Спосіб виготовлення деревностружкових плит

Винахід належать до технології виготовлення деревностружкових плит та інших виробів, які використовуються як облицьовувально-декоративний, теплоізоляційний та конструкційний матеріал в промисловому, цивільному та сільскогосподарському будівництві, мебльовій промисловості тощо. Відомий спосіб виготовленні деревностружкових плит зі зв’язуючим [а.с. СРСР №1638921 кл. В27N3/02]. У відповідності з ним попередньо підготовлені деревні частинки перемішують зі зв’язуючим (для зовнішнього шару зв’язуюче - фенолоформальдегідна, для внутрішнього - карбамідоформальдегідна смола) формують ковдру, яку, після холодного підпресування, піддають гарячому пресуванню при температурі 175°С та тиску 22,0МПа. Недоліками цього способу є великі витрата зв’язуючого, що багато коштує, та невисока екологічна чистота одержаного матеріалу, оскільки виготовлені плити містять летючу токсичну речовину - вільний формальдегід. Відомий також спосіб одержання плит з деревних частинок з використанням зв’язуючого карбамідоформальдегідної смоли, до якої для зниження токсичності додають 1-8мас.% меляси [а.с. СРСР №1292305 кл. В27N3/02], а гаряче пресування проводять при температурі 160-165°С та тиску 2,0МПа, Цей спосіб вибрано як найближчий аналог. Його суттєвими недоліками є те, що одержані плити мають невелику механічну міцність (міцність при статечному згині не перевищує 16,3 МПа) та високий вміст вільного формальдегіду. В основу винаходу покладене завдання вдосконалити спосіб виготовлення деревностружкових плит зі зв’язуючим шляхом підвищення екологічної чистоти та механічної міцності отриманого матеріалу. Суть винаходу полягає в тому, що в способі виготовлення деревностружкових плит та інши х виробів з відходів деревообробки (тирси, стружки тощо) або рослинної сировини (соломи, луішпіння, тощо) з використанням зв’язуючого шляхом гарячого пресування, згідно винаходу як зв’язуюче використовують тільки біологічно безпечні відходи виробництва - мелясу, згущений кукурудзяний екстракт або їх суміші. Для підвищення якості плит в масу перед пресуванням додають продукт, що містить крохмаль (пшеничне, житнє борошно, крохмаль, тощо) і гашене вапно, а гаряче пресування ведуть при температурі 120-200°С та тиску 2,5-30,0МПа. Меляса (відход виробництва цукру) утворюєтеся у кількості 4,5% від маси цукрових буряків, що перероблюються на цукор. Вона являє собою темну густу рідину. Г устина меляси 1300-1420кг/м 3, вона вміщує до 80% сухої речовини, в т.ч. 48-62% сахарози. Згущений кукурудзяний екстракт (відход виробництва кукурудзяного крохмалю) - густа непрозора рідина з густиною приблизно 1250кг/м 3, вміщує більше 48% сухої речовини, яка представлена крохмалем, білками, молочною кислотою, тощо. Як меляса, так і згущений кукурудзяний екстракт є екологічно чистими зв’язуючими, оскільки вони відходи харчового виробництва. Суттєвими ознаками винаходу, спільними з найближчим аналогом, є: - використання подрібненої деревної маси; - наявність готового зв’язуючого; - пресування при підвищеній температурі. Суттєвими ознаками, що відрізняють винахід, є: - використання як зв’язуючого виключно біологічно безпечних відходів виробництва - меляси або згущеного кукурудзяного екстракту; - використання вапна та продуктів, що містять крохмаль. Між суттєвими ознаками, що відрізняють винахід та технічним результатом існує причинно-наслідковий зв'язок. Відсутність у зв’язуючому речовин, що можуть виділяти вільний формальдегід, забезпечує високу екологічну чистоту плитного матеріалу, що дозволяє широко використовувати його там, де використання звичайних деревностружкових плит обмежене (меблі для дитячих та шкільних установ, лікарень, інтер'єрні оздоблювальні матеріали, тощо). Додавання вапна до сумішей з мелясою супроводжується утворенням сахаратів кальцію, що покращує міцність плит. Введення продуктів, що містять крохмаль, також суттєво підвищує механічні властивості плит, оскільки клейстеризація крохмаля в процесі пресування плит за умов високих температур з наступним утворенням міцних плівок сприяє одержанню однорідного міцного матеріалу. Суть винаходу пояснюється прикладами. Приклад 1. До 100м.ч. повітряно-сухої деревної стружки приливають 26м.ч. згущеного кукур удзяного екстракту і перемішують для рівномірного розподілення зв’язуючого. З одержаної суміші формують ковдру і після холодної підпресовки пресують при температурі плит пресу 170°С та тиску 8,0МПа. Через 8 хвилин охолоджують плити преса до 100°С і знімають тиск. Готова плита охолоджується в повітрі до кімнатної температури. Матеріал плити має густину 1220кг/м 3 і міцність на згин 32МПа. Аналогічним чином проведені інші досліди. У випадку, коли суміш для пресування вміщує крохмальний продукт, останній додавався після перемішування деревних частинок з мелясою (екстрактом). Якщо до складу суміші входить вапно, то воно додавалось в останню чергу. При цьому суміш перемішувалась до однорідності. Тривалість пресування коливалась в межах 10-20 хвилин (0,5-2,5 хвилини на кожен міліметр товщини плити). Охолодження плити під тиском відбувалось до температури 90-110°С. Результати проведених дослідів зібрані у таблиці. Як це випливає з показників, наведених у таблиці, одержані за даним винаходом плити мають високу міцність, яка здебільшого значно перевищує міцність деревностружкових плит. Пропоновані плити є екологічно чистими, оскільки на відміну від звичайних деревностружкових плит не виділяють формальдегід. При цьому вони мають низьку собівартість, тому що для їх одержання використовують відходи виробництва. Кількісні співвідношення між масами деревних відходів, зв’язуючого, вапна та продуктів, що містять крохмаль, температура та тиск гарячого пресування визначені експериментально за умовою одержання міцних плит. Якщо брати менше 10м.ч. зв’язуючого на 100м.ч. подрібненої сировини, то міцність плит значно знижується. Витрачати більше 30м.ч. зв’язуючого та більше 20м.ч. продуктів, що містять крохмаль, не має сенсу тому, що при цьому дуже зростає вартість плит, а їх властивості поліпшуються незначно. Використання більше 20м.ч. гашеного вапна на 100м.ч. деревної сировини суттєво збільшує густин у плит. Гаряче пресування при температурах нижчих за 120°С та тиску менше 2,5МПа приводить до формування недостатньо міцних плит. Такий же результат виникає, коли температура пресування перевищує 200°С, тому що починається процес термічного розпаду деревини. Збільшення тиску гарячого пресування вище 30,0МПа мало впливає на корисні властивості плит. Таким чином, реалізація винаходу, що пропонується, дозволяє утилізувати відходи багатотонажних виробництв з одержанням екологічно чистих дешевих міцних плит. Таблиця Склад суміші, тиск та температура пресування, густина та міцність на сгин одержаних плит №·пп 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Продукт, що Тиск Сиров ина, маса, Зв 'язув альне, Гашене Температура Густина Міцність на в апно, маса, містить крохмаль, пресув ання, пресув ання, °С плити, кг/м3 згин, МПа ч маса, ч ч ч МПа Стружка, 100 Екстракт, 26 8,0 170 1220 31 Дерев не Екстракт, 24 7,5 190 1210 44 в олокно, 100 Соняшников е Меляса, 22 7,5 190 1290 27 лушпиння, 100 Солома, 100 Меляса, 27 8 8,0 195 1360 36 Стружка, 100 Меляса, 29 10 4,0 200 1130 22 Соняшников е Меляса, 22 4 4,0 175 1020 17 лушпиння, 100 Стружка, 100 Меляса, 20 7 4,0 170 940 18 Стружка, 100 Екстракт, 26 2,5 180 880 17 Солома, 100 Меляса, 24 20 9,0 120 1,340 20 Стружка, 100 Меляса, 10 2 15,0 140 1190 26 Стружка, 100 Екстракт, 25 20,0 160 1370 43 Екстракт, 15, Стружка, 100 30,0 150 1390 46 меліса, 10 Tиpсa, 100 Меляса, 26 10 10,0 135 1300 32 Екстракт, 10, Стружка, 100 Борошно, 12 7,5 190 1290 50 меляса, 15 Стружка, 100 Меляса, 23 8,3 Борошно, 20 7,5 190 1410 63 Картопляний Солома, 100 Меляса, 30 9,3 8,0 190 1490 44 крохмаль, 7 Соняшников е Меляса, 24 9 Борошно, 7 7,5 190 1340 36 лушпиння, 100 Тирса, 100 Меляса, 15 5 20,0 155 1380 29