Спосіб обробки попередника деревного продукту та виріб, який включає кінцевий деревний продукт

1. Спосіб обробки попередника деревного продукту доданням суспензії воску, суспендованого у воді, до пульпи, що містить зазначений попередник деревного продукту, у те хнологічній лінії перед виготовленням кінцевого деревного продукту. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначену суспензію виготовляють у місці виготовлення попередника деревного продукту. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений віск включає щонайменше одну з таких речовин: парафін, парафіновий віск, гірський віск, канделільський віск, карнаубський віск, бджолиний віск, поліетиленовий віск і малеатні 4. Спосіб за п. гідрокарбони. 1, який відрізняється тим, що надлишкове тепло від процесу виготовлення зазначеного попередника деревного продукту частково використовують при виготовленні зазначеної суспензії. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає зберігання зазначеної суспензії воску, суспендованого у воді, у першому контейнері зберігання, зберігання рідини у др угому контейнері зберігання і утворення зазначеної суспензії диспергуванням зазначеної суспензії воску, суспендованого у воді у зазначеній рідині у змішувальному пристрої. 2 (19) 1 3 85680 4 16. Виріб за п. 13, який відрізняється тим, що зазначений віск включає щонайменше одну з таких речовин: парафін, парафіновий віск, гірський віск, канделільський віск, карнаубський віск, бджолиний віск, поліетиленовий віск і малеатні гідрокарбони. Винахід стосується взагалі деревних продуктів і, зокрема, надання деревним продуктам певних властивостей, наприклад доданням суспензії, наприклад (але без обмеження винаходу) воскової суспензії, у те хнологічну лінію виготовлення деревного продукту. Деревина і деревні композитні продукти є добре відомими. Деревні композити широко застосовуються у меблевій промисловості і інших галузях. Прикладами деревних композитних продуктів є деревно-стружечна плита (ДСП), деревноволоконна плита (ДВП) середньої щільності і орієнтована ниткова плита (ОНП). ДСП формують зв'язуванням невеликих деревних стр ужок клеєм з подальшою прокаткою або формуванням заготовки або листа для формування плити, бруса або іншого профілю. Випадково орієнтовані частки ДСП мають механічні властивості відмінні від властивостей звичайної пиляної деревини. Деревина має спрямовані механічні властивості внаслідок природної спрямованості довгих волокон деревини уздовж ствола дерева. її міцність на розтягування і модуль пружності, наприклад, є значно більшими у напрямку, паралельному напрямку волокон, ніж у поперечному напрямку. На відміну від цього випадкова спрямованість деревних стружок у ДСП і деяких інших деревних композитних продукті створює суттєво ізо-тропічні механічні властивості. Але ці ізотропічні властивості є близькими до відносно низьких механічних властивостей деревини у напрямках, перпендикулярних волокнам. Взагалі ДСП має низьку міцність на вигин порівняно з природною деревиною, і тому є не придатною для виготовлення конструкційних балок ДВП середньої щільності виготовляють, як ДСП, але стружка в них є меншою і її рафінують для вивільнення волокон перед формуванням листів. Деревні композитні продукти виготовляють з деревної стружки або кручених ниток, орієнтованих в одному напрямку для отримання структури, близької до структури природної деревини. Прикладом є ОНП. Такі продукти мають більшу міцність у напрямках, паралельних орієнтації. Були створені більш складні деревні композитні продукти з декількома консолідованими шарами, в яких частки орієнтовані у різних напрямках. Наприклад, можна виготовити тришарову балку або лист, або інший виріб, в яких зовнішні або лицьові шари мають орієнтацію паралельно довшому виміру композиту, як у звичайній деревині. Орієнтація волокон внутрішнього шару є перпендикулярною до довшого виміру композиту. Використовуються також тришарові плити, в яких великі частки утворюють центральний шар, а менші - зовнішні шар. Реструктуровані ДСП можна виготовляти різними способами. Один з них включає виливання суспензії з деревних стружок, води і несуцільних волокон високої міцності з високим модулем на підложку, що безперервно рухається. Після видалення води на підложці залишається коврик з вологих деревних часток. Переплетені деревні частки коврика висушують у печі і отримують безперервний лист ДСП. Для підвищення щільності і отримання твердої ДСП можна застосувати гарячу пару. Цей процес може бути застосований для отримання твердої ДСП і ДВП низької, середньої і високої щільності. Інший спосіб включає змішування тирси, деревних стружок, деревних відходів і фанери з клеєм, який містить відрізки волокна, і пресування суміші між гарячими плитами. По глибині можуть бути використані різні профілі деревного матеріалу. Наприклад, між деревними пластинами можна покласти тирсу або дрібні деревні відходи і пресувати з нагріванням. Належним відкладенням матеріалів по товщині можна підвищити інженерні властивості, наприклад, міцність і жорсткість. Для отримання складних форм можна застосувати лиття. У такий спосіб можна виготовляти шпон, орієнтовану ОНП, вафельну плиту, ДСП, ДВП низької, середньої і високої щільності і ламіновані пиломатеріали. Ще один спосіб виготовлення реструктурованої деревини включає комбінування деревних часток, ниток або шпону з зв'язуючим агентом, змішаним з відрізками волокон, і під-дання дії тиску і тепла для отримання безперервної плити. Готову плиту з складним профілем, що визначається поперечним перетином відливної форми, розрізають на бажані довжини. Цей процес може бути застосований для отримання пиломатеріалу з паралельними волокнами, ДСП і різних ламінованих пиломатеріалів. Реструктуровані деревні продукти можна також виготовляти змішуючи деревну луск у або інші деревні відходи з воском або іншим зв'язуючим агентом, що містить відрізки волокон, і піддаючи цю суміш гарячому пресуванню. Виготовлена у такий спосіб плита є такою ж як і виготовлена вологим методом, але має гірші механічні властивості внаслідок меншої взаємозв'язності волокон. Цим методом можна виготовляти тверду ДСП і ДВП низької, середньої і високої щільності. Деревина і деревні композитні продукти мають певні вади. Однією з них є нестабільність розмірів після виготовлення. Навіть шаруваті плити з шарами, орієнтованими у різних напрямках, можуть помітно збільшуватись або зменшуватись під впливом зовнішньої вологи або погодних умов. Це знижує цінність деревних композитних елементів великих розмірів як конструкційних елементів. 5 85680 Нестабільність розмірів можна усун ути збільшенням вмісту адгезиву у продукті, але з збільшенням витрат, оскільки адгезивні композиції є дорогими. Іншим відомим способом поліпшення вологостійкості розмірів плит є нанесення придатного воску у вигляді емульсії або розплаву на суміш деревних часток на стадії зв'язування або на іншій стадії виробничого процесу. Іншою проблемою є захист від таких факторів впливу довкілля, як терміти, мурашки (наприклад, мурашки-шашілі) і інших шкідливих для деревини комах або грибків, м'якого гниття і плісняви. Прикладами шкідливих грибків, грибків м'якого гниття і плісняви є Gloeophyllum trabeum, Trametes versicolor, Paxillus panuoides, Condrostereum purpurescens, Heterobasidium annosum, Bispora effusa, Stachybotrys atra, Chaetomium globosum, Trichoderma viride, Aspergillus niger, Hormiscium spec, і Stemphylium spec. Деревні продукти захищають, застосовуючи консерванти для деревини, які вважаються ефективними проти згаданих вище організмів. Іншою відомою проблемою є ефективне внесення водного консерванту для деревини у деревний композитний продукт, щоб консервуючі компоненти досягли внутрішніх частин продукту без внесення у нього значної кількості води. Будь-яка надлишкова внесена вода має бути висушена, а це пов'язане з додатковими витратами енергії, часу, обладнання, виробничих площ і, отже, з вартістю. Іншою проблемою є ефективне внесення водного консерванту для деревини у деревний композитний продукт без негативного впливу на структурні властивості плити. У [патенті США 4 241133] описано деревний композит, який містить приблизно 5-12% (за масою) зв'язуючого агента і, як варіант, добавки, наприклад, віск, для створення водонепроникності і консервантів для захисту від грибків і комах. Згідно з цим патентом, відібрані сухі частки вносять у звичайний блендер, де заздалегідь визначені кількості зв'язуючого агента і, як варіант, воску, консервантів і інших добавок наносяться на ці частки з одночасним перемішуванням і перегортанням часток. У [патенті США 6 569 540] описано деревний композит, який містить деревні частки, зв'язуючий агент, щонайменше один стабілізатор деревини і, як варіант, інші інгредієнти. Стабілізатор додають у кількості, потрібній для ефективного зниження розбухання деревного композиту порівняно з необробленим деревним композитом. Деревний композит може бути виготовлений накладанням стабілізатора деревини на зелені деревні частки, бажано, без сушіння. Під час або після нанесення стабілізатора на деревні частки наносять водовідштовхуючу речовину (наприклад, воскову емульсію). З оброблених деревних часток формують деревний композит. Задачею винаходу є створення поліпшеного деревного продукту і способу його виготовлення доданням суспензії, наприклад (але без обмеження винаходу), воскової, у деревний продукт на певній стадії процесу виготовлення, причому замість емульсії застосовують суспензію. 6 Важливо з'ясувати різницю між емульсією і суспензією. Емульсією є дисперсія однієї рідини у другій без змішування. Добре відомим прикладом емульсії є молоко; іншими прикладами є деякі фарби. Суспензією є дисперсія дуже дрібних твердих або рідких часток у рідкому середовищі (рідині або газі), причому ці частки утримуються плавучістю. Додання суспензії замість емульсії до деревного продукту дає декілька переваг. Емульсії необхідно зберігати на місці виготовлення деревного продукту, а вони мають обмежений термін зберігання. Виготовлення емульсій вимагає значних витрат енергії і є відносно дорогим. На відміну від цього сировина для виготовлення суспензії є значно дешевшою і більш стабільною. Виготовлення деяких водовідштовхуючи х суспензій потребує тепла. Суспензію можна виготовляти на місці виготовлення деревного продукту. Надлишкове тепло процесу виготовлення деревного продукту може бути частково використане у процесі виготовлення суспензії. Джерелом тепла може бути надлишок тепла від всієї технологічної лінії або надлишковим потоком тепла від процесу сушіння. Виготовлення суспензії на місці виготовлення деревного продукту і введення суспензії до деревного продукту у потоці виробництва може принести значну економію енергії, зберігання, робочої сили тощо. Завдяки застосуванню у потоці виробництва суспензія не є чутливою до умов зберігання, наприклад, до надмірних механічних зсувів, перекачування помпою, низьких або високих температур, перемішування при зберіганні, утворення корки, агломерації часток тощо. Суспензію можна використовува ти для зміни характеристик деревного продукту, наприклад (але без обмеження винаходу), водовідштовхування або водостійкості, контрольо-ваності водопоглинання, контрольованості розмірів, стабільності розмірів, контрольованості розбухання, герметизації кромок, контрольованості щільності, контрольованості механічної міцності і консервації' деревини. "Консервація" включає будь-яку обробку консервантом, яка знижує швидкість псування деревини порівняно з такою ж, але не обробленою деревиною. В одному з втілень винаходу деревний продукт виготовляють доданням у деревний продукт суспензії гідрофобноЦтобто водовідштовхуючої або водостійкої) речовини, наприклад (але без обмеження винаходу), парафіну, воску тощо. Термін "додання" включає змішування, покриття, розчинення, вливання або будь-яку іншу операцію, яка робить суспензію частиною кінцевого деревного продукту. Суспензію можна додавати до будь-якого деревного або обробленого деревного продукту. Термін "деревний" включає (але без обмеження винаходу) деревину, ТД (тверду деревину), ПД (пресовану деревину), клеєну фанеру, ДСП, ДВП, ДВП низької, середньої і високої щільності, ОНП, ППВ (пиломатеріал з паралельними волокнами), ВВП (вафельно-волоконну плиту), ТП (тверду плиту), тверду плиту, отриману сухою обробкою, тверду плиту, отриману вологою обробкою, ізоляційну 7 85680 плиту і будь-яку іншу оброблену деревину, деревний композит, деревні частки, реструктурований деревний продукт або продукти деревного типу. Термін "деревні частки" включає (але без обмеження винаходу), деревні волокна, пластівці, тріску, тонкі тріску або пластівці, волокна, сплетіння з розщепленої деревини, утворене перекручуванням або роздавлюванням опецьків деревини або інші форми деревних часток. Суспензію можна додавати до деревини багатьма способами. Наприклад, суспензію можна додавати до пульпи, що містить деревний продукт або до потоку рідини, що надходить до цієї п ульпи. Суспензію можна додавати як зволожуючий агент під час або після виготовлення деревного продукту. С успензію можна також використовувати для обробки поверхні готового деревного продукту. Суспензія може бути єдиним домішком або додаватись у комбінації з іншими добавками, або бути носієм для інших добавок. Винахід включає також спосіб, який включає додання суспензії з речовин, що підвищують якість деревини, наприклад (але без обмеження винаходу), воскової суспензії, до попередника деревного продукту. С успензію можна додавати до попередника деревного продукту у технологічній лінії перед виготовленням готового деревного продукту. Суспензію можна приготовляти на місці виготовлення попередника деревного продукту. З попередника деревного продукту може бути виготовлений кінцевий деревний продукт. Згідно з втіленням винаходу надлишок тепла, що виникає при виготовленні попередника деревного продукту, частково використовується при виготовленні суспензії. Згідно з одним з втілень винаходу, цей спосіб включає збереження речовини, що підвищує якість деревини у першому контейнері, збереження рідини у другому контейнері і утворення суспензії диспергуванням речовини, що підвищує якість деревини, у рідині у змішувальному пристрої. Суспензію можна додавати безпосередньо з змішувального пристрою у попередник деревного продукту. В іншому варіанті суспензію можна подавати з змішувального пристрою у допоміжний змішувальний пристрій і звідси додавати у попередник деревного продукту. Згідно з іншим втіленням винаходу, спосіб включає контроль потоку суспензії до попередника деревного продукту за допомогою клапану живлення. Згідно з ще одним втіленням винаходу, спосіб включає виготовлення і додання суспензії до попередника деревного продукту у те хнологічній лінії, причому технологічна лінія і контрольний клапан живлення працюють у замкненому контурі контролю. Згідно з іншим втіленням винаходу суспензія речовини, що підвищує якість деревини, поліпшує щонайменше одну з таких властивостей: водовідштовхування, водостійкість, конт-рольованість поглинання води, контрольованість розмірів, стабільність розмірів, контрольованість розбухання, герметизація кромок, контрольованість щільності, 8 контрольованість механічної міцності і консервацію деревини. Згідно з ще одним втіленням, винахід включає виріб, що містить готовий деревний продукт, виготовлений з доданням суспензії речовини, що підвищує якість деревини, до попередника деревного продукту. Далі наведено опис винаходу з посиланнями на креслення (Фіг.1), яке містить спрощену блоксхему способу і системи для виготовлення деревного продукту згідно з винаходом. Речовина 10, що підвищує якість деревини, наприклад (але без обмеження винаходу), зв'язуючий„агент, консервант^смола, гідрофобна речовина тощо або будь-яка їх комбінація може зберігатись у контейнері 12 зберігання. Згідно з одним з втілень винаходу, речовина 10, що підвищує якість деревини, може включати віск, наприклад (але без обмеження винаходу), парафін, парафіновий віск, гірський віск, канделільський віск, карнаубський віск, бджолиний віск, поліетиленовий віск, малеатні гідрокарбони тощо. "Речовини, що підвищують якість деревини" включають будь-яку речовину, яка поліпшує механічні, біологічні, фізичні, хімічні, електричні або інші властивості деревини порівняно з властивостями такої ж деревини без речовини, що підвищує її якість. Термін "поліпшують" означає отримання бажаної модифікації властивостей деревини, включаючи як підвищення, так і зниження показника якості залежно від застосування і бажаного кінцевого результату. Речовина 10, що підвищує якість деревини, може мати форму рідини, часток, пластівців, гранул і інши х форм будь-якого розміру. Контейнер 12 зберігання має міксер 14. До речовини 10, що підвищує якість деревини, у контейнері 12 зберігання можуть бути додані ди-спергенти (не показані). Міксер 14 може бути використаний для зведення речовини, що підвищує якість деревини, до часток будь-якого бажаного розміру. Може бути реалізований контроль температури вмісту контейнера 12 зберігання, наприклад (але без обмеження винаходу), у межах 60 - 98°С. Інший контейнер 16 зберігання може бути використаний для зберігання рідини 18, наприклад (але без обмеження винаходу), води для диспергування в ній речовин 10, що підвищують якість деревини, і утворення суспензії. Контейнер 16 може також мати міксер 20. До рідини 18 у контейнері 16 можуть бути додані диспергенти. Може бути забезпечений контроль температури вмісту контейнера 16 зберігання, наприклад (але без обмеження винаходу), у межах 60 - 98°С. Вміст або будь-яка його частина контейнерів 12,16 зберігання може бути поданий трубопроводами 22, 24, відповідно, у порціонний змішувальний пристрій 26, де речовина 10, що підвищує якість деревини, диспергується у рідині 18 з утворенням суспензії 27. Клапани 28, 30 контролю, відповідно, можуть контролювати потік матеріалу з контейнерів 12, 16 до змішувального пристрою 26. Змішувальний пристрій 26 може мати міксер 32, будь-якого придатного типу, наприклад (але без обмеження винаходу), пропелерний, змішувальний або розчинювальний, і працювати з будь-якою 9 85680 швидкістю для утворення або підтримання суспензії 27. Може бути доданий вузол 34 керування для контролю операцій порційного змішувального пристрою 26, наприклад (але без обмеження винаходу), масового або об'ємного змішування речовин, розміру часток, тиску або температури змішувального пристрою 26 і тривалості змішування. До суспензії у контейнері 26 зберігання можна додавати диспергент (не показаний). Суспензію 27 можна подавати з порційного змішувального пристрою 26 до попередника 42 деревного продукту у те хнологічній лінії для виготовлення кінцевого деревного продукту 44. Попередник 42 деревного продукту може включати (але без обмеження винаходу) пульпу (наприклад, для виготовлення реструктурованого деревного продукту), частки деревини або деревні дошки (суспензію 27 можна додавати для обробки поверхні дошок і отримання кінцевого деревного продукту 44). Термін "попередник деревного продукту" включає будь-яку форму деревного продукту, підготовленого для додання речовини 10, що підвищує якість деревини, перед виготовленням кінцевої форми деревного продукту 44. Кінцевий деревний продукт 44 може включати (без обмеження) листи, плити, бруси і інші форми. Суспензія 27 може також проходити від порційного змішувального пристрою 26 до міксера 41, де суспензія 27 додатково змішується з іншими добавками з утворенням суспензії 40. Міксер 41 може включати будь-який придатний диспергувальний міксер, наприклад (але без обмеження винаходу), пропелерний, змішувальний або розчинювальний, і працювати з будь-якою швидкістю для утворення або підтримання суспензії 40. Контроль потоку суспензії 27 до міксера 41 може здійснюватись контрольним. В іншому варіанті суспензія 27 може спочатку проходити трубопроводом 48 від порційного змішувального пристрою 26 до допоміжного змішувального пристрою 46. Потік матеріалу від порційного змішувального пристрою 26 до допоміжного змішувального пристрою 46 може контролюватись контрольним клапаном 50 живлення. Допоміжний змішувальний пристрій 46 також може мати диспергувальний міксер 52 будьякого типу, наприклад (але без обмеження винаходу), пропелерний, змішувальний або розчиню 10 вальний, і працювати з будь-якою швидкістю для утворення або підтримання суспензії 27. Вузол 54 керування може здійснювати контроль операцій допоміжного змішувального пристрою 46, наприклад (але без обмеження винаходу), масового або об'ємного змішування речовин, розміру часток, тиску або температури змішувального пристрою 46 і тривалості змішування. Контроль потоку суспензії 27 до міксера 41 може здійснюватись контрольним клапаном 56 живлення. Технологічна лінія і контрольні клапани 50, 56 живлення можуть працювати у замкненому контурі контролю, причому темп роботи .технологічної лінії автоматично визначає темп виготовлення і подачі суспензії 27 до міксера 41. Взагалі суспензію, що містить речовину 10, що підвищує якість деревини, можна додавати до попередника 42 деревного продукту окремо, або перед доданням до попередника 42 деревного продукту до суспензії 27 можна додавати інші інгредієнти, або суспензію 27 перед доданням до попередника 42 деревного продукту можна додавати до інших інгредієнтів. Будь-який з змішувальних пристроїв (наприклад, порційний або допоміжний) має бути здатний змішува ти дискретні порції речовин або забезпечувати їх безперервне змішування. Слід також відзначити, що пристрої і обладнання, що використовуються в описаному вище процесі, є лише прикладами і не обмежують винаходу. Додання суспензії 27 або 40 може поліпшити властивості кінцевого деревного продукту 44. Приклади якостей, які можуть бути підвищені речовиною 10, що підвищує якість деревини, у суспензії 27 або 40, включають (але без обмеження винаходу) водовідштовхування, водостійкість, контрольованість поглинання води, контрольованість розмірів, стабільність розмірів, контрольованість розбухання, герметизація кромок, контрольованість щільності, контрольованість механічної міцності і консервацію деревини або будь-яку їх комбінацію. Винахід не обмежується наведеним вище описом, а його об'єм включає комбінації і субкомбінації ознак, визначених вище, а також включає їх модифікації і варіанти, які можуть бути реалізовані фа хівцем на основі опису, і лежать поза існуючим рівнем техніки. 11 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85680 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601