Výroba dřevovláknitých desek (DVD)

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 dřevovláknitých desek, VY_32_INOVACE_IND112 Ing. Jaroslav Indrák Ročník: 1. Předmět: Téma: Anotace: Technologie 12. Výroba dřevovláknitých desek Pracovní list seznamuje žáka s popisem výroby dřevovláknitých desek. Umožňuje žákovi doplnit text o schémata z DVD. Výroba dřevovláknitých desek (DVD) Postup výroby je až do výroby štěpek stejný jako při výrobě třískových desek. Podle prostředí používaného při manipulaci s vláknem a při formování vláknitého koberce rozlišujeme mokrý a suchý způsob výroby DVD. Podle požadavků na materiál se DVD lisují nebo jen předlisovávají. 1. Skladování suroviny: 2. Odkorňování suroviny 3. Štěpkování 4. Třídění štěpek

2 5. Rozvlákňování štěpek Rozvlákňováním se dřevo dělí na vlákna, kterými jsou zdřevnatělé buňky dřeva. Jejich tvar a velikost závisí na druhu suroviny. Tloušťka vláken je 0,02 až 0,05 mm, délka 0,3-5 mm (podle druhu dřeviny). Rozvlákňování se provádí těmito způsoby: a) Mechanicky Dřevo se brousí dřeva kamennými rotačními brusy za stálého přívodu vody do místa brusu. Výroba je jednoduchá a levné je i strojní zařízení. Výtěžnost je vysoká a činí %. Nevýhodou je velká spotřeba elektrické energie. Při rozvlákňování není třeba vodní páry, vzniklá vlákna jsou světlá. Mechanický způsob se používá např. při výrobě ručního papíru, při zpracování topolového a osikového dřeva b) Termicko-mechanicky (nejpoužívanější) Byl vyvinut a upraven výhradně pro výrobu vláknitých desek. Využívá se i při výrobě papíru. Dřevo zahřeje na teplotu, při které následující mechanické dělení probíhá při snížené spotřebě elektrické energie. Z těchto způsobů se dodnes používá explozivní způsob rozvlákňování, a rozvlákňování v defibrátorech. Rozvlákňování explozivním způsobem je nejstarší a používají se při něm zařízení zvaná Masonovy kanóny. Princip spočívá v tom, že dřevní surovina ve tvaru štěpek se zahřeje sytou vodní párou o vysokém tlaku v uzavřeném autoklávu (kanóně). Náhlým uvolněním vyprazdňovacího otvoru vystřelí obsah štěpek mřížkami, které jsou umístěny v tomto otvoru. Při průchodu mřížkou s otvory 6-8 mm se štěpky roztrhnou a tím vznikne mechovitá hmota z jednotlivých menších i větších shluků vláken. Protože rozvláknění není dokonalé, získaná látka se domílá v rafinérech. Odloučená vodní pára se vede přes rekuperátor, kde se získává odpadní teplo páry pro další využití. Zahřívání štěpek v autoklávu je dvoustupňové. V prvém stupni se ohřeje parou o tlaku 2-2,5 MPa na teplotu cca C po dobu asi 40 s. Potom se tlak náhle zvýší na 7-9 MPa a teplota stoupne na 290 C a následuje výstřel. Výška kanónu je 1500 mm a průměr 500 mm. Rozvlákňovací cyklus trvá 2-5 minut. Doplň schéma: a) Masonova kanónu b) Cyklonu Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 2

3 Rozvlákňování defibrátory probíhá při teplotách 180 C v prostředí nasyceném sytou párou o tlaku 1,2 MPa. Vlastní rozvlákňování je mechanické roztíráním štěpek mezi rýhovanými povrchy rozvlákňovacích kotoučů, z nichž jeden rotuje a druhý je pevný. Při vlastním procesu šnekový nebo rotační dávkovač plní štěpky do tlakové nádoby, předehřívače, který je pod tlakem páry uvedených parametrů. Sytou parou v ohřátých štěpkách změknou střední lamely, které spojují dřevní buňky. Takto ohřáté štěpky se dále šnekovým dopravníkem dopravují na mlecí kotouče, kde se rozetřou a rozvlákní na jednotlivé buňky nebo svazky vláken. Po rozvláknění je materiál vyfouknut parou vypouštěcím ventilem do cyklonu, kde se vlákno oddělí od páry. Vhodná vlhkost suroviny u suchého způsobu je %. Při mokrém způsobu není zvýšená vlhkost na závadu. Starší zařízení mají výkon 7-24 t vláken za den (24h) a spotřebu páry 0,7-0,9 t na 1 tunu vyrobených desek. U novějších, velkokapacitních defibrátorů s výkonem t vláken za den klesá spotřeba páry na hodnoty 0,5-0,8 t. c) Chemicko - mechanicky používá se pro přípravu buničiny Doplň a popiš schéma defibrátoru: 6. Úprava vlákna ředěním a sušením Získaná rozvlákněná masa představuje směs nedokonale rozvlákněných vláken. Ředí se na 15% a domílá se v rafinéru, který na vlákna působí stejně jako defibrátor. Směs vláken se při mokrém způsobu ředí postupně vodou na suspensi s koncentrací cca 0,5 %, při které se vlákna dokonale třídí. Při suchém způsobu se vysušují vlákna na Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 3

4 vlhkost cca 8 %. K sušení se používá dvojstupňový proudový systém s vyhříváním spalinami zemního plynu. 7. Třídění vlákna a dovlákňování Nedostatečně rozvlákněné části se třídí pomocí sít a po dovláknění se vrací do výrobního procesu. Vytříděná vlákna se skladují při mokrém způsobu v látkových nádržích při konzistenci 2-2,5 % za stálého míchání. U mokrého způsobu se přidává parafín (1% hmoty vláken) a lepidlo UF nebo PF (2% hmoty vláken). Do koberce pro Hobru se přidává kalafuna. Chemikálie se přidávají při vrstvení koberce vláken na odvodňovací síto. Při suchých způsobech se skladování provádí v suchých zásobnících zpravidla o velikosti m³. Manipulace je zde značně jednodušší než při způsobu mokrém. Přidává se 2-4% PF lepidla. 8. Formování koberce U mokrého způsobu se vláknitý koberec formuje na odvodňovacím stroji. Stroje se skládá z regulátoru konzistence látky, nátokové skříně, odvodňovacího síta s lisovací částí a pily na podélné a příčné formátování koberce. Koberec tvoří suspense vláken o koncentraci cca 1,5 %. Průchodem první částí stroje voda odtéká gravitací a koberec se zahustí na 7 % sušiny. V sací skříni se sušina zvýší na 16 % a za předlisovacími válci na 40 %. Koberec se formátuje a posunuje se rychlostí až 18 m/ min. Spotřeba vody se pohybovala u starších zařízení až 80 m³ na 1 tunu vyrobených desek, u novějších zařízení se snížila na 1,5-4 m3. U suchého způsobu vrstvení koberce se vláknitý koberec formuje postupně po vrstvách. Vrstvení vlákna je pneumatické nebo mechanické. Nevýhodou je spotřeba elektrické energie na pneumatickou přepravu vlákna a vytváření podtlaku pod sítem, na kterém se vláknitý koberec vytváří. Rovnoměrnost rozložení vláken je horší proti mokrému způsobu. U českého systému se používá mechanické vrstvení koberce, kde spotřeba elektrické energie je cca desetkrát nižší než u způsobů zahraničních. Rovnoměrnost rozložení navrstvené hmoty po ploše koberce je lepší. Kvalita vrstvení se dosahuje tím, že se koberec tvoří v tenkých čtvrtkruhových vrstvách. Doplň a popiš schéma vrstvení mokrým způsobem: Doplň a popiš schéma vrstvení suchým způsobem: Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 4

5 9. Předlisování desek Koberce vrstvené suchým způsobem vykazují malou hustotu, proto se ještě před formátováním předlisují na troj až šestinásobek hustoty. K tomu slouží převážně používané válcové předlisy, pracující kontinuálně. Hobra se po předlisování suší ve více etážové sušárně při teplotě až 190 C po dobu 2 4 hodin na vlhkost 1-3%. 10. Lisování desek Proces lisování ovlivňuje způsob formování koberce a vstupní vlhkost. Lisování desek se provádí na víceetážových hydraulických lisech. K plnění lisu vláknitými koberci slouží vkládací zařízení s plechovým a bezplechovým systémem. Používá se: mokré lisování, obsah vody v koberci je vyšší než 34% lisování polosuché, obsah vody v koberci je 20-34% suché lisování, obsah vody v koberci je 4-20% a umožňuje výrobu oboustranně hladkých desek bez použití síta Při mokrém lisování obsahuje koberec až 60% vody. Lisování tvrdých desek se provádí při tlaku 5-6 MPa a lisovací teplotě C. V první fázi se koberec slisuje tlakem 5 MPa na požadovanou tloušťku. Lisováním se zvýší sušina koberce na 55%. Pak se sníží tlak asi na 1 MPa a probíhá sušení. Když vlhkost koberce dosáhne 8%, zvýší se tlak opět na 5 MPa a deska se dolisuje a vytvrzuje. Celý proces trvá zhruba 7-9 minut u sololitu tloušťky 3,3 mm. Při suchém způsobu se koberec DVD lisuje mezi hladkými plechy. Lisovací tlak je u suchého způsobu až 7 MPa. V druhém úseku však neprobíhá sušení, ale uvolňování plynů. S ohledem na teplotu 230 C a nízkou vstupní vlhkost se proces zkracuje na dobu 3-5 minut. Doplň a popiš lisovací diagramy mokrým a suchým způsobem: 11. Tepelná úprava desek Tepelná úprava desek se provádí přerušovaně nebo kontinuálně v tunelových zařízeních. Touto úpravou se zlepšují některé fyzikální a mechanické vlastnosti desek jako je bobtnání a nasákavost. Tepelné úpravy trvají při teplotách až 165 C po dobu 4 hodiny nebo při 180 C 2 hodiny. Při přidání PF pryskyřic (bakelizace) tato úprava odpadá. Vyšší teploty a delší časy vedou k tvrzení ale i ke křehnutí desek. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jaroslav Indrák strana 5

6 12. Chlazení, formátování a klimatizace desek Protože DVD vychází z lisu absolutně suché, musí se vlhčit průchodem přes zvlhčovací válce. Vlhčí se spodní strana DVD. Poté se klimatizují ve vlhčících komorách při vlhkosti vzduchu 90% po dobu 6 hodin. Klimatizací se získává rozměrová stabilita desek před použitím. 13. Třídění desek 14. Skladování desek Skladování desek se provádí na palety o výšce 20 cm. Nezbytná je rovinnost skladovacích ploch i kvalita palet, jako základní ochrana před deformacemi desek. Skladované desky musí být také chráněny kryty před přímým tepelným a slunečním zářením. Desky v něm musí být ukládány s rovnovážnou vlhkostí 8% - 10% (t=20 C, φ=40-55%). 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