ES2710393T3 - Procedimiento para la fabricación de una placa de fibras - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de una placa de fibras de hinchamiento reducido mediante encolado de material que contiene lignocelulosa, en donde el material que contiene lignocelulosa se trata antes del encolado con un ácido, en donde el tratamiento se realiza a una temperatura de 70 a 200 ºC y una presión de 1 a 12 bares y en donde el ácido es un ácido de Brönsted seleccionado del grupo que está constituido por ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido hipofosforoso y sus mezclas y en donde el ácido es un ácido con un valor de pKs inferior a 4.
Description
DESCRIPCION
Procedimiento para la fabricacion de una placa de fibras
La invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de una placa de fibras de hinchamiento reducido. Las materias derivadas de la madera se usan por ejemplo en el sector de la construccion como elemento aislante, constructivo o de revestimiento y como revestimiento de suelo.
En la fabricacion de materias derivadas de la madera puede garantizarse un alto aprovechamiento material de la madera. Asl, ademas de madera, se usa madera residual de la industria y madera usada. Las materias derivadas de la madera se fabrican a partir de virutas de madera, recortes de madera o fibras de madera asl como a partir de madera aserrada o chapas de madera de distintos tipos de madera con adicion de aglutinantes naturales y/o sinteticos asl como otros aditivos.
Las propiedades de la madera se determinan como es sabido esencialmente mediante la humedad de la madera. Con absorcion de agua creciente aumenta por regla general la humedad de la madera, disminuyen la resistencia y la estabilidad dimensional de la madera y aumenta la vulnerabilidad frente a microorganismos que destruyen la madera.
En la fabricacion de materias derivadas de la madera gana importancia la minimization de los inconvenientes naturales de la madera. La estabilidad de la madera frente al agua esta determinada mediante el hinchamiento y la contraction y debido a esta modification dimensional puede conducir a problemas durante el procesamiento como tambien durante el uso diario.
En el caso del uso en la parte exterior presentan los productos de madera entre otras cosas el inconveniente de que mediante la absorcion de agua en las paredes celulares se realiza un hinchamiento de la madera en las tres direcciones espaciales. La secuencia recurrente de hinchamiento y contraccion puede conducir en el caso de madera maciza a la formation de grietas asl como en el caso de materias derivadas de la madera, tal como placas de virutas y placas de fibras, a un hinchamiento irreversible. El hinchamiento en el caso de materias derivadas de la madera unidas por arrastre de fuerza, en particular en el caso de revestimientos de suelo, es especialmente problematico. En el caso de materias derivadas de la madera, que presentan capas adheridas una con respecto a otra de manera perpendicular, se obstaculiza la madera durante el hinchamiento y la contraccion, de modo que pueden producirse tensiones que conducen a las deformaciones plasticas. Mediante la penetration de agua, por ejemplo en el caso de revestimientos de suelo, pueden destruirse las uniones por arrastre de fuerza, puede producirse el hinchamiento de los bordes de corte. Las fibras mencionadas anteriormente se rompen entonces mecanicamente, de manera que el revestimiento de suelo presenta danos claramente distinguibles de manera optica, que conducen a un desgaste elevado y acelerado. Ademas tiene este comportamiento una importancia decisiva en materiales de construccion. Durante el hinchamiento puede producirse ademas de la tension creciente tambien una elevada presion de hinchamiento interna, que contrarresta la carga mecanica externa y tambien tiene una influencia sobre la capacidad de carga de la construccion de madera que se encuentra bajo carga continua. La madera presenta en general como sustancias estructurales principalmente celulosa, hemicelulosas y lignina. En los pollmeros de la pared celular pueden encontrarse grupos hidroxilo libres que con moleculas de agua pueden contraer fuertes enlaces por puente de hidrogeno que retienen las moleculas de agua en las celulas y debido a ello provocan el hinchamiento.
Por el estado de la tecnica se conocen distintos procedimientos de revestimiento y otros procedimientos qulmicos para la modificacion de la madera o de superficies de madera para reducir la penetracion de agua.
En “Chemical Modification of Wood” (pag. 419-430, “Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources”, 1a edition, 2008) describen Belgacem y Gandini distintos procedimientos de tratamiento qulmico de la madera para la mejora de la resistencia frente a la degradation atmosferica y biologica asl como para la obtencion de una humectabilidad mas baja. En este caso se tratan superficies de madera con plasma, isocianatos, siloxanos y alcohol furfurllico asl como los grupos hidroxilo libres de los pollmeros de pared celular del material de madera se sustituyen mediante esterification con, por ejemplo, cloruro de octanilo o eterificacion con, por ejemplo, metacrilato de glicidilo. Debido a ello debe limitarse la propiedad de la madera de absorber o bien emitir agua.
En el documento EP 2 032 323 B1, para la fabricacion de materias derivadas de la madera modificadas se hidrofobizan fibras de madera con dispersiones de cera. Mediante esto debe retrasarse la velocidad del hinchamiento del espesor y la velocidad de absorcion de agua de las materias derivadas de la madera fabricadas con ello.
Tambien una reduction de las proporciones que pueden hincharse en los correspondientes productos de madera es una estrategia conocida. Con respecto a esto se propone en el documento DE 102008056650 A1 prensar fibras de madera con partes constituyentes extranas para la madera tal como vidrio, metal, ceramica y/o plasticos para
obtener materias derivadas de la madera. Mediante esta adicion de proporciones de no hinchamiento debe conseguirse un hinchamiento del espesor retardado de las placas de madera.
El documento EP 1762671 B1 describe una placa de construccion que presenta un comportamiento reducido de hinchamiento y contraction y sobre la que se ha aplicado una capa final resistente al agua de poliuretano, plastico o laca o de mezclas de los mismos.
El documento EP 2 181 818 A2 describe un procedimiento para la fabrication de materias de fibras de madera as! como materias de fibras de madera a partir de fibras de madera que se obtienen tras la plastificacion de la madera y que deben presentar una emision reducida de compuestos organicos volatiles (VOC). Las materias de fibras de madera se fabrican de modo que la madera no triturada y/o la madera triturada se pone en contacto con una formulation que contiene al menos un compuesto para el ajuste de un valor de pH neutro a basico y al menos un agente formador de complejo.
El documento EP 0 139530 A3 describe un procedimiento para la fabricacion de cuerpos de material compuesto que contienen lignocelulosa, laminas y similares con un di- o poliisocianato a base de un sistema de aglutinante, en el que se usa un acido mineral. Para ello, en un tambor de mezclado se pulveriza material de madera finamente dividido, seco en primer lugar con un acido mineral (HNO3, HCl, H2SO4) y entonces con un agente de encolado (PMDI) y finalmente se prensa para obtener una materia derivada de la madera.
Los procedimientos conocidos tienen en comun que mediante el revestimiento y la modification qulmica se consigue un retardo del hinchamiento. Esto se debe probablemente a que se realiza un apantallamiento, una ocupacion o bien sustitucion de los grupos hidroxilo libres de los pollmeros de la pared celular y se reduce la higroscopicidad. De esta manera se reduce probablemente la interaction entre moleculas de agua y grupos hidroxilo libres de los pollmeros de la pared celular y debido a ello se consigue una reduction de la velocidad de hinchamiento.
Es desventajoso en las medidas descritas anteriormente que debido a ello solo se consigue un retardo de la absorcion de agua. Ademas, mediante la modificacion qulmica descrita anteriormente se eleva el peso del material de madera, lo que puede ser desventajoso en el procesamiento y la idoneidad como material de construccion.
El experto conoce distintos procedimientos de incorporation para agentes de protection de la madera. A esto pertenecen la aplicacion mediante pintura, pulverization, inmersion y la impregnation en artesa. El uso de estos procedimientos depende de las sustancias constitutivas, el sitio de aplicacion y el uso posterior. En los procedimientos conocidos son desventajosos o bien una baja profundidad de penetracion o un elevado esfuerzo de trabajo y largos tiempos de espera hasta el procesamiento posterior. Asl, si bien las etapas de trabajo de la extension mediante pintura, pulverizacion o inmersion pueden requerir un corto intervalo de tiempo, sin embargo es desventajosa la baja profundidad de penetration. En el caso de la impregnacion en artesa e impregnacion por presion en caldera (impregnacion de la madera mediante vaclo parcial y sobrepresion alternos) si bien pueden conseguirse profundidades de penetracion mas bajas, sin embargo deben integrarse en los dos casos otras etapas de trabajo costosas en el proceso de fabricacion. Por consiguiente, los procedimientos o bien son costosos, caros y/o no pueden integrarse eventualmente sin mas en el proceso de procedimiento usual en la industria de la madera sin elevar el gasto temporal, de trabajo y de costes.
El documento WO 2008/028183 A1 describe un procedimiento para la fabricacion de una placa de fibras de densidad media (MDF), en el que se tratan previamente fibras que contienen lignocelulosa con acido oxalico o derivados de acido oxalico antes de la etapa del refinador en un tipo de digestor.
El documento DE 697 10748 T2 describe en el ejemplo 2 un procedimiento para la fabricacion de una placa MDF, en el que se tratan virutas de madera con acido sulfurico diluido durante 6 minutos a una temperatura de 184 °C y una presion de 10 bares.
Es desventajoso en el tratamiento en el digestor previo que mediante el calor que impera all!, la presion y el alto grado de disociacion del acido pueden danarse fuertemente las fibras de madera. Con estas condiciones de hidrolisis puede degradarse facilmente la celulosa contenida en la madera. Mediante esto puede producirse no solo una disminucion de la calidad de las fibras en general, sino que tambien la estructura de las fibras puede danarse fuertemente de manera que el material de fibras ya no pueda ser adecuado para la fabricacion de una placa de fibras.
La invention se basa en el objetivo de facilitar un procedimiento eficaz, economico con el que puedan fabricarse materias derivadas de la madera de hinchamiento reducido, en particular una placa de fibras de hinchamiento reducido, en procesos estandares habituales en la industria de la madera sin gasto temporal y economico elevado. Este objetivo se consigue de acuerdo con la invencion mediante un procedimiento para la fabricacion de una placa de fibras segun la revindication 1. Las configuraciones ventajosas de la invencion estan indicadas en las reivindicaciones dependientes.
La invention se refiere a un procedimiento para la fabrication de una placa de fibras de hinchamiento reducido mediante encolado de material que contiene lignocelulosa, en el que el material que contiene lignocelulosa se trata antes del encolado con un acido, en el que el tratamiento se realiza a una temperatura de 70 a 200 °C y una presion de 1 a 12 bares y en el que el acido es un acido de Bronsted seleccionado del grupo que esta constituido por acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso y sus mezclas, y en el que el acido es un acido con un valor de pKs inferior a 4.
El procedimiento de acuerdo con la invencion para la fabricacion de una placa de fibras de hinchamiento reducido preve que el material que contiene lignocelulosa se trate antes del encolado con un acido, en el que el tratamiento se realiza a una temperatura de 70 a 200 °C y una presion de 1 a 12 bares. El acido es de acuerdo con la invencion a este respecto en particular un acido de Bronsted seleccionado del grupo que esta constituido por acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso y acido fosfonico.
Sorprendentemente se encontro que la capacidad de hinchamiento de las placas de fibras puede reducirse de manera especialmente sencilla y economica cuando se trata el material que contiene lignocelulosa antes del encolado en las condiciones mencionadas de presion y temperatura con uno de estos acidos y/o una mezcla del acido y sus sales, esteres o aductos (a continuation “tratamiento con acido”). La adicion del acido puede realizarse en cualquier momento antes del encolado.
En la practica se ha mostrado que pueden conseguirse buenos resultados cuando la adicion del acido se realiza tras el digestor previo o el digestor. Se prefiere especialmente una adicion antes del refinador, en particular entre el digestor y el refinador. La adicion del acido puede realizarse a este respecto por ejemplo en un tornillo sin fin de introduction o de descarga que transporta el material que contiene lignocelulosa desde el digestor previo/digestor hacia el refinador. Habitualmente, entre la etapa del digestor y la del refinador se separa por presion o bien se elimina agua parcialmente o completamente. Preferentemente se realiza el tratamiento con acido en un material que contiene celulosa separado por presion o deshidratado de esta manera. Una mezcla de este tipo de material que contiene lignocelulosa prensado y acido puede alimentarse a continuacion al refinador.
Sin querer encasillarse en una determinada teorla cientlfica, es responsable de la reduction de la capacidad de hinchamiento probablemente la elimination mediada por el tratamiento con acido de los grupos hidroxilo que se encuentran libres de los pollmeros de la pared celular, lo que conduce a una interaction mas baja con las moleculas de agua y da como resultado una hidrofobizacion del material.
Es ventajoso que pueda integrarse el tratamiento con acido de manera sencilla en los procedimientos habituales en la industria de la madera para la fabricacion de placas de fibras, es decir no son necesarias etapas intermedias costosas (por ejemplo secados) o interrupciones del procedimiento.
Es ventajoso ademas que los acidos usados de acuerdo con la invencion (por ejemplo acido fosforico) puedan obtenerse de manera economica y esten facilmente disponibles.
Material que contiene lignocelulosa:
Por “material que contiene lignocelulosa” se entiende cualquier tipo de material que contenga lignocelulosa.
La lignocelulosa en el sentido de la invencion contiene celulosa y/o hemicelulosa as! como lignina.
La “celulosa” es un polisacarido no ramificado que esta constituido por de varios cientos a diez mil unidades de celobiosa. Estas unidades de celobiosa estan constituidas a su vez por dos moleculas de glucosa que estan enlazadas a traves de un enlace glicosldico b-1,4.
La “hemicelulosa” es una designacion acumulativa para distintas partes constituyentes de paredes celulares vegetales. En el caso de las hemicelulosas se trata de polisacaridos ramificados con una longitud de cadena mas baja - habitualmente menos de 500 unidades de azucar - que estan constituidos por distintos monomeros de azucar. La hemicelulosa esta constituida esencialmente por distintos monomeros de azucar, tal como por ejemplo glucosa, xilosa, arabinosa, galactosa y manosa, pudiendo presentar los azucares grupos sustituidos con acetilo as! como metilo. Estos tienen una estructura aleatoria, amorfa y pueden hidrolizarse bien. La xilosa o bien arabinosa estan constituidas en parte predominante por monomeros de azucar con cinco atomos de carbono (pentosas). La manosa o bien galactosa estan constituidas principalmente por monomeros de azucar con seis atomos de carbono (hexosas).
Las “ligninas” son macromoleculas aromaticas, ramificadas de manera no uniforme, amorfas que se producen en la naturaleza como parte constituyente de paredes celulares y provocan all! la lignificacion de la celula. Estas estan constituidas por unidades de fenilpropanol sustituidas, muestran un caracter lipofilo y son insolubles a temperatura ambiente en disolventes neutros, tal como por ejemplo agua. Las sustancias precursoras de lignina son por ejemplo alcohol p-coumarllico, alcohol coniferllico y alcohol sinapllico. Las masas molares de lignina se encuentran habitualmente entre 10000 y 20000 g/mol.
El material que contiene lignocelulosa puede encontrarse en el estado desfibrado y/o no desfibrado. De acuerdo con una forma de realizacion preferente de la invencion se anade el material que contiene lignocelulosa en primer lugar en estado no desfibrado (por ejemplo como recortes de madera) y experimenta entonces en el transcurso del procedimiento desfibracion y/o trituracion (por ejemplo en el refinador). Sin embargo es tambien posible anadir el material que contiene lignocelulosa ya en estado desfibrado o en una mezcla de material desfibrado y no desfibrado. El tratamiento del material que contiene lignocelulosa puede realizarse tanto en estado desfibrado, parcialmente desfibrado y/o no desfibrado. Preferentemente se realiza el tratamiento con acido en un material que contiene lignocelulosa, que presenta un contenido de agua del 30 % al 400 % en peso, en particular del 40 % al 200 % en peso, especialmente del 50 % al 150 % con respecto al peso total del material que contiene lignocelulosa.
Un ejemplo de material que contiene lignocelulosa que puede usarse de acuerdo con la invencion son partlculas de madera, por ejemplo cualquier forma de material de madera finamente dividido, es decir en particular virutas de madera, recortes de madera, hebras OSB, fibras de madera y/o serrln. De acuerdo con una forma de realizacion preferente de la invencion comprenden las partlculas de madera, en particular cuando a este respecto se trata de virutas, fibras o hebras, esencialmente o completamente madera nativa. “Esencialmente” significa en este caso hasta el 80, 85, 90, 95, 98 o el 99 % en peso, con respecto al peso total del material que contiene lignocelulosa. Han resultado especialmente adecuadas virutas, fibras y/o hebras de madera nativa. En una forma de realizacion puede seleccionarse el material que contiene lignocelulosa del grupo que esta constituido por material de madera finamente dividido, fibras de madera, virutas de madera y recortes de madera.
Materia derivada de la madera
Por el termino “materia derivada de la madera” se entiende los mas diversos materiales que estan constituidos por madera o contienen madera. Ejemplos de materias derivadas de la madera son placas de madera, laminados, revestimientos de suelo, encimeras, tableros, pales y/o piezas moldeadas de madera, en particular materiales compuestos de partlculas de madera individuales. Tales partlculas de madera o bien elementos estructurales pueden ser cualquier producto de trituracion de materiales que contienen celulosa, tal como por ejemplo partlculas de madera, en particular virutas de madera, material de madera finamente dividido, hebras de madera, fibras de madera, recortes de madera y/o chapas de madera. Las materias derivadas de la madera divulgadas en el presente documento son en particular aquellas a base de madera maciza, materiales de chapa, materiales de virutas, materiales de fibras, placas de fibras u otros materiales compuestos.
El procedimiento divulgado en el presente documento es especialmente muy adecuado para la fabricacion de materias derivadas de la madera prensadas, en particular para la fabricacion de placas de fibras. Como placa de fibras se tiene en consideracion por ejemplo una placa UDF, LDF, MDF o HDF.
Preferentemente, la placa de fibras, o bien el producto previo o intermedio de la placa de fibras, esta constituida esencialmente por material que contiene lignocelulosa. “Esencialmente” significa en este caso hasta el 80, 85, 90, 95, 98 o el 99 % en peso, con respecto al peso total de la materia derivada de la madera. Sin embargo es posible que la placa de fibras, o bien el producto previo o intermedio, contenga otros aditivos. Dependiendo del tipo de la placa de fibras puede ser distinto el material que contiene lignocelulosa, que se trata con acido en el procedimiento de acuerdo con la invencion. La placa de fibras puede generarse por ejemplo mediante trituracion de materiales que contienen celulosa y ensamblaje posterior de los elementos estructurales. El producto previo o intermedio puede seleccionarse por ejemplo del material de partida que contiene lignocelulosa y/o los elementos estructurales obtenidos mediante trituracion, tal como por ejemplo las partlculas de madera, virutas de madera, hebras de madera, recortes de madera, fibras de madera o chapas de madera.
Con el procedimiento de acuerdo con la invencion pueden fabricarse placas de fibras de hinchamiento reducido. Por “hinchamiento reducido” se entiende una reduccion del hinchamiento en comparacion con el material no tratado. Con “hinchamiento” se quiere decir las consecuencias del contacto de las fibras de madera con agua o bien vapor de agua. Mediante el contacto con agua pueden producirse en particular un hinchamiento en humedo y/o una dilatacion por humedad. Por hinchamiento se entiende la capacidad de hincharse o bien el hinchamiento del espesor. La capacidad de hincharse puede determinarse segun la norma europea EN 317 “Spanplatten und Faserplatten”. El hinchamiento del espesor puede determinarse “tras almacenamiento en agua” o bien de acuerdo con la norma ISO 24336 “Laminate floor coverings. Determination of thickness swelling after partial immersion in water”.
De acuerdo con una forma de realizacion preferente de la invencion se consigue mediante el procedimiento de acuerdo con la invencion una reduccion del hinchamiento en al menos el 10 %, con respecto al material no tratado. El hinchamiento puede determinarse segun la norma EN 317 o bien ISO 24336.
De acuerdo con una forma de realizacion de la invencion asciende el contenido del acido a del 0,1 % al 15 % en peso, preferentemente a del 0,1 % al 10 % en peso, en particular al 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3, 5, 7, 9, 10 o 12 % en peso, con respecto a la masa seca (absolutamente seca) del material que contiene lignocelulosa. En una forma de realizacion puede usarse el acido en mezcla con una de sus sales, esteres o aductos.
Acido
El termino “acido” comprende acidos de Bronsted y/o acidos de Lewis. Los acidos de Bronsted que pueden usarse descritos en el presente documento son por ejemplo acidos minerales. Los acidos que pueden usarse de acuerdo con la invencion presentan preferentemente un valor de pKs inferior a 4, preferentemente inferior a 3,5, 3, 2,75, 2,5, 2,3 o 2. El acido puede usarse solo o en combinacion con una de sus sales, esteres o aductos.
Los acidos de Bronsted pueden seleccionarse por ejemplo del grupo que esta constituido por acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso, acido fosfonico, acido sulfurico, acido sulfonico, acido p-toluenosulfonico, acido bencenosulfonico, acido sulfosucclnico, acido metilsulfonico, acido metilfosfonico y acido etilfosfonico o sus mezclas. Preferentemente se selecciona el acido de acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso y acido fosfonico as! como sus mezclas. De manera especialmente preferente se usa acido fosforico, en particular el acido orto-fosforico. Ha resultado ventajoso ademas un tratamiento con una mezcla de acido fosforico y una sal del acido fosforico. En el caso de las sales puede tratarse por ejemplo de sales alcalinas, sales alcalinoterreas y/o sales de amonio.
De acuerdo con la invencion se usa acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso o sus mezclas. Los ensayos practicos han mostrado que mediante esto puede reducirse el riesgo de reacciones fuertemente acidas con el material que contiene lignocelulosa y de reduccion de la calidad que acompana a esto de las fibras que contienen lignocelulosa o del producto final. Otra ventaja se encuentra en que el acido fosforico actua de manera menos corrosiva, de modo que las instalaciones del proceso se solicitan de manera menos fuerte.
Los acidos fosforicos en el sentido de esta invencion son aquellos que presentan un grupo HO-P libre. Ejemplos de acidos fosforicos que pueden usarse de acuerdo con la invencion son acido orto-fosforico, acido fosfonico y/o acido fosflnico. Como acido fosforico se tienen en consideracion en particular acido orto-fosforico. El acido fosforico puede usarse como solucion a del 10 % al 85 % en peso en agua. Si se realiza el tratamiento con acido fosforico en el refinador, se usa preferentemente una solucion a del 50 % al 85 % en peso en agua, en particular una solucion a del 70 % al 85 % en peso en agua. Cuando en este caso se habla de sales del acido orto-fosforico, se quiere decir en particular fosfatos, hidrogenofosfatos y/o dihidrogenofosfatos. Las sales del acido fosforico pueden ser por ejemplo sus sales alcalinas, sales alcalinoterreas y/o sales de amonio o compuestos de amonio. Las sales del acido fosforico que pueden usarse de acuerdo con la invencion son ademas fosfonatos y/o fosfinatos.
Como esteres de acido fosforico se tienen en consideracion en particular esteres alqullicos, ascendiendo la longitud de la cadena de alquilo preferentemente a de 1 a 12 atomos de carbono, preferentemente a de 1 a 10 atomos de carbono, de manera especialmente preferente a de 1 a 5 atomos de carbono y de manera muy especialmente preferente a de 1 a 3 atomos de carbono. En el caso de los aductos del acido fosforico puede tratarse por ejemplo de di-, tri- o meta-fosfatos.
Los acidos de Lewis descritos en el presente documento son por ejemplo trifluoruro de boro, tricloruro de boro, tricloruro de aluminio, cloruro de hierro(III) y/o cloruro de cinc.
La adicion del acido puede realizarse en cualquier sitio en el procedimiento antes del encolado. Ha resultado ventajoso un tratamiento en el calentador previo y/o en el digestor. El tratamiento puede tener lugar con presion elevada (en comparacion con la presion atmosferica) y/o con temperatura elevada (en comparacion con temperatura ambiente). En el calentador previo (digestor previo) tiene lugar el tratamiento normalmente con presion normal y/o a una temperatura de hasta 100 °C.
Otra forma de realization de acuerdo con la invencion preve que el tratamiento se realice tras el digestor, en particular en el estado intermedio tras el digestor y antes del refinador o en el refinador.
De acuerdo con la invencion se realiza el tratamiento a una temperatura de 70 a 200 °C, en particular de 160 a 200 °C. En una forma de realizacion puede realizarse el tratamiento a una temperatura de 120 a 180 °C. De acuerdo con la invencion se realiza el tratamiento con una presion de 1 a 12 bares, en particular de 2 a 10 bares. En una forma de realizacion puede realizarse el tratamiento con una presion de 6 a 9 bares.
En otra forma de realizacion puede ascender la duration del tratamiento a de 0,01 a 15 minutos, en particular a de 0,3 a 5 minutos.
De acuerdo con otra forma de realizacion de la invencion se anade el acido antes y/o durante el proceso de trituration en el refinador. El tratamiento del material que contiene lignocelulosa con el acido se realiza en un refinador usual en la industria por regla general a una temperatura de proceso de 160 a 200 °C y/o una presion de 2 a 10 bares, en particular de 5 a 9 bares.
Por “refinador” se entiende la maquina habitual en la industria de la madera que se usa para la trituracion, en particular para la molienda de fibras. Ejemplos de refinadores adecuados son refinador de discos, refinador de conos o refinador de cilindros. Los refinadores se han descrito por ejemplo en “Taschenbuch der Holztechnik”, Wagenfuhr/Scholz, 2a edition. 2012, pag. 235 y siguientes. En el refinador se tratan partlculas de madera a una
temperatura de proceso de 70 a 200 °C, en particular a de 120 a 180 °C, y/o una presion entre 1 y 10 bar, en particular con de 5 a 9 bares.
Por “tratamiento” se entiende el procesamiento o la puesta en contacto del material que contiene lignocelulosa (o bien un producto previo o intermedio del mismo) con el acido en las condiciones descritas. El material que contiene lignocelulosa puede encontrarse durante el tratamiento en estado no desfibrado, desfibrado y/o parcialmente desfibrado.
Ha resultado ventajoso cuando el tratamiento del material que contiene lignocelulosa se realiza con el acido en el calentador previo, digestor y/o refinador.
En una forma de realizacion de la invencion se anade el acido tras el digestor previo o digestor. Preferentemente se realiza esta adicion de acido aun antes del refinador, de manera especialmente preferente se anade el acido al material que contiene lignocelulosa que sale del digestor, aun caliente. Esto se realiza especialmente de manera practica en un tornillo sinfln de introduccion o de descarga que transporta el material que contiene lignocelulosa desde el digestor previo o digestor hacia el refinador. El acido puede anadirse de acuerdo con otra forma de realizacion en el refinador y/o entre el digestor y el refinador.
Por “digestor” se entiende la maquina habitual en la industria de la madera que se usa para el ablandamiento de los recortes de madera con accion de la temperatura y exceso de agua. El procesamiento de recortes de madera habitual para la produccion de MDF por medio de digestor y posterior etapa de refinador se describe por ejemplo en “Holzwerkstoffe”, Soine, DRW-Verlag 1995, cap. 1.2.2.6.
Se supone que mediante el tratamiento en presencia de humedad, con presion elevada, con temperatura elevada y/o con trituracion simultanea se produce un ablandamiento de los poros de fibra y acompanando a esto un aumento de la superficie de fibras, de modo que el acido usado de acuerdo con la invencion puede difundirse mas facilmente en el nucleo de la fibra. Esto se aplica de manera analoga tambien para el material que contiene lignocelulosa, que se sometio precisamente en primer lugar a estas condiciones, por ejemplo el material que contiene lignocelulosa que se transporta desde el digestor previo por medio de un tornillo sinfln de introduccion o de descarga hacia el refinador. El tiempo de tratamiento con el acido asciende por regla general a menos de 15 minutos, preferentemente son suficientes aproximadamente de 2 a 3 minutos para permitir una difusion suficiente.
Basicamente, la velocidad de reaccion del procedimiento de acuerdo con la invencion es tanto mas alta cuanto mas grande sea la superficie del material que contiene lignocelulosa que va a tratarse (es decir del producto previo o intermedio de la materia derivada de la madera). La superficie aumenta como es sabido con tamano de partlcula decreciente. Por consiguiente, en el procedimiento de acuerdo con la invencion se consigue una velocidad de reaccion mas alta cuando el material que contiene lignocelulosa que va a tratarse presenta un tamano de partlcula pequeno. De acuerdo con una forma de realizacion de la invencion se lleva a contacto el material que va a tratarse con trituracion simultanea con el acido.
De acuerdo con otra forma de realizacion de la invencion se realiza el tratamiento con acido a este respecto durante la trituracion del material que contiene lignocelulosa (por ejemplo en el refinador). Debido a que el material que contiene lignocelulosa experimenta el tratamiento de reduccion del hinchamiento, se garantiza una reduccion del hinchamiento hasta el nucleo de toda la materia derivada de la madera con bajo gasto de costes y de proceso y dentro de la cadena de procedimiento en marcha.
La reaccion del acido, en particular del acido fosforico, con la superficie del material que contiene lignocelulosa puede iniciarse con la introduccion del acido en el calentador previo o bien el digestor o solo entre el digestor y el refinador y en el refinador. Mediante las relaciones termomecanicas en el refinador se acelera adicionalmente la distribucion y/o la reaccion. Mediante la descarga de agua en el secador y/o el secado adicional inducido termicamente del material no tejido de fibras durante la formacion de la placa en la prensa igualmente puede impulsarse adicionalmente la reaccion. La reaccion final concluye con frecuencia solo tras el enfriamiento de la placa fabricada en el almacenamiento.
Otra ventaja del procedimiento de acuerdo con la invencion es que el proceso de difusion discurre segun esto en el intervalo de pocos minutos. Es ventajosa ademas la breve duracion de tratamiento en el recipiente de calentamiento previo, digestor previo y/o refinador o entremedias. Esta asciende por regla general a no mas de 15 minutos, preferentemente a de 0,01 a 10 minutos, de manera especialmente preferente a de 0,1 a 5 minutos, en particular a de 0,3 a 2 minutos. Por consiguiente, el procedimiento de acuerdo con la invencion es compatible con procesos de produccion habituales de la industria de la madera. Este puede usarse dentro de una produccion en marcha sin modificacion significativa de la productividad de las instalaciones usadas.
Pueden conseguirse resultados especialmente buenos cuando el procedimiento de acuerdo con la invencion se aplica para la fabrication de materiales compuestos de madera, en particular de una placa de fibras.
Basicamente, el experto conoce distintos procedimientos para la fabricacion de materias derivadas de la madera, tal como por ejemplo placas de fibras, en particular placas HDF o MDF. Debido a ello puede realizarse un tratamiento con el acido sin problemas con una pluralidad de procesos de produccion, tal como por ejemplo en un proceso estandar de HDF o MDF.
El procedimiento de acuerdo con la invencion puede estar configurado a este respecto de modo que este comprende al menos las siguientes etapas:
a) calentar inicialmente el material que contiene lignocelulosa en un recipiente de calentamiento previo;
b) digerir el material que contiene lignocelulosa en un digestor;
c) triturar el material que contiene lignocelulosa en un refinador;
d) tratar el material que contiene lignocelulosa con el acido y/o una mezcla del acido y su sal previamente o en al menos una de las etapas a), b) y/o c); y/o entre las etapas b) y c);
e) encolar el material que contiene lignocelulosa con un aglutinante;
f) opcionalmente: secar la mezcla que contiene el material que contiene lignocelulosa;
g) prensar la mezcla que contiene el material que contiene lignocelulosa para obtener una materia derivada de la madera.
Etapa a)
En la etapa a) se calienta previamente el material que contiene lignocelulosa que va a procesarse hasta la temperatura deseada.
Etapa b)
En la etapa b) se digiere en humedo el material que contiene lignocelulosa en el digestor con presion elevada y con temperatura elevada. Preferentemente se ajusta a este respecto una temperatura de 160 a 200 °C y/o una presion de 1 a 12 bares, en particular de 1,5 a 12 bares, de 2 a 10 bares, de 3 a 10 bares o de 5 a 9 bares.
Basicamente tienen lugar las etapas a) y/o b) usando un exceso de agua. La proporcion de agua en la mezcla de agua y el material que contiene lignocelulosa en la etapa a) y/o b) puede ascender a del 100 % al 400 % en peso, en particular a del 150 % al 300 % en peso de cantidad con respecto al peso total del material que contiene lignocelulosa.
En una forma de realizacion puede realizarse la adicion del acido en la etapa a) y/o b). Debido a la elevada proporcion de agua en la etapa a) y/o b) se diluye otra vez el acido anadido. Esto puede ser ventajoso dado que segun la ley de dilucion de Ostwald aumenta el grado de proteolisis con dilucion creciente. Esto permite un aprovechamiento especialmente eficaz del acido usado. La reaccion del acido se refuerza adicionalmente mediante la superficie aumentada del material que contiene lignocelulosa desfibrado y/o la elevada temperatura y la apertura de poros de las fibras que con frecuencia acompana a esto.
Mientras que basicamente mediante la adicion del acido en la etapa a) y/o b) pueden mejorarse las propiedades de hinchamiento, los ensayos practicos han mostrado que una adicion de este tipo puede repercutir negativamente sobre la resistencia a la traccion transversal.
La adicion del acido en la etapa a) y/o b) puede ser problematica, dado que es diflcil una dosificacion exacta debido a la dilucion considerable y parcialmente debilitadora. Facilmente puede producirse que o bien se anada muy poco acido o demasiado, lo que conduce entonces a que la reaccion del acido con el material que contiene lignocelulosa transcurra fuertemente de manera que con esto se resienta la calidad del material que contiene lignocelulosa y con ello tambien la calidad del producto final. Mediante el efecto de dilucion del agua presente puede producirse tambien que no se introduzca acido de manera suficiente en el material que contiene lignocelulosa, por lo que debe prolongarse a su vez el tiempo de tratamiento en la etapa a) y/o b).
Etapa intermedia bc)
Tras la digestion en la etapa b) se alimenta el material que contiene lignocelulosa al refinador (etapa c)). Esta fase entre el digestor y el refinador se designa en este caso como “etapa intermedia bc)”. Ha resultado especialmente practico cuando el tratamiento con acido tiene lugar en esta etapa intermedia bc).
La etapa intermedia bc) incluye la transferencia del material que contiene lignocelulosa desde el digestor hacia el refinador, sin embargo puede comprender tambien aun otros procesos, en particular tambien un almacenamiento intermedio u otro procesamiento del material que contiene lignocelulosa. Habitualmente se alimenta el material que contiene lignocelulosa desfibrado obtenido a partir de la etapa b) al refinador usado en la etapa c) por medio de un tornillo sinfln de introduction o de descarga. Segun esto se descarga el material que contiene lignocelulosa aun caliente del digestor y se transporta hacia el refinador. Dado que la etapa previa a) y/o b) presenta una proporcion de agua elevada, que no es deseable en las siguientes etapas de procedimiento, en la etapa intermedia de transporte
bc) se separa por prensado o se elimina habitualmente el agua del material que contiene lignocelulosa al menos parcialmente. Tras el prensado, el material que contiene lignocelulosa presenta normalmente una proportion de agua del 50 % al 200 % en peso, en particular del 75 % al 150 % en peso, con respecto al peso total del material que contiene lignocelulosa. Preferentemente, el tratamiento con acido se realiza tras una separation por prensado o elimination del agua de este tipo, que se realiza a continuation de la extraction del digestor.
Normalmente, el material que contiene lignocelulosa presenta durante el transporte desde el digestor previo hacia el refinador aun una temperatura elevada. Esto repercute positivamente en el tratamiento con acido.
La adicion del acido se realiza de manera especialmente preferente en la etapa intermedia bc). La adicion del acido en la etapa intermedia bc) puede realizarse de manera que en primer lugar se separe por prensado o se elimine total o parcialmente agua y entonces se realice la adicion del acido. En particular puede anadirse el acido tras o durante la separacion por prensado o eliminacion del agua al menos parcial del material que contiene lignocelulosa. La duration del tratamiento con el acido en la etapa intermedia bc) puede ascender a de 0,1 segundos a 2 minutos, preferentemente a de 0,5 segundos a 1 minuto y en particular preferentemente a de 1 segundo a 30 segundos. Los inconvenientes, tal como existen en el caso de la adicion en la etapa a) y/o b), pueden evitarse en gran parte mediante la adicion de acido en la etapa intermedia bc). Mediante la separacion por presion o la eliminacion del agua en la etapa intermedia bc) no se diluye fuertemente as! el acido, de manera que se garantiza tambien una mejor dosificacion y puede reducirse el riesgo de reacciones incontroladas. Dado que el acido se usa as! concentrado, puede reducirse tambien el tiempo de tratamiento, lo que puede repercutir positivamente en los costes de production. Ademas, el material que contiene lignocelulosa tras el desfibrado en la etapa a) y/o b) presenta una superficie elevada y una temperatura elevada, de modo que los poros del material que contiene lignocelulosa estan al menos parcialmente abiertos o se han ensanchado, con lo que el acido puede difundir mas facilmente en el material que contiene lignocelulosa.
Los ensayos practicos han mostrado ademas que puede ser ventajoso cuando la reaction del acido se concluye solo tras el enfriamiento del producto fabricado en el almacenamiento. Por tanto puede ser tambien ventajoso cuando el acido se anade en la etapa intermedia bc) o etapa c) y con ello puede permanecer en el procedimiento posterior en el material que contiene lignocelulosa. Si se anade el acido en la etapa a) y/o b), se separa conjuntamente el acido al menos parcialmente mediante la separacion por presion o eliminacion del agua en la etapa c) simultaneamente y ya no puede estar a disposition entonces para la reaccion.
En una forma de realization especialmente preferente se usa como acido un acido de Bronsted seleccionado del grupo que esta constituido por acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso, acido fosfonico y sus mezclas en la etapa intermedia bc) y/o la etapa c). En particular puede usarse el acido a este respecto en una cantidad del 0,1 al 10 % en peso, con respecto al material que contiene lignocelulosa (absolutamente seco). Como acido se prefiere especialmente de acuerdo con la invention acido fosforico. En otra forma de realizacion puede anadirse el acido fosforico en mezcla con una de sus sales, esteres o aductos en la etapa intermedia bc) y/o la etapa c).
Etapa c)
En la etapa c) se realiza una trituration del material que contiene lignocelulosa (refinador). De acuerdo con una forma de realizacion de la invencion se anade el acido antes y/o durante el proceso de trituracion en el refinador. El tratamiento del material que contiene lignocelulosa con el acido en un refinador habitual en la industria se realiza por regla general a una temperatura de proceso de 160 a 200 °C y/o una presion de 2 a 10 bares, en particular de 5 a 9 bares. Estas condiciones permiten una rapida difusion de las moleculas de acido hasta el nucleo del material que contiene lignocelulosa.
Etapa d)
El tratamiento con acido puede realizarse en cualquier etapa antes del encolado. Preferentemente se realiza el tratamiento en al menos una de las etapas a), b), bc) y/o c). El tratamiento con acido puede realizarse tambien antes o tras al menos una de las etapas a), b), c) y d). Ejemplos de ello son la alimentation del acido en tornillos sinfln de introduction o descarga, que transportan el material que contiene lignocelulosa. Como alternativa puede realizarse la adicion del acido directamente en el recipiente de calentamiento previo, digestor previo y/o refinador. Se prefiere especialmente la adicion del acido entre capas b) y c), es decir en la etapa intermedia bc), y/o durante la etapa c). En una forma de realizacion preferente se anade el acido en la etapa bc).
En la realizacion practica del procedimiento ha resultado ventajoso ademas un tratamiento multiple del material que contiene lignocelulosa.
En una forma de realizacion especialmente preferente se usa como acido un acido de Bronsted que se selecciona del grupo que esta constituido por acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso y acido fosfonico y sus mezclas. En particular puede usarse el acido a este respecto en una cantidad del 0,1 % al 10 % en peso, con respecto al material que contiene lignocelulosa (absolutamente seco). Como acido se prefiere especialmente de
acuerdo con la invencion acido fosforico. En otra forma de realizacion puede anadirse el acido fosforico en mezcla con una de sus sales, esteres o aductos.
Etapa e)
En la etapa e) se encola el material que contiene lignocelulosa con un aglutinante. Los aglutinantes adecuados son en particular una resina de melamina y/o de urea.
Cuando en el presente documento se habla de “encolado” entonces puede entenderse por esto la humectacion total o parcial con una composition que contiene un aglutinante. Las composiciones de este tipo se designan por el experto en particular tambien como “bano de cola”. El encolado puede significar en particular tambien la distribution uniforme de la composicion que contiene aglutinante sobre las partlculas de madera. La aplicacion de la composicion que contiene aglutinante puede realizarse por ejemplo mediante impregnation o pulverization, en particular en una llnea de soplado.
De acuerdo con una forma de realizacion preferente de la invencion le sigue al refinador una llnea de soplado. En la llnea de soplado pueden aplicarse por pulverizacion ademas de los aglutinantes anadidos y agentes de hidrofobizacion opcionalmente tambien aun agentes modificadores de superficie, que neutralizan la superficie y/o encapsulan las fibras.
La cantidad del aglutinante usado en el encolado asciende preferentemente a del 0,1 % al 20 % en peso, en particular a del 1,0 % al 16 % en peso, aun mas preferentemente a del 4,0 % al 14,0 % en peso, con respecto al peso seco de madera (resina solida/absolutamente seca). Para muchas aplicaciones es especialmente practico cuando el aglutinante se usa en una cantidad del 0,1 % al 15 % en peso con respecto al peso seco de madera (resina solida/absolutamente seca). La aplicacion del aglutinante puede realizarse, por ejemplo, en la llnea de soplado conocida para el experto.
Basicamente es adecuado el procedimiento de acuerdo con la invencion para una pluralidad de combinaciones de aglutinante-partlculas de madera. Ejemplos de aglutinantes que pueden usarse de acuerdo con la invencion son aminoplasticos, fenoplasticos, acetatos de vinilo, isocianatos, resinas epoxldicas y/o resinas acrllicas. Los aglutinantes especialmente preferentes son resina de urea-formaldehldo (UF), resina de melamina-formaldehldo, resina de fenol-formaldehldo (PF), poli(acetato de vinilo) y/o cola blanca.
De acuerdo con una forma de realizacion preferente de la invencion se usa como aglutinante para el encolado un sistema a base de resinas de urea-formaldehldo (UF), resinas de urea-formaldehldo reforzadas con melamina (MUF), resinas de melamina-urea-fenol-formaldehldo (MUPF), resinas de fenol-formaldehldo (PF), diisocianatos polimericos (PMDI) y/o isocianatos. Preferentemente, en el caso del aglutinante se trata de una resina de aminoplastico.
El aglutinante usado en el procedimiento de acuerdo con la invencion puede contener ademas agentes endurecedores. Como alternativa o adicionalmente puede realizarse el curado tambien mediante prensado del material compuesto con accion de calor.
Etapa f)
Opcionalmente puede realizarse entre el encolado (etapa e) y el prensado (etapa g) aun un secado de la mezcla encolada que contiene el material que contiene lignocelulosa.
Etapa g)
En la etapa g) se prensa la mezcla que contiene el material que contiene lignocelulosa finalmente para obtener una placa de fibras. Basicamente el experto conoce distintos procedimientos para prensar partlculas de madera encoladas para obtener un material compuesto. Los resultados optimos pueden conseguirse cuando el prensado se realiza a una temperatura de prensado de al menos aproximadamente 150 °C.
El experto conoce distintos procedimientos para fabricar materiales de virutas de madera mediante prensado. De acuerdo con una forma de realizacion de la invencion se prensan las partlculas de madera encoladas en la etapa g) para dar un material de virutas de madera. Preferentemente se trata en el caso de la etapa g) de un prensado en caliente. Pueden conseguirse resultados optimos cuando el factor de prensado durante el prensado en caliente asciende a de 2 a 10 s/mm, preferentemente de 3 a 6 s/mm. Por factor de prensado se entiende en este caso en particular el tiempo de permanencia del material de virutas de madera que contiene lignocelulosa en segundos por millmetro de espesor o grosor del material de virutas de madera que contiene lignocelulosa recien prensado en la prensa.
Las temperaturas adecuadas para el prensado en la etapa g) del procedimiento de acuerdo con la invencion o de una de sus formas de realizacion son temperaturas de 150 °C a 250 °C, preferentemente de 160 °C a 240 °C, en
particular preferentemente de 180 °C a 230 °C. A temperaturas en estos intervalos puede realizarse el procedimiento de manera especialmente economica.
Por motivos economicos y tecnicos de procedimiento ha resultado ventajoso cuando durante el prensado se usa una presion de prensado especlfica (presion activa sobre la superficie de la placa) de 50 a 300 N/cm2. Las presiones de este tipo garantizan una adhesion especialmente buena de las partlculas que contienen lignocelulosa entre si. Ademas puede conseguirse con una presion de apriete de este tipo una alta resistencia de los materiales de virutas de madera que contienen lignocelulosa.
En el presente documento se ha descrito ademas tambien el uso del procedimiento o de una de sus formas de realizacion para la fabricacion de una materia derivada de la madera de hinchamiento reducido.
En el presente documento se ha descrito tambien el uso de acido fosforico, una de sus sales, esteres o aductos para la fabricacion de una materia derivada de la madera de hinchamiento reducido.
En el presente documento se ha descrito tambien una placa de fibras que puede obtenerse segun el procedimiento de acuerdo con la invencion o una de sus formas de realizacion as! como un laminado que puede obtenerse mediante procesamiento posterior de la placa de fibras, un revestimiento de suelo, una encimera, tablero o pale.
A continuacion se describe en mas detalle la invencion a modo de ejemplo por medio de ejemplos de realizacion.
Ejemplo 1
Se fabrica una placa de fibras de madera de hinchamiento reducido segun el procedimiento MDF habitual en la industria de la madera.
Los recortes de madera llegan al tratamiento previo hidrotermico en un recipiente de calentamiento previo, donde se “evaporan previamente” junto con el 1 % en peso de acido orfo-fosforico (con respecto a la cantidad total de agua y recortes de madera) con presion atmosferica a una temperatura de hasta 100 °C. Los recortes de madera parcialmente plastificados y modificados llegan entonces a traves de platos de descarga vibratorios y un tornillo sinfln transportador al digestor. La pendiente de la espiral del tornillo sinfln se reduce continuamente, de manera que esta comprime los recortes de madera hasta obtener un tapon relativamente sellado a presion. Con este tapon tiene lugar la obturacion con respecto al digestor. En este caso se “digieren” los recortes de madera con una presion de vapor entre 6 y 10 bares a de 140 a 180 °C. En el digestor permanecen los recortes de madera durante aproximadamente de 1 a 6 minutos, antes de que se alimenten mediante un tornillo sinfln transportador (tornillo sinfln de descarga) y por medio del tornillo sinfln de alimentacion en el refinador (desfibrador) y se muelan con una presion de vapor de 6 a 10 bares para dar fibras. En la llnea de soplado que sigue al refinador pueden aplicarse por pulverizacion ademas de la resina de melamina-urea-fenol-formaldehldo (aglutinante) anadida aun otros agentes de hidrofobizacion como tambien agentes modificadores de superficie, que neutralizan la superficie o encapsulan la fibra. Las fibras encoladas llegan ahora al secador y se secan hasta obtener la humedad residual deseada. Mediante cilindros distribuidores se esparcen las fibras sobre una banda de moldeo circulante y se ajusta la altura de la estera de fibras as! producida mediante cilindros de calibracion (Skalper). Tras una compactacion previa se prensa la estera de fibras sinfln en una prensa en caliente continua a 200 °C y 30 bares durante aproximadamente 3 minutos hasta obtener su espesor deseado.
La placa de fibras de madera as! obtenida presenta un hinchamiento de espesor significativamente reducido.
Ejemplo 2
Se fabrica una placa de fibras de madera segun el procedimiento MDF habitual en la industria de la madera.
Los recortes de madera llegan al tratamiento previo hidrotermico en un recipiente de calentamiento previo, donde se “evaporan previamente” con presion atmosferica a una temperatura de hasta 100 °C. Los recortes de madera parcialmente plastificados y modificados llegan entonces a traves de platos de descarga vibratorios y/o un tornillo sinfln transportador al digestor. La pendiente de la espiral del tornillo sinfln se reduce continuamente, de manera que esta comprime los recortes de madera hasta obtener un tapon relativamente sellado a presion. Con este tapon tiene lugar la obturacion con respecto al digestor. En este caso se “digieren” los recortes de madera con una presion de vapor entre 6 y 10 bares a de 140 a 180 °C. En el digestor permanecen los recortes de madera durante aproximadamente de 1 a 6 minutos, antes de que se alimenten mediante un tornillo sinfln transportador (tornillo sinfln de descarga) junto con acido orfo-fosforico en una cantidad del 10 % en peso, con respecto a la cantidad del material de madera, en el refinador (desfibrador) y se muelan con una presion de vapor de 6 a 10 bares para dar fibras. En la llnea de soplado que sigue al refinador pueden aplicarse por pulverizacion ademas de la resina de melamina-urea-fenol-formaldehldo (aglutinante) anadida aun otros agentes de hidrofobizacion como tambien agentes modificadores de superficie, que neutralizan la superficie o encapsulan la fibra. Las fibras encoladas llegan ahora al secador y se secan hasta obtener la humedad residual deseada. Mediante cilindros distribuidores se esparcen las fibras sobre una banda de moldeo circulante y se ajusta la altura de la estera de fibras as! producida
mediante cilindros de calibracion (Skalper). Tras una compactacion previa se prensa la estera de fibras sinffn en una prensa en caliente continua a 200 °C y 30 bares durante aproximadamente 3 minutos hasta obtener su espesor deseado.
La placa de fibras de madera asf obtenida presenta un hinchamiento de espesor significativamente reducido.
Ejemplo 3:
Se determino el efecto reductor del hinchamiento de un acido fosforico al 85 % (m/m) sobre las fibras de madera.
Las fibras de madera se sometieron a un proceso de desfibracion. Para ello se digirieron los recortes de madera en un digestor previo. Las fibras de madera se alimentaron al refinador desde el digestor previo por medio de un tornillo sinffn de descarga con separacion por presion de agua. Aun antes de que las fibras de madera alanzaran el refinador, se anadio acido fosforico. Las fibras de madera asf obtenidas se sometieron a estudio para determinar sus propiedades de hinchamiento. Para ello se pesaron en un vaso de precipitados fibras de madera, tanto las fibras de referencia (0 % de acido fosforico) como tambien aquellas que se trataron con acido fosforico (pesaje inicial, EW) y se recubrieron con agua, de modo que estas estaban completamente cubiertas. La proporcion de acido fosforico esta indicada en la tabla 1 como % en peso de acido fosforico con respecto al peso total de las fibras de madera (absolutamente seco). Tras tiempos de actuacion distintos se separo gota a gota el agua de las muestras a traves de un papel de filtro que se encontraba en un tamiz de 800 mm, durante 15 minutos. Tras esto se pesaron las fibras de madera (pesaje final, AW) y se determino la capacidad de absorcion de agua (WAV) tal como sigue:
Ademas se determino la reduccion de hinchamiento de las fibras de madera (muestras 1-1 a 3-3) en comparacion con las respectivas placas de referencia 1 a 3.
La reduccion de hinchamiento se calculo tal como sigue:
[WAV (REFERENCIA) - WAV (MUESTRA)] * 100 / [WAV (REFERENCIA)]
El pesaje inicial, el pesaje final, los tiempos de actuacion y los resultados estan expuestos en la tabla 1 mencionada a continuacion.
Tabla 1:
En total se mostro una clara reduccion del hinchamiento de las fibras de madera tratadas con acido fosforico (muestras 1 a 7) en comparacion con las fibras de madera no tratadas (referencia 1 a 3).
Claims (12)
1. Procedimiento para la fabricacion de una placa de fibras de hinchamiento reducido mediante encolado de material que contiene lignocelulosa, en donde el material que contiene lignocelulosa se trata antes del encolado con un acido, en donde el tratamiento se realiza a una temperatura de 70 a 200 °C y una presion de 1 a 12 bares y en donde el acido es un acido de Bronsted seleccionado del grupo que esta constituido por acido fosforico, acido fosforoso, acido hipofosforoso y sus mezclas y en donde el acido es un acido con un valor de pKs inferior a 4.
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el acido se usa en una cantidad del 0,1 % al 10 % en peso, con respecto al material que contiene lignocelulosa (absolutamente seco).
3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el acido se usa en mezcla con una de sus sales, esteres o aductos.
4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que como acido se usa un acido con un valor de pKs inferior a 3 o inferior a 2,5.
5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el tratamiento se realiza a una temperatura de 120 a 180 °C.
6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el tratamiento se realiza a una presion de 6 a 9 bares.
7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que la duracion del tratamiento asciende a de 0,01 a 15 minutos, en particular a de 0,3 a 5 minutos.
8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el tratamiento se realiza en el estadio intermedio tras el digestor y antes del refinador.
9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el material que contiene lignocelulosa se encuentra en estado desfibrado y/o no desfibrado.
10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que el material que contiene lignocelulosa se selecciona del grupo que esta constituido por material de madera finamente dividido, fibras de madera, virutas de madera y recortes de madera.
11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en donde el procedimiento comprende al menos las siguientes etapas:
a) calentar previamente el material que contiene lignocelulosa en un recipiente de calentamiento previo;
b) digerir el material que contiene lignocelulosa en un digestor;
c) triturar el material que contiene lignocelulosa en un refinador;
d) tratar el material que contiene lignocelulosa con el acido en las etapas a), b) y/o c) y/o entre las etapas b) y c); e) encolar el material que contiene lignocelulosa con un aglutinante;
f) opcionalmente: secar la mezcla que contiene el material de lignocelulosa;
g) prensar la mezcla que contiene el material que contiene lignocelulosa para obtener una placa de fibras.
12. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que la placa de fibras es una placa UDF, LDF, MDF o HDF.
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