Výroba dřevotřískových desek (DTD)

Transkript

1 Číslo projektu: Číslo a název šablony klíčové aktivity: Tematická oblast, název DUMu: Autor: CZ.1.07/1.5.00/ III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Výroba dřevotřískových desek, VY_32_INOVACE_IND110 Ing. Jaroslav Indrák Ročník: 1. Předmět: Téma: Anotace: Technologie 10. Výroba dřevotřískových desek Pracovní list seznamuje žáka s popisem výroby dřevotřískových desek. Umožňuje žákovi doplnit text o schémata z výroby DTD. Výroba dřevotřískových desek (DTD) 1. Skladování suroviny: Základním materiálem na výrobu DTD je každá dřevina, dodávána jako kulatina, průmyslové odřezky, štěpky, dýhárenský odpad, piliny a hobliny. Lze využít i pazdeří, bambus, jutu a rákos. Na výrobu 1m³ DTD je spotřeba 1,5-1,7 m³ dřeva. Je však třeba zachovat stejný poměr dřevin, ať nedochází k změně vlastnosti DTD. 2. Odkorňování suroviny Provádí se zejména u suroviny pro povrchové třísky. Kůra vlivem vlhkosti výrazněji bobtná, proto by způsobovala drsnost povrchu. Větší obsah kůry u středových vrstev zhoršuje soudržnost DTD, například při kolíkování, tzv. rozlůpčivost DTD. Používá se mokré bubnové odkorňování tenké kulatiny - vlákniny, nebo suché prstencové a frézovací odkorňování větších kmenů. 3. Štěpkování Umožňuje vysokou produktivitu výroby, možnost skladování suroviny na hromadách, dobrou manipulovatelnost a zpracovatelnost jedním způsobem roztřískování dřevní hmoty. Současná výroba DTD se bez štěpkování neobejde. U kulatiny se před štěpkováním provádí její zkracování

2 Pro výrobu TD se velikost štěpky pohybuje v rozmezí mm a pro výrobu celulózy mm. Ke štěpkování se používají sekačky, které se dělí: - diskové nože jsou umístěny na vertikálním nebo zešikmeném disku - bubnové - s umístěním nožů vně na bubnu - spirálové - s noži uspořádány vně bubnu ve spirále Štěpky se třídí, zbavují se kovu, písku, kamení např. praním ve vodě, suchou separací aj. Dokresli schéma diskové sekačky: 4. Roztřískování Roztřískováním se získávají povrchové, a středové třísky. Provádí se na specializovaných roztřískovačích, které se dělí: diskové - vertikální nebo horizontální, které dávají velkoplošnou třísku nejvyšší jakosti. Mají malou kapacitu, dnes se proto málo používají. válcové - nože jsou uspořádané na vodorovném nožovém válci, jsou to velkokapacitní stroje s výkonem 1 2 t/h. V současné praxi převládají při výrobě povrchových třísek z vlákniny. prstencové (věncové) - s noži uspořádanými na vnitřní straně nožového věnce. Tato zařízení jsou nejpoužívanější při dvoustupňovém zpracování štěpek, kdy v prvé fázi dochází k rozštěpkování a ve druhé k roztřískování štěpek. Výkon může být 1-6 t/h. Slouží i k výrobě lískových třísek pro OSB desky. Povrchové třísky se vyrábí s tloušťkou 0,15-0,25 mm a délkou mm a středové třísky s tloušťkou 0,3-0,6 mm a délkou od 20 do 40 mm. Kvalitu třísky i pevnost výsledné DTD určuje štíhlostní poměr tj. poměr mezi délkou třísky a její tloušťkou v mm. Pohybuje se v rozmezí Dokresli schéma prstencového roztřískovače: Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 2

3 5. Domílání třísek Na povrchovou vrstvu DTD se začaly používat mikrotřísky. Cílem bylo zvýšení kvality a dokonalejší hladkosti povrchu. Mikrotřísky se vyrábí domíláním v egalizačních mlýnech (křížové, kladivové) se síty s otvory 3-2, ,5 mm. Domleté třísky jsou velmi jemné a zkrácené ale zachovávají si třískový charakter. Mikrotřísky lze vyrábět i domíláním pilin. Domílání je však energeticky náročné i proto se na povrchu DTD vytváří jen tenká vrstvička mikrotřísek, která se nesmí zbrousit. 6. Skladování třísek Vyrobené třísky jsou skladovány v zásobnících z důvodu vyrovnání výrobního toku do technologických uzlů, jako je sušení třísek a nanášení lepidla. Zásobníky jsou velkokapacitní o objemu 100 m3 a více, zejména ve vertikálním provedení s podavači. Bývají vybaveny hlásičem hladiny třísek, hasicím zařízením a rozbíječem klenby. 7. Sušení třísek Vysoušení třísek se provádí v sušárnách z počáteční vlhkosti % na vlhkost konečnou, která je podle druhu třísek: - u středových třísek 1-3 % - u třísek povrchových 2-5 % Přílišná vlhkost třísek může prodloužit lisovací proces nebo způsobit praskání desky, případně vytvářet parní puchýře. Proto se z technologických důvodů třísky vysušují na nižší vlhkost a vlhkost se doplňuje podílem vody z lepidla. V současné době jsou téměř všechny výrobní linky na výrobu DTD vybaveny tryskovými sušárnami. Intenzita sušení se reguluje teplotou vstupních spalin a dobou průchodu třísek sušárnou, pomocí vodících klapek. Vysoká teplota spalin se získává převážně spalováním zemního plynu ve spalovací komoře, případně i spalováním topného oleje s příměsí dřevního prachu z třídiče a brusek. Sušící teploty jsou omezeny možností samovznícení dřevních částic, cca nad 180 C. Všechny sušárny mají účinné hasicí zařízením. Vlastní sušící proces, podle použitého druhu sušárny trvá řádově sekundy až minuty. Konstrukčně jsou uspořádány tak, že do pevně uloženého válce je tangenciálně, po celé délce, vháněno tryskami sušící spaliny s vysokou rychlostí, kterým je současně s materiálem udělen šroubovitý pohyb pomocí hřídele s lopatkami. Ve válci jsou ovládací vodící plechy, s možností nastavení různého stoupání šroubového pohybu, čímž se změní doba sušení v rozsahu 0,5 5 minut. Sušárny jsou zpravidla vybaveny zařízením na recirkulaci sušícího média s automatickou regulací. Sušícím prostředím odváděný usušený materiál se odlučuje v odlučovacím cyklonovém zařízení. Dalšími druhy sušáren jsou sušárny hrabadlové a sušárny pneumatické, proudové a fluidní. Hrabadlové sušárny jsou charakteristické tím, že jejich rotační systém je vytvořen řadou radiálně uložených trubek, které jsou vytápěny parou nebo horkou vodou. Na vnějším obvodě jsou lžícovitě umístěny lopatky, které zvedají třísky ve válci, nechávají je propadat přes trubky a současně je dopravují sušárnou. 8. Třídění třísek Cílem je získat optimální směs třísek pro hladký povrch DTD i pro středovou vrstvu. Větší třísky, ve větším množství ve středové vrstvě, způsobují těžkosti v konstrukčních spojích, neboť dochází k jejich vydrolování. Vytřiďuje se prach, jemný podíl a hrubé třísky. Oddělování jednotlivých frakcí třísek se provádí mechanicky nebo pneumaticky. Pneumatické třídění se provádí ve vznosu. Prach a lehké třísky se odsávají z proudu padající směsi třísek, Hrubé a těžší třísky a odštěpky padnou na dno zařízení a jsou vynášeny na domletí pro středovou vrstvu. Doplň a popiš schéma třídění ve vznosu: Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 3

4 9. Nanášení lepidla na třísky Používaná lepidla k výrobě DTD jsou na dvou bázích. Asi 90% lepidel jsou na bázi močovinoformaldehydové pryskyřice (UF) a zbytek jsou pojidla fenolformaldehydová (PF) a melaminformaldehydová (MF). Močovinoformaldehydové lepidla se používají pouze v suchém prostředí. UF lepidlo je nejlevnější. Nepoužívá samostatně, ale vždy s přísadou tužidla a parafinu. Na výrobu 1 m³ třískové desky je orientačně potřeba 8 10 % z celkové hmoty suchých třísek tj.: kg lepidla s 65% sušinou - 1,6 kg tužidla chloridu amonného (roztok 10-15%) - 3,5 až 5 kg parafinu Více lepidla než středové (5%), obsahují povrchové třísky (10 %). Fenolformaldehydová lepidla jsou dvojsložková, k vytvrzení potřebují teplotu nad 140 C a jsou dražší. Fenolformaldehydová lepidla mají dlouhodobou vodovzdornost, avšak jednotlivé třísky a tím i celá DTD působením vody nebo vlhkosti bobtná. Melaminoformaldehydová lepidla se nepoužívají samostatně, ale jako přísada k jiným pojidlům kvůli své vyšší ceně. Lepidla charakterizuje reaktivita pojidla, to je doba vytvrzení lepidla při určité teplotě. U linek starší konstrukce se lepidlová směs připravovala v přípravné nádrži a dávkovala se již hotová. U linek novější konstrukce se jednotlivé komponenty lepidlové směsi doplňují automaticky do předzásobníků a odtud dávkovacími čerpadly do kontinuálního směšovacího zařízení a z něj do nanášeček lepidla. U moderních linek se plní jednotlivé komponenty do jediné gravimetrické nádoby automaticky podle váhy a volby na počítadlech. Moderní konstrukce nanášeček lepidla jsou zaměřeny na nanášení nejrovnoměrnější vrstvy lepidla na povrch třísek ve formě mlhy kapének lepidla. Lepidlo tak neobaluje celou třísku souvisle, ale vytváří mikrokapičky na povrchu třísky. Nanášečky jsou vysokoobrátkové turbonanášečky se 700 až 1500 otáček/min. Pojidlo se dávkuje dutým hřídelem nebo přes trubkové nástavce přímo do nanášecího prostoru. Vysokým třením vzniká teplo, které se odvádí chladící vodou z pláště nanášečky. Doba průchodu třísek je 10 s 10. Vrstvení třískového koberce Vrstvení třískového koberce ovlivňuje jakost a ekonomiku výroby přesností a rovnoměrností vrstvení. U starších linek se jako vrstvící podložky používá hliníkový nebo duralový plech, na kterém se deska lisuje. U zařízení novějších konstrukcí se vrství třískový koberec na transportní pás, případně ohebnou sítovou podložku. Koberec třísek se plynule vrství na pás a následně se dělí na formáty pro víceetážový lis. Vrství se: - volným pádem jednovrstvé a vícevrstvé DTD - pneumaticky plynulý přechod třísek - vrhacími válci - plynulý přechod třísek - s orientovanými třískami elektrostaticky pomocí lišt - mechanicky pomocí rýhovaných válců 11. Předlisování desek Předlisováním třískového koberce se zahustí koberec natolik, že snese manipulaci na nosném dopravníku a zavážení do lisu libovolným způsobem. Po předlisování není třeba velké světlosti mezi lisovacími deskami lisu, což způsobuje, že není třeba snižovat počet lisovaných etáží a tím i kapacitu výrobní linky. Podle použité technologie a způsobu lisování se používají předlisy jednoetážové, stacionární nebo pohyblivé (kráčející). Oba pracují diskontinuálně. Lze použít i průběžné lisy, kontinuální využívající soustavu válců nebo pásů. Předlisovací tlaky se pohybují v rozmezí 1-3,5 MPa a doba předlisování trvá sekund. 12. Lisování desek Lisování třískových desek probíhá působením vysoké teploty a tlaku (2 MPa) po určitou dobu lisování na předlisovaný třískový koberec, Plynné zplodiny včetně páry, vzniklé odpařením vody v třískách, unikají během lisování a musí být z prostoru lisu odsávány. Průběh lisování popisuje lisovací diagram, který zachycuje počáteční rychlý nárůst tlaku a jeho postupné uvolňování až do otevření lisu. Rychlost uzavírání lisu ovlivňuje pevnost v ohybu DTD. Při výrobě TD tloušťky 24 mm trvá 7-8 minut. Lisovací teploty jsou podle typu pojidla od 145 do 220 C. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 4

5 Teplota ke středu desky klesá. Uprostřed desky dosáhne C, na dobu potřebnou k vytvrzení lepidla. Doplň a popiš lisovací diagram DTD Pro lisování se DTD se používají lisy: - jednoetážové pro tenké DTD, mají vyšší tlaky (3,5 MPa) a teploty desek, mohou mít délku až 20m. - víceetážové se simultárním uzavíráním lisu umožňující současné uzavření všech např. 32 etáží. - válcové lisy Bison - Mende s vyhřívaným bubnem o ø 3 m na který je přitlačen koberec třísek ocelovým plechem pro DTD tloušťky 2-6 mm. - pěchovací lisy pro výtlačně lisované DTD, třísky jsou díky pěchování orientovány převážně kolmo k povrchu. Tloušťka DTD je vymezena distančními lištami nebo elektronicky. Plnění lisu kobercem třísek je zajištěno: - tabletovým způsobem pomocí plechů (dural, polyester) - pásovými dopravníky - síťovými podložkami 13. Chlazení, formátování a klimatizace desek Desky z lisu se nejprve ořezávají (omítají) na podélných stranách. Poté se zasouvají do turniketů na chlazení. Jejich teplota po lisování je často vyšší než 100 C. Uložením nechlazených desek o vyšší teplotě nastává zhoršení vlastností desek. Ochlazováním desek se snižuje jejich teplota na cca 70 C. Při rychlém ochlazování, pod teplotu 70 C, vzniká nebezpečí vnitřních pnutí v desce. Formátování příčných stran se provádí na automatických formátovacích pilách s nastavitelnými pilovými kotouči. Rozdrcené odřezky od formátovací pily se vrací zpět do výroby. Klimatizováním desek se vyrovnává vlhkost mezi povrchovými a středovými vrstvami DTD. Tím se získá lepší jakost povrchu a zvýší se tvarová stálost desek. Klimatizace se provádí v meziskladu v trvání 3-5 dnů. Skladování se provádí za obvyklé teploty. 14. Broušení a třídění desek Broušení desek je prováděno na vícestupňových širokopásových bruskách se zrnitostí , s přesností +/- 0,2 mm. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 5

6 15. Povrchové úpravy Povrchová úprava, zvyšuje estetiku povrchu a chrání desku před vlivy okolí, někdy i zlepšuje mechanické vlastnosti. Používá se: -tmelení, při kterém dochází k vyrovnávání povrchových nerovností pro následné lakování nebo potiskování. Tmely se nanášejí licí nanášečkou nebo válcovou tmeličkou. Pokud jsou syntetické, vysoušejí se v tunelových sušárnách. Polyesterové se vytvrzují působením ultrafialového záření. -lakování se provádí na podtmelený povrch desek lakem pomocí polévačky (clonovací nanášečky). -potisk představuje levnější náhradu přírodního desénu dřeva a provádí se na zatmelený povrch opatřený základovou barvou s odstínem tónu potisku. Potisk se nanáší pomocí válců na dvou až třech následujících strojích. K vysoušení slouží tunelové sušárny. Povrch pak chrání nanesený transparentní lak. -laminování je spojení sulfitových papírů impregnovaných pryskyřicí s povrchem DTD pomocí tepla a tlaku. Vlastní laminace se provádí ve víceetážových nebo jednoetážových lisech. -foliování termosetickými nebo termoplastickými fóliemi -polepování papírovými nebo textilními tapetami -dýhování 16. Skladování desek Skladování třískových desek je přípustné pouze v krytých skladech, na rovných podložkách s hustými proklady. Sklad musí být klimatizován na teplotu C a relativní vlhkost 45-55%. Desky v něm musí být ukládány s rovnovážnou vlhkostí 8%. Použité zdroje a odkazy: JANÁK, K.; KRÁL, P. Technologie I pro studijní obor Nábytkářství. 1. vyd., Praha: Informatorium, ISBN s. 204 NUTSCH,W. Příručka pro truhláře. 2. vyd., Praha: Sobotáles, ISBN s. 615 KŘUPALOVÁ, Z. Nauka o materiálech. 2. vyd., Praha: Sobotáles, ISBN s. 241 DRÁPELA, J. Výroba nábytku. 1. vyd., Praha: SNTL, s. 484 ČÍŽEK, J. Vlastnosti a zpracování třískových a vláknitých desek. 1. vyd., Praha: SNTL, s. 351 EISNER, K. Technológia výroby konstrukčných veľkoplošných materiálov, Část II, Technológia aglomerovaných materiálov. 2. vyd., Zvolen: Edičné stredisko VŠLD Zvolen, s. 217 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 6