжения, ползунов лесопильных рам, подкладок и т.д.), и имеют плотность до 1100 кг/м³, что делает их весьма неудобными для применения при изготовлении мебели (мебель получается тяжелой), а также в строительных отделочных конструкциях.

Автору известен также монодрев, разработанный УкрНИИМОДом (см. «Изучить возможность получения древесной массы путем раздавливания древесины для производства новых анизотропных древесных материалов». Отчет УкрНИИМОДа. Руководитель темы В.Ф.Анненков - № ТР 0193039383. Киев, 1966, - 107 с.)

Монодрев представляет собой материал, выполненный из развальцованного волокнистого сплетения некондиционного древесного сырья, образующегося при рубках ухода за лесом.

Технологический процесс производства монодрева включает следующие операции: подготовку сырья, его развальцевание на длинноволокнистые сплетения, их подсушку, осмоление сплетений, прессование и послепрессовую обработку.

Полученный таким способом монодрев является весьма тяжелым материалом и пригоден только для отдельных неответственных строительных конструкций и не может использоваться в мебельной отрасли или отделочных работах внутри помещений при строительстве.

Автору известны различные способы изготовления композиционных материалов, например а.с. № 1329972, кл. B 27 N 3/02 «Способ изготовления композиционного материала на основе фенолформальдегидного связующего и древесного наполнителя», в котором с целью повышения текучести, ударной вязкости и теплостойкости материала, в фенолформальдегидное связующее вводят дициандиамид в количестве 1-12 мас.% от количества фенолформальдегидного связующего.

Анализ показал, что такой способ изготовления композиционного материала не пригоден для применения в мебельной и строительной отраслях, так как он плохо работает на поперечный изгиб, плохо воспринимает усилия смятия под вертикальной нагрузкой и не воспринимает знакопеременную нагрузку.

Известен также «Способ изготовления цельнопрессованных древесных изделий» по а.с. № 1346426, кл. B 27 N 3/02, в котором с целью повышения качества древесных изделий путем увеличения текучести и жизнеспособности пресс-массы после смешивания древесных частиц со связующим выполняют защитную обработку осмоленных частиц бутадиенстирольным каучуковым латексом, при этом фенолформальдегидное связующее берут в количестве 20-25 мас.%, а бутадиенстирольный каучуковый латекс в количестве 5-15 мас.% от количества пресс-массы.

Однако такой композиционный материал не пригоден для изготовления мебели и строительных конструкций, так как, будучи гибким и эластичным, совсем плохо держит ударные нагрузки и не обеспечивает необходимой твердости поверхности, а также плохо реагирует на знакопеременную нагрузку, возникающую особенно в строительных конструкциях.

Автору известна также заявка Франции № 2618719 «Изготовление прессованных изделий», в которой используются древесные волокна любых пород и 10% связующего материала в виде смолы, клея, либо полимеризующего вещества, прессуют этот материал при давлении 80-500 кг/см².

Однако этот материал также непригоден для производства мебели и строительных конструкций. Будучи гибким и способным воспринимать ударные нагрузки, он совершенно плохо воспринимает сминающие усилия, не обладает достаточной жесткостью, чтобы от перерезающих сил не деформироваться и не терять своей геометрической формы, что очень важно для мебели, к тому же такой материал не является экологически чистым.

Автору также известен патент России № 2179923, кл. 7 В 27 М 3/14 «Способ изготовления литой шпалы для железных дорог широкой колеи», в котором шпалу с целью повышения эксплуатационных качеств, снижения ее массы и стоимости изготавливают из древесных волокон различных пород, металлической проволоки, каучука и вискозы, причем древесные волокна получают из отходов деревообработки и лесопиления, а металлическую проволоку, каучук и вискозу - из изношенных шин, при этом композицию приготавливают в пропорции: древесные волокна 50-70%, металлическая проволока 30-10%, жидкий каучук 5-10%, жидкая вискоза 5-10% от прессуемой массы, композиционную массу подают в пресс с давлением не менее 75 МПа и выдерживают не менее 1 минуты при температуре 75-100°С с ограниченным доступом воздушной среды.

Однако такой материал не пригоден для изготовления мебели и строительных конструкций, так как не обладает способностью к обработке и приданию необходимой текстуры.

Автору известен также прототип, опубликованный в журнале «Holzforsch and Holzverwert», 1986, 38, № 3, 59-62 (англ.) в статье Chawla J.S. «Alternative fruit packing cases - pine n eedle fibreboard b oxes» (Ящичная тара из прессованных сосновых иголок), в которой описан способ получения материала из сосновых иголок для ящичной тары в Индии. Согласно этому способу после сбора хвою прессуют и перевозят к месту переработки, где вначале ее пропускают через мельницу, и затем в образующуюся пульпу добавляют бумажную макулатуру и пропускают через вальцы. Получающееся полотно материала в два или три слоя ламинируют и спрессовывают при нагреве. Полученный материал покрывают слоем водоотталкивающего материала и используют только для изготовления ящичной тары для фруктов. Имея небольшую несущую способность и плохую реакцию на обработку, он не может использоваться в мебельной или строительной отраслях, а может использоваться только как вспомогательный материал для упаковки.

Сущность изобретения

В способе получения хвойно-игольчатого материала для мебельной и строительной промышленности предлагается в размолотую пульпу хвойных иголок добавить металлические, древесные опилки и древесные волокна в составе: хвойные иголки - 80%, металлические опилки - 10%, древесные опилки - 5% и древесные волокна - 5%, а полученную массу направить в формировочную станцию, которая формирует листы, а листы передают в пресс, где они прессуются с давлением не более 10,0 МПа при температуре не более 250°С в течение не более 30 с. Полученный хвойно-игольчатый материал охлаждают, упаковывают и отправляют потребителям.

Наличие таких отличительных признаков от прототипа позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение задачи обладает существенной новизной.

Для доказательства соответствия предлагаемого способа критерию существенного отличия было проведено сравнение основных признаков с наиболее близким аналогом - хвойным листовым материалом Индии.

Технический результат, дающий положительный эффект по сравнению с прототипом, определяется свойствами и показателями, приведенными в таблице.

Таблица
Сравнение основных показателей заявляемого способа с прототипом
Свойства и другие показатели	Заявляемый способ	Хвойный листовой материал
Состав композиции: хвойные иголки	80%	60%
бумажная макулатура	-	40%
металлические опилки	10%	-
древесные опилки	5%	-
древесные волокна	5%	-
Давление прессования	10 МПа	4 МПа
Температура прессования	не более 250°С	-
Время прессования	не более 30 с	5 мин
Усилие разрыва	200 кг/см2	125 кг/см2
Плотность	1,5 г/см3	1,0 г/см3
Водопоглощение по Коббу	0,3 г/100 см2	1 г/100 см2

В результате было установлено, что хвойно-игольчатый материал обладает большим усилием разрыва, большей плотностью, меньшим водопоглощением и может применяться в мебельной и строительной отраслях.

Наличие отличительных признаков в предлагаемом способе от ближайшего прототипа позволяет сделать вывод, что он соответствует критерию «существенные отличия».

Анализ данных таблицы показывает, что заявляемый способ может быть технически реализован, так как имеет все исходные параметры.

Перечень фигур чертежей

На чертеже изображена схема способа получения хвойно-игольчатого материала.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого изобретения

Изготовление хвойно-игольчатого материала начинается с размола хвойных иголок в мельнице 1 и подачи размолотой пульпы в смесительную станцию 2, при этом в эту же станцию с бункера 3 через дозатор 4 поступают металлические опилки, с бункера 5 через дозатор 6 - древесные опилки, а с бункера 7 через дозатор 8 - древесные волокна, из смесительной станции 2 через подающий дозатор 9 готовая смесь хвойно-игольчатого материала передается в формировочную станцию 10, где формируется лист заданной толщины, и затем с помощью вальцов 11 лист передается в пресс 12, где происходит его окончательное формирование и после готовности лист поступает на остывочный стол 13, а затем после остывания передается в упаковочную машину 14.

Реализация предлагаемого способа получения хвойно-игольчатого материала откроет новые возможности по комплексному использованию биологической массы дерева, когда в процессе лесозаготовок хвойных деревьев будут собираться и использоваться в промышленности хвойные иголки деревьев. Кроме того, откроются новые возможности использования в мебельной и строительной отраслях дешевого, прочного и красивого материала.

Способ получения хвойно-игольчатого материала, включающий размол хвойных иголок на мельнице, образование пульпы, смешение ее с компонентами, пропуск пульпы через вальцы и ее прессование, отличающийся тем, что в размолотую пульпу хвойных иголок добавляют металлические опилки, древесные опилки, древесные волокна в составе: хвойные иголки 80%, металлические опилки 10%, древесные опилки 5%, древесные волокна 5%, а полученную массу направляют в формировочную станцию, которая формирует листы и передает их в пресс, где они прессуются с давлением не более 10,0 МПа при температуре на более 250°С в течение не более 30 с.