ES2941489T3

ES2941489T3 - Procedimiento de fabricación de un panel a base de madera

Info

Publication number: ES2941489T3
Application number: ES18728866T
Authority: ES
Inventors: Dieter Döhring
Original assignee: Xylo Technologies AG
Current assignee: Lignum Technologies AG
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2038-05-30
Also published as: HUE061603T2; EP3802034A1; RU2755311C1; CN112166017B; HRP20230301T1; PT3802034T; CA3098456A1; CN112166017A; CA3098456C; RS64121B1; WO2019228621A1; US20210308899A1; UA126220C2; PL3802034T3; EP3802034B1; DK3802034T3

Abstract

La presente invención se refiere a un método para la fabricación de un panel a base de madera que comprende proporcionar fibras de madera que se impregnan con una resina fenólica, siendo la proporción de resina (basada en el contenido de sólidos) a fibras de madera del 10 al 50 % en peso. Las fibras impregnadas se compactan previamente en una prensa a temperaturas de prensa inferiores a 110 °C en un tablero de fibra químicamente reactivo y luego se prensan para compactar paneles a temperaturas entre 130 y 180 °C. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de un panel a base de madera

1. Campo de la invención

Esta invención se refiere a un procedimiento para la producción de paneles a base de madera, en particular paneles compactos altamente comprimidos con una densidad de preferiblemente más de 1.200 kg/m3. Los paneles se utilizan, por ejemplo, como revestimiento de paredes, en zonas sanitarias o en la construcción de muebles. Un desarrollo especial adicional de la invención radica en un procedimiento para la producción de un panel retardante de llama a base de madera.

2. Antecedentes técnicos

Un gran número de paneles a base de madera, en particular los denominados tableros de fibra de madera de densidad media (tableros MDF) o tableros de fibra de alta densidad (tableros HDF), se conocen del estado de la técnica. Sirven, por ejemplo, como un elemento básico o placa portadora para la producción de muebles o revestimientos de suelos. Por lo general, se proporciona un tablero portador hecho de MDF o HDF y se aplica un papel decorativo impregnado con una resina de melamina a la parte superior y, si es necesario, también a la parte inferior. Las resinas se curan bajo la influencia del calor y la presión, de modo que se crea una superficie resistente a la abrasión y al rayado. Para aumentar la resistencia a la abrasión, se pueden agregar partículas resistentes a la abrasión a la superficie antes de presionar, especialmente corindón.

Para aplicaciones mecánicamente particularmente exigentes, se producen los llamados laminados compactos según la norma EN 438. Para este propósito, los papeles kraft, típicamente con un peso base entre 150 y 250 g/m2, se impregnan con resinas fenólicas (por ejemplo, un papel base de 150 g/m2 tiene 218 g/m2 después de la impregnación), se cortan a medida y se apilan varias capas una encima de la otra. Las capas externas generalmente consisten en papel decorativo impregnado con resina de melamina. Este paquete se presiona a continuación en prensas de múltiples niveles entre láminas de acero a una presión de prensado específica entre 7 y 10 MPa y temperaturas generalmente entre 140 y 170 °C. Los costes asociados son extremadamente altos, por ejemplo, cuando se usa papel kraft de 150 g/m2 para producir un tablero compacto de 13 mm de espesor, se tienen que apilar aproximadamente de 70 a 80 hojas una encima de la otra.

Los documentos CN 105599099 A y CN 102275 198 A describen procedimientos de producción de paneles compactos donde las fibras de madera se encolan con resinas fenólicas.

Por lo tanto, la presente invención se esfuerza por mejorar el estado de la técnica, combinando las dos tecnologías descritas anteriormente y, en particular, proporcionando un procedimiento más rentable para fabricar un panel a base de madera, o más precisamente un panel compacto, con propiedades de acuerdo con EN 438 que es de buena calidad, dimensionalmente estable y mecánicamente elástico. Un aspecto adicional de la presente invención es la provisión de un procedimiento para la producción de un panel compacto que muestra un buen comportamiento en caso de incendio, es decir, es resistente al fuego. Estas y otras tareas, que se especifican en la siguiente descripción o pueden ser reconocidas por el experto en la materia, se resuelven con un procedimiento para la producción de un panel a base de madera según la reivindicación 1, así como con los desarrollos adicionales descritos en las reivindicaciones dependientes.

3. Descripción detallada de la invención

Según la presente invención, se proporciona un procedimiento para la producción de un panel a base de madera, respectivamente un panel compacto a base de madera. En una primera etapa, se proporcionan astillas de madera, ya que también se usan, por ejemplo, en la producción de tableros MDF. Las astillas de madera se procesan a continuación (se despulpan/descomponen) en un refinador en fibras de madera. La duración de las astillas de madera en el refinador es de 3 a 20 minutos, a una presión de 0,4 a 1,6 MPa (4 a 16 bar). Es ventajoso que las fibras de madera se descompongan mucho más en el procedimiento de cocción en comparación con la producción de MDF convencional. Sin embargo, las fibras de madera así proporcionadas no están encoladas con resina de urea como es típico para la producción de MDF y HDF, sino que están encoladas (impregnadas) con una resina fenólica. La relación en peso de resina (basada en el contenido de sólidos en la resina normalmente líquida) a fibras de madera es de 10 a 50 partes de resina por 100 partes de fibras de madera. Las fibras de madera encoladas (impregnadas) son situadas a continuación, por ejemplo, sobre una cinta de formación, se envasan previamente y a continuación se compactan previamente en una prensa de doble cinta a temperaturas de prensado por debajo de 110 °C para formar un tablero de fibras químicamente reactivo. Es muy importante que las temperaturas en la prensa se elijan de modo que la resina fenólica no reaccione químicamente. Con tales tableros de fibra químicamente reactivas precompactadas, el aglutinante, por lo tanto, no se reticula químicamente. Después de la prensa de doble cinta, la hebra de tablero de fibra se corta a medida y los tableros así obtenidos se enfrían. La alta adhesividad de la resina fenólica junto con las fibras de madera más flexibles, que se descomponen bien en el procedimiento de cocción en el refinador, aseguran que los tableros de fibras reactivas producidos de esta manera tengan suficiente resistencia mecánica para fines de manejo y transporte adicionales. Esto significa que los paneles pueden, por ejemplo, rectificarse, apilarse y transportarse en grandes formatos. El tablero de fibra químicamente reactivo precompactado se somete a una segunda etapa de procedimiento y se alimenta a una prensa, tal como una prensa multinivel discontinua, y, a continuación, se presiona a temperaturas entre 130 y 180 °C para formar paneles compactos. El ciclo de prensado para esto es bien conocido por los expertos en el campo de los laminados compactos y no tiene que explicarse en detalle.

Las dos etapas de procedimiento descritas se pueden llevar a cabo con un intervalo de tiempo significativo entre ellas. Los tableros de fibra químicamente reactivas tienen una vida útil de al menos 6 semanas cuando se almacenan adecuadamente, lo que es muy ventajoso para la logística de producción. Cuando el tablero de fibra reactiva precompactada se compacta a temperaturas elevadas, se produce una reacción química y reticulación del aglutinante. Si los tableros de fibra químicamente reactivos están provistos de papeles decorativos impregnados con resina de melamina en ambos lados antes de la segunda etapa de prensado, se pueden obtener paneles compactos decorativos con propiedades conocidas por la norma EN 438. En particular, las propiedades mecánicas de los paneles compactos se pueden mejorar aún más presionando adicionalmente un papel kraft impregnado con resina fenólica sobre la parte superior e inferior del tablero de fibra reactiva debajo de la lámina decorativa.

En comparación con la producción de tableros o paneles compactos convencionales a partir de papel kraft descrito anteriormente, los costes de producción para un panel compacto inventivo son mucho más bajos, ya que la producción de papel kraft en una máquina de papel, la impregnación del mismo y el apilamiento de muchas capas ya no son necesarios.

Las etapas del procedimiento descritas anteriormente son esenciales para la presente invención, a saber, primero la producción de un tablero de fibra químicamente reactivo precompactado y, en una segunda etapa, la compactación posterior bajo presión y calor para formar un panel compacto (panel a base de madera). La precompactación no debe conducir a una reacción química de las resinas, sino que debe tener lugar de tal manera que se produzca un producto intermedio manejable.

La precompactación de las fibras en un tablero de fibras químicamente reactivo se lleva a cabo preferiblemente en una prensa de doble cinta de funcionamiento continuo y la posterior compactación y curado en un tablero o panel compacto a temperaturas elevadas por medio de una prensa de funcionamiento discontinuo. Es esencial que se seleccionen temperaturas más bajas durante la precompactación, de modo que la resina fenólica permanezca químicamente completamente reactiva. Preferiblemente, las astillas de madera se procesan en fibras de madera usando un refinador con un tiempo de cocción de 3 - 10 min, una presión de 8 - 15 bar y una energía de refinador de 25 - 70 kWh/t. En cualquier caso, las condiciones deben elegirse de tal manera que las fibras se desintegren de la manera más uniforme posible y que no estén presentes partículas de madera más grandes. Preferiblemente, la relación de resina (basada en el contenido de sólidos) a fibras de madera es del 10 al 40 por ciento en peso, más preferiblemente del 15 al 30 por ciento en peso y lo más preferiblemente del 15 al 25 por ciento en peso. Por ejemplo, se añaden 400 kg de resina fenólica (resina sólida) a una tonelada de fibras de madera, es decir, en una proporción del 40 por ciento en peso, por lo que el contenido de agua presente en la resina fenólica líquida no se incluye en el cálculo. Dependiendo del contenido de agua, la cantidad adicional debe extrapolarse adecuadamente. Para una resina fenólica líquida con un contenido de sólidos del 50 %, según este ejemplo de cálculo, se deben aplicar 800 kg de resina fenólica líquida a una tonelada de fibras.

Como se mencionó anteriormente, la precompactación de las fibras en un tablero de fibras químicamente reactivo debería llevarse a cabo preferiblemente de tal manera que la resina fenólica permanezca químicamente completamente reactiva. Dependiendo de la temperatura seleccionada, una pequeña proporción de la resina fenólica puede reaccionar químicamente, especialmente en las zonas externas del tablero de fibra precompactado, que están cerca de las placas de prensado o correas de prensado típicamente calentadas. Estas reacciones químicas deben minimizarse, preferiblemente, o descartarse por completo.

Preferiblemente, la etapa de precompactación se lleva a cabo de tal manera que las fibras precompactadas, es decir, el tablero de fibras químicamente reactivo, tienen una densidad de 300 a 900 kg/m3, más preferiblemente de 500 a 800 kg/m3 e incluso más preferiblemente de 650 a 750 kg/m3. El espesor final del panel compacto, es decir, después del prensado final en el segundo procedimiento de prensado, está determinado en gran medida por el peso base (kg/m2) de la mezcla de fibra de madera-resina durante el conformado antes de la primera etapa de prensado. La densidad del tablero de fibra químicamente reactiva no es importante, ya que depende de la masa de material y no tanto del grado de precompactación. Sin embargo, la densidad óptima del tablero de fibras químicamente reactivo es importante para el manejo y una resistencia mecánica suficiente del tablero de fibras químicamente reactivo y debe ajustarse de acuerdo con el sistema de prensado. Las densidades dadas anteriormente para el tablero de fibra químicamente reactivo precompactado conducen a productos (intermedios) que pueden manipularse (transportarse, cortarse, proporcionarse con papeles de decoración, etc.) y almacenarse muy bien.

Preferiblemente, los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados se compactan finalmente a temperaturas entre 140 y 170 °C, más preferiblemente entre 140 y 160 °C. Estos intervalos de temperatura conducen a una reacción química segura de las resinas, tales como las resinas fenólicas, a la vez que protegen los materiales del producto a fabricar y el equipo de prensado.

Los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados se compactan preferiblemente a una presión de prensado de 4 a 10 MPa, más preferiblemente de 7 a 9 MPa. Estas presiones de prensado se utilizan para producir paneles a base de madera de alta calidad y muy densos, también conocidos como paneles compactos. La densidad de estos paneles compactos es de al menos 1.200 kg/m3, pero preferiblemente de 1.450 a 1.550 kg/m3.

Las cargas se añaden preferiblemente al aglutinante (es decir, la resina fenólica). Con la ayuda de cargas minerales, se pueden influir en varias propiedades del panel a base de madera terminado. En particular, se puede influir en el comportamiento del panel ante las llamas, como se explicará con más detalle a continuación. Por esta razón, las cargas minerales son preferiblemente retardantes de llama, tales como hidróxido de aluminio o boratos, o comprenden tales retardantes de llama.

Preferiblemente, las cargas minerales se añaden en una cantidad del 5 al 150 % en peso basado en la masa del aglutinante, basado en el contenido de sólidos de la resina en el aglutinante. Aún más preferiblemente se añaden de 10 a 100 por ciento en peso y lo más preferiblemente de 35 a 90 por ciento en peso. Por ejemplo, una adición de 30 por ciento en peso de cargas minerales basado en la masa del aglutinante significa que se añaden 300 kg de cargas minerales para una cantidad de una tonelada de resina fenólica (basándose de nuevo en el contenido de sólidos, es decir, para una resina fenólica líquida sin el contenido de agua). La carga mineral se añade preferiblemente a la resina fenólica (líquida) antes de que se use para encolar/impregnar las fibras de madera. De acuerdo con este ejemplo de cálculo, se deben añadir 300 kg de cargas minerales a 2.000 kg de resina fenólica líquida para una resina fenólica con un contenido de sólidos del 50 %. Por lo tanto, las fibras de madera se encolan con una mezcla de carga/aglutinante, lo que resulta en una distribución muy buena de las cargas minerales en el tablero final. Si se añaden cargas minerales como retardantes de llama, los intervalos especificados son adecuados para que el tablero de fibra de madera terminado logre una muy buena calidad de resistencia al fuego.

Por lo tanto, las cargas minerales se añaden preferiblemente al aglutinante en una cantidad y tipo de modo que el panel a base de madera acabado (que también puede denominarse un tablero o panel compacto debido a su alta densidad) logre una calidad de comportamiento ante el fuego de B1 de acuerdo con DIN 4102-1 o mejor. Las normas DIN 4102-1 y EN 13501-1 dividen los materiales de construcción en clases de materiales de construcción y clases de protección contra incendios de acuerdo con su comportamiento ante el fuego. Los requisitos legales y las directrices especifican qué clases de materiales de construcción se pueden utilizar en ciertas construcciones. Por lo tanto, la clasificación en clases de protección contra incendios juega un papel decisivo en la cuestión de si ciertos materiales de construcción, como los tableros de fibra de madera, son adecuados para ciertas zonas de proyectos de construcción. Los materiales de construcción de clase B1 son resistentes a la llama y no deben seguir quemándose por sí solos después de que se haya eliminado la fuente de ignición. Esto significa que los tableros de fibra de madera según la invención, si están provistos de cargas minerales adecuadas, se pueden usar en una zona de aplicación más amplia que los tableros compactos convencionales hechos de papeles impregnados con resina fenólica según EN 438 como se describió anteriormente. Estos se clasifican generalmente como materiales de construcción de clase B2, es decir, como «normalmente inflamables». El experto puede apreciar inmediatamente las considerables ventajas económicas.

Los compuestos inorgánicos de fósforo también se pueden agregar al aglutinante, preferiblemente en combinación con compuestos que contienen nitrógeno, como aminas. Estos compuestos también sirven como retardantes de llama y pueden tener un efecto favorable en el comportamiento al fuego de los tableros de fibra de madera acabados (es decir, los paneles a base de madera), de modo que pueden clasificarse como material de construcción de clase B1.

También se prefieren las cargas minerales en forma de partículas, preferiblemente con un tamaño de partícula promedio d50 de 10 nm a 150 |jm, más preferiblemente de 500 nm a 50|jm y lo más preferiblemente de 800 a 900 nm. Las cargas minerales se pueden obtener comercialmente por los respectivos proveedores. El tamaño de partícula indicado por los proveedores es suficientemente preciso para los fines previstos, ya que el tamaño exacto de las partículas no es relevante, ya que las partículas pueden aplicarse en un amplio intervalo de tamaños. Como alternativa, se pueden aplicar las normas relevantes de la FEPA (Federación de Productores Europeos de Abrasivos), que definen los tamaños de partícula y la distribución de tamaño. Generalmente, cuanto menores sean las partículas, mejor será la distribución en la resina y en el material compuesto. Sin embargo, debe garantizarse que los aglomerados de partículas de carga se eviten en la medida de lo posible o que dichos aglomerados se destruyan mecánicamente, por ejemplo.

Preferiblemente, las astillas de madera se procesan (se convierten en pulpa/descomponen) en fibras de madera a una presión de 0,5 a 1,6 MPa (5 a 16 bar), preferiblemente de 0,6 a 1,5 MPa (6 a 15 bar) y lo más preferiblemente de 0,8 a 1,5 MPa (8 a 15 bar).

Estas condiciones de presión conducen a una buena calidad de las fibras de madera al mismo tiempo que garantizan valores de procedimiento económicos.

La duración del despulpado de las astillas de madera hasta convertirlas en fibras de madera en el refinador es preferiblemente de 3 a 18 minutos, más preferiblemente de 3 a 15 minutos y lo más preferiblemente de 3 a 10 minutos. Se ha demostrado que estos tiempos de exposición, especialmente a los valores de presión especificados, conducen a fibras de madera de alta calidad.

Preferiblemente, las fibras de madera se aplican (impregnadas/encoladas) con aglutinante (por ejemplo, resina fenólica) en una línea de soplado. El aglutinante, una resina fenólica líquida, se inyecta directamente en el flujo de fibras en la línea de soplado. Este procedimiento conduce a una distribución de cola muy homogénea. En principio, la experiencia general para la producción de tableros MDF se puede utilizar para la producción de las fibras de madera, así como para el encolado de las mismas. Por ejemplo, generalmente se prefiere que las fibras de madera se sequen hasta aproximadamente 8 a 12 % de humedad de la madera (Atro) antes de la aplicación de cola. Alternativamente, y también preferiblemente, las fibras de madera también se pueden aplicar con el aglutinante usando aplicación mecánica de cola. Si se introducen mayores cantidades de cargas en la resina fenólica, también puede ser ventajosa la aplicación mecánica de cola de las fibras en dispositivos de mezcla conocidos.

La precompactación a un tablero de fibras químicamente reactivo se lleva a cabo preferiblemente en una prensa continua, por lo que el perfil de presión se selecciona o se lleva a cabo dependiendo de la longitud de la prensa de tal manera que el tablero de fibras precompactado tenga una densidad de 300 a 900 kg/m3 y más preferiblemente de 650 a 750 kg/m3. De esta manera, se crea un producto precompactado adecuado, que es muy adecuado para el prensado final en un panel a base de madera inventivo y que es fácil de manejar debido a sus propiedades mecánicas.

La precompactación de la mezcla de fibra de madera-resina (las fibras de madera encoladas) a tableros de fibra químicamente reactivos se realiza preferiblemente a temperaturas elevadas de la mezcla, que no exceden 110 °C, sin embargo. La temperatura de la mezcla de fibra de madera-resina durante la precompactación es por lo tanto preferiblemente entre 30 y 110 °C, más preferiblemente entre 50 y 105 °C, incluso más preferiblemente entre 60 y 100 °C, y lo más preferiblemente entre 70 y 100 °C. El aumento de las temperaturas mejora el manejo de la mezcla de madera-fibra-resina y facilita la precompactación de la mezcla debido a la viscosidad mejorada de la resina.

Esto se logra de manera particularmente preferible precompactando a tableros de fibra químicamente reactivos en una prensa continua a una temperatura de la cinta de prensa de 15 a 150 °C, preferiblemente de 30 a 140 °C, más preferiblemente de 60 a 140 °C y lo más preferiblemente de 70 a 110 °C, de modo que la temperatura del núcleo de los tableros de fibra químicamente reactivos que se van a producir no exceda de 110 °C. Como se mencionó al principio, se debe evitar o minimizar una reacción química del aglutinante durante la precompactación de las fibras de madera encoladas. Para ello es necesario que la temperatura de las correas de prensado no sea demasiado alta durante la precompactación o que las fibras de madera sean guiadas a través de la prensa continua a una velocidad suficiente. Una cierta temperatura elevada es extremadamente ventajosa para el procedimiento porque, en primer lugar, se ha demostrado que es difícil garantizar un recorrido uniforme de la cinta en la prensa de funcionamiento continuo a temperaturas demasiado bajas y, en segundo lugar, una temperatura elevada mejora la pegajosidad de la masa de resina-fibra, de modo que se obtiene una hebra de la prensa que se puede manejar fácilmente después de la prensa, como por ejemplo aserrar a medida, lijar si es necesario y apilar.

En principio, las fibras de madera se alimentan preferiblemente a la etapa de encolado con un contenido de humedad del 2 al 8 %, preferiblemente del 3 al 5 %. Por lo tanto, las fibras de madera se secan preferiblemente en un secador después de que las astillas de madera se hayan descompuesto antes de que se introduzcan en el procedimiento de encolado.

El prensado final de los tableros de fibra químicamente reactivos a paneles a base de madera, que también se denominan en esta invención paneles compactos, debe llevarse a cabo preferiblemente de tal manera que los paneles finales tengan una densidad de 1.200 a 1.900 kg/m3, preferiblemente de 1.400 a 1.650 kg/m3 e incluso más preferiblemente de 1.450 a 1.550 kg/m3.

En un desarrollo adicional preferido, los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados se proporcionan con papeles decorativos impregnados de resina de melamina antes de prensarse en paneles a base de madera. Cuando las fibras precompactadas se prensan finalmente, la resina de melamina en los papeles reaccionará debido al calor y la presión, dando como resultado una unión entre el papel decorativo y el tablero real. Esta etapa se conoce en principio a partir de la producción de laminados compactos o paneles de muebles, de modo que se hace referencia a esta tecnología bien conocida para obtener más detalles.

En una realización preferida de la invención, los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados están provistos de papeles kraft impregnados con resina fenólica en ambos lados o en un lado, preferiblemente sin embargo en ambos lados, antes de la compactación final en paneles. Los papeles decorativos impregnados con resina de melamina se pueden situar en el lado exterior (es decir, los papeles kraft) antes del prensado. De esta manera, se obtienen paneles decorativos con propiedades mecánicas particularmente buenas.

A continuación, se describe el procedimiento según la invención mediante un ejemplo. Como punto de partida, se proporcionaron astillas de madera que consistían en 65% de madera de haya y 35 % de madera de pino y se procesaron (pulpar/descomponer) en un refinador, por lo que el tiempo de cocción en el refinador fue de 9 minutos, la presión de 12 bar y la energía de molienda de 60 kWh/t.

A continuación, las fibras de madera resultantes se secaron previamente y se pulverizaron con una resina fenólica acuosa en una línea de soplado. Se pulverizaron aproximadamente 2o kg de resina sólida sobre 80 kg de fibras secas. Esto corresponde a una relación de resina (basada en el contenido de sólidos) a fibras de madera de 25 % en peso. La resina fenólica acuosa usada tenía un contenido de resina sólida de aproximadamente 60 % y un contenido de agua de aproximadamente 40 %. Por lo tanto, el contenido de sólidos en la resina fenólica líquida o acuosa fue del 60 %, de modo que en el ejemplo dado se añadieron aproximadamente 33 kg de resina fenólica líquida a las fibras secas (el 60 % de 33 kg de resina líquida corresponde a 20 kg de resina sólida). Las fibras encoladas (impregnadas) se secaron hasta un contenido de humedad del 3 al 5 % antes del procesamiento adicional. Las fibras encoladas y secas se situaron a continuación sobre una cinta de formación y se extendieron uniformemente sobre la misma. La masa de esparcimiento fue 9 kg/m2. Antes de la etapa de precompactación según la invención, las fibras extendidas se comprimieron ligeramente y la hebra de fibra formada de esta manera se alimentó a continuación a una prensa MDF que funciona continuamente. La temperatura de la cinta de la prensa se ajustó a 95 °C. Esto es fundamentalmente diferente de la producción de tableros MDF o HDF, donde la temperatura de la banda es significativamente superior a 150 ° C. La baja temperatura de la cinta durante la precompactación no permite ninguna reacción química de las resinas, de modo que el tablero de fibra precompactado resultante permanece químicamente reactivo. Sin embargo, la viscosidad de la resina, respectivamente, de las fibras de madera encoladas se mejora ventajosamente, de modo que la precompactación es más uniforme y homogénea. La velocidad de alimentación fue de 0,8 m/s y el perfil de presión se seleccionó de tal manera que después de la prensa MDF había una hebra de tablero de fibra continua precompactada con una densidad de aproximadamente 650 a 700 kg/m3 y un espesor de 12 a 14 mm con un contenido de humedad de 3,5 a 5 %.

En este ejemplo, la hebra de tablero de fibra químicamente reactiva formada de esta manera se cortó en tableros que medían 2.800 x 2.070 mm. Estas placas de fibra precompactadas, químicamente todavía reactivas, se sometieron a continuación a una acumulación adicional: En primer lugar, se situó un papel decorativo blanco impregnado con resina de melamina sobre el tablero de fibra precompactado. El peso del papel sin resina fue de aproximadamente 100 g/m2 y el contenido de resina fue de aproximadamente 135 g de resina sólida sobre 100 g de papel. Este paquete de papel y tablero se fijó entre dos placas de prensa y se situó en una prensa de múltiples niveles. El tablero de fibra se prensó en la prensa a una presión de 8 MPa y una temperatura de 160 °C durante aproximadamente 15 minutos. A continuación, la prensa se enfrió a aproximadamente 35 °C, la presión se redujo y la prensa se abrió. El tablero resultante, que también se puede llamar tablero compacto, todavía tenía 6 mm de espesor y se caracterizaba por los siguientes valores:

Espesor: 6,0 mm

Densidad: 1.480 kg/m3

Ensayo de ebullición en agua hirviendo según EN 438-2.12: un aumento del 1,3 % en la masa y grado 5 según la evaluación óptica;

Resistencia al calor húmedo según EN 438-2.14 con un aumento de masa de 1,8 % y grado 5 según evaluación óptica;

Resistencia al impacto con bola grande según EN 438-2.21: 2.700 mm;

Resistencia a la flexión según EN ISO 178: 127 MPa;

Módulo de Young según EN ISO 178: 11.500 MPa;

Resistencia al calor seco a 160 °C según EN 438-2.16: etapa 5;

Resistencia al calor húmedo a 100 °C según EN 438-2.18: etapa 5;

Estabilidad dimensional a temperatura elevada según EN 438-2.17: 0,2 % longitudinal y 0,35 % transversal.

El ejemplo de procedimiento anterior se modificó añadiendo un retardante de llama al aglutinante para lograr un panel a base de madera de clase de protección contra incendios B1. Las fibras de madera se trituraron como se describe en el primer ejemplo. Sin embargo, el aglutinante de resina fenólica usado se mezcló con hidróxido de aluminio, y se dosificaron 35 kg de hidróxido de aluminio a 65 kg de resina líquida (a un contenido de sólidos del 58 %, esto corresponde a 37,7 kg de resina) y la mezcla se agitó. El hidróxido de aluminio tenía un tamaño de grano promedio de 57 |jm. Las fibras de madera se mezclaron a continuación en un dispositivo de encolado mecánico con la mezcla de aglutinante e hidróxido de aluminio en una relación de aproximadamente 1: 1, es decir, 1 kg de mezcla a 1 kg de fibra de madera. Las fibras encoladas se secaron a continuación hasta un contenido de humedad del 4,5 al 6 % y se procesaron adicionalmente como en el ejemplo 1. El tablero resultante tenía una densidad de 1.650 kg/m3, un espesor de 6 mm y alcanza la clase B1 según DIN 4102-1, lo que lo hace resistente a las llamas y adecuado para proyectos de construcción donde se requieren materiales de construcción de clase B1. El tablero de fibra químicamente reactivo precompactado también se puede producir básicamente en prensas de múltiples niveles discontinuas con la misma preparación de fibra y encolado que se describió anteriormente, como era previamente habitual para la producción de MDF.

4. Descripción de las realizaciones preferidas de la invención

A continuación, se explica la invención con más detalle con referencia a las figuras adjuntas.

La Figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de una secuencia de un procedimiento inventivo; y La Figura 2 muestra esquemáticamente una línea de producción para un panel a base de madera inventivo.

La Figura 1 muestra un diagrama de flujo esquemático para un procedimiento inventivo para la producción de un panel a base de madera. En la etapa S1, se proporcionan astillas de madera. En la etapa S2, las astillas de madera se procesan en fibras de madera triturándolas en un refinador durante unos minutos a una presión de 0,4 a 1,6 MPa (4 a 16 bar). En la etapa S³, las fibras de madera se encolan con una resina fenólica, por ejemplo, utilizando una línea de soplado o un sistema de encolado mecánico conocido de la producción de MDF. En la etapa S⁴, las fibras de madera encoladas se precompactan en un tablero de fibras químicamente reactivo en una prensa de moldeo a temperaturas de prensado por debajo de 110 °C y en la etapa S⁵los tableros de fibras precompactadas se prensan en los paneles deseados a temperaturas entre 130 y 180 °C. Está claro para el experto en la materia que son posibles etapas de procedimiento adicionales entre, antes y después de las etapas de procesamiento mencionadas, tales como en particular secado de las astillas de madera y/o las fibras de madera o la aplicación de papeles kraft empapados con resina de melamina, limpieza de las astillas de madera y/o las fibras de madera producidas, etc.

La Figura 2 muestra esquemáticamente una línea para la producción de un panel a base de madera inventivo. Las astillas de madera se alimentan a un refinador 10 por medio de un dispositivo de transporte 14. En el Refinador 10, las astillas de madera se descomponen en fibras de madera y estas se alimentan a continuación a un secador 12, donde se secan. Desde el secador 12, las fibras de madera se alimentan a una planta de encolado 16, donde se aplican con una resina fenólica líquida. Las fibras encoladas 40 se depositan en un dispositivo de transporte y se alimentan a una prensa de cinta doble 20 para su precompactación. En la prensa de cinta 20, las temperaturas de la cinta de prensa se incrementan pero se mantienen muy por debajo de 110 °C para evitar una reacción química de la resina en las fibras encoladas 40. A la salida de la prensa de doble cinta 20 se proporciona un tablero de fibra precompactada químicamente reactivo 42, que tiene una densidad de aproximadamente 650 a 750 kg/m3. Este tablero de fibra precompactada 42 es alimentado a continuación a una prensa multinivel de alta presión para la compactación final. En esta prensa, el tablero de fibras se compacta adicionalmente usando calor y presión y, en particular, el aglutinante se reticula químicamente. La segunda prensa funciona a temperaturas considerablemente más altas que la primera prensa de funcionamiento continuo para la precompactación. En particular, las temperaturas de la segunda prensa son de aproximadamente 130 a 180 °C. Además, se aplica una presión de prensado específica considerablemente superior de hasta 10 MPa en la segunda prensa. Después del procedimiento de prensado en prensa, está presente un panel con una densidad de aproximadamente 1.600 kg/m3. El panel se puede someter a etapas de procesamiento adicionales y, en particular, se puede cortar a los tamaños deseados.

Lista de caracteres de referencia:

10 Refinador

12 Secador

14 Astillas de madera

16 Planta de encolado

20 Prensa de doble cinta para precompactar

40 Fibras encoladas

42 Tablero de fibra precompactada

Claims

REIVINDICACIONES

I. Un procedimiento de fabricación de un panel a base de madera (44) que comprende las siguientes etapas en el orden indicado:

- Provisión de astillas de madera;

- Descomposición de las astillas de madera en fibras de madera en un refinador (10) durante 3 a 20 minutos a una presión de 4 a 16 bar;

- Pegado de las fibras de madera con una resina fenólica, siendo la relación en peso basada en el contenido de sólidos de resina a fibras de madera de 10 a 50 partes de resina por 100 partes de fibras de madera; - Precompactación de las fibras en una prensa (20) a temperaturas de prensado por debajo de 110 °C para formar tableros de fibras químicamente reactivos; y

- Prensado de los tableros de fibra precompactados en paneles a temperaturas entre 130 y 180 °C.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, donde se aplica una cantidad de energía de 25 a 70 kWh/t cuando se descomponen las astillas de madera.
3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, donde la relación en peso basada en el contenido de sólidos de resina a fibras de madera es de 10/100 a 40/100, más preferiblemente de 15/100 a 30/100 y lo más preferiblemente de 15/100 a 25/100.
4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la precompactación de las fibras se lleva a cabo de tal manera que la resina fenólica no experimenta ninguna reacción química.
5. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados tienen una densidad de 300 a 900 kg/m3, más preferiblemente de 500 a 800 kg/m3 e incluso más preferiblemente de 650 a 750 kg/m3.
6. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde el prensado de los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados a paneles tiene lugar a temperaturas entre 140 y 170 °C, más preferiblemente entre 140 y 160 °C.
7. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde el prensado de los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados a paneles tiene lugar a una presión de prensado de 4 a 10 MPa, preferiblemente de 7 a 9 MPa.
8. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde se añaden cargas minerales al aglutinante.
9. El procedimiento según la reivindicación 8, donde las cargas minerales se añaden en una cantidad del 5 al 150 % en peso basado en la masa del aglutinante, preferiblemente del 10 al 100 % en peso y lo más preferiblemente del 35 al 90 % en peso, basado en el contenido de sólidos del aglutinante.
10. El procedimiento según la reivindicación 8 o 9, donde las cargas minerales comprenden retardantes de llama, tales como en particular hidróxido o boratos de aluminio.
I I . El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde las cargas minerales se añaden al aglutinante en un tipo y cantidad de modo que el panel de fibra de madera acabado logre una calidad de comportamiento ante el fuego de B1 según DIN 4102-1 o mejor.
12. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde se añaden compuestos de fósforo inorgánicos al aglutinante, particularmente preferiblemente en combinación con compuestos que contienen nitrógeno tales como aminas.
13. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde se añaden cargas minerales al aglutinante y las cargas minerales son partículas con un tamaño medio de partícula de 10 nm a 150 |jm, preferiblemente de 500 nm a 50 jm y lo más preferiblemente de 800 - 900 nm.
14. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa de descomponer las astillas de madera en fibras de madera se lleva a cabo a una presión de 0,5 a 1,6 MPa (5 a 16 bar), preferiblemente de 0,6 a 1,5 MPa (6 a 15 bar) y lo más preferiblemente de 0,8 a 1,5 MPa (8 a 15 bar).
15. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa de descomponer las astillas de madera en fibras de madera tiene lugar en el refinador durante un tiempo de 3 a 18 minutos, preferiblemente de 3 a 15 minutos y lo más preferiblemente durante un tiempo de 3 a 10 minutos.
16. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde el encolado de las fibras de madera con aglutinante se lleva a cabo en una línea de soplado.
17. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde las fibras de madera se encolan con aglutinante por medio de encolado mecánico.
18. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la relación en peso basada en el contenido de sólidos de aglutinante a fibras de madera es de 10/100 a 50/100, más preferiblemente de 15/100 a 40/100 y lo más preferiblemente de 15/100 a 25/100.
19. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la precompactación a tableros de fibra químicamente reactivos se lleva a cabo en una prensa continua de tal manera que los tableros de fibra se prensan hasta una densidad de 300 a 900 kg/m3 y preferiblemente de 650 a 750 kg/m3
20. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la temperatura de las fibras de madera encoladas durante la precompactación está entre 30 y 110 °C, más preferiblemente entre 50 y 105 °C, más preferiblemente entre 60 y 100 °C, y lo más preferiblemente entre 70 y 100 °C.
21. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde la precompactación a tableros de fibra químicamente reactivos se lleva a cabo en una prensa continua a una temperatura de las cintas de prensa de 15 a 150 °C, preferiblemente de 30 a 140 °C, más preferiblemente de 60 a 140 °C y lo más preferiblemente de 70 a 110 °C, de manera que la temperatura del núcleo de los tableros de fibra químicamente reactivos que se van a producir no exceda de 110 °C.
22. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde las fibras de madera se alimentan a la etapa de encolado con un contenido de humedad del 2 al 8 %, preferiblemente del 3 al 5 %.
23. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados se compactan a paneles que tienen una densidad de 1.200 a 1.900 kg/m3, preferiblemente de 1.400 a 1.650 kg/m3 e incluso más preferiblemente de 1.450 a 1.550 kg/m3.
24. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados están provistos de papeles impregnados con resina de melamina decorativa antes de ser prensados en paneles.
25. El procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, donde los tableros de fibra químicamente reactivos precompactados están provistos de papeles kraft impregnados con resina fenólica en ambos lados o en un lado antes de la etapa de prensado en paneles.