Forgácslap- és farostlemezgyártás

Forgácslap- és farostlemezgyártás Összeállította: Dr. Alpár Tibor előadásanyagainak felhasználásával Dr. Kovács Zsolt, Dr. Dénes Levente NYME FMK TGYI 2006.08.28.

Forgácslap- és farostlemezgyártás Faforgácslap: fa, vagy fás anyagok mechanikus úton előállított aprítékából, kötőanyag hozzáadásával, hő és nyomás segítségével előállított lemeztermékek. Farostlemez: fa, vagy fás anyagok rostosításával előállított lemeztermék. Összeállította: Dr. Kovács Zsolt NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/2. fólia

Faforgácslapok. Forgácslap- és farostlemezgyártás Alapanyag: faforgács általában 1-1 fedőréteg és 1 középréteg hőprésben, ragasztással UF, PF, PRF, MUF, izocianát kötőanyag, Szervetlen kötőanyag Összeállította: Dr. Kovács Zsolt NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/2. fólia

I. Faforgácslap-gyártás Forgácslap- és farostlemezgyártás A faforgácslapok előnyei: Felhasználási területek: Értéktelen farészek hasznosítása Megmunkálási hulladék feldolgozás Kedvező mérettartás Anizotrópia mérséklése Bútoripar Építőipar (borítások, zsaluk, idomtestek) Járműipar Hajóépítés Csomagolóipar Irányítható tulajdonságok Idomtestek előállítása Méretbeli korlátok feloldása NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/3. fólia

Forgácslap- és farostlemezgyártás A faforgácslapok csoportosítása: a. Sűrűség szerint: 1. Kis térfogat-sűrűségű lapok (200-450 kg/m 3 ) 2. Közepes térfogat-sűrűségű lapok (450-750 kg/m 3 ) 3. Nagy térfogat-sűrűségű lapok (>750 kg/m 3 ) b. Rétegek száma szerint: 1. Egyrétegű 2. Három rétegű 3. Többrétegű (5) c. Felület szerint: 1. Nyers/csiszolt felület 3. Nemesített felület d. Felületi forgácsok szerint: 1. Vágott forgács (ostya) 2. Hulladékforgács 3. Normál forgács (finom) 4. Mikroforgács 5. Rostosított forgács 6. Csiszolatpor NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/4. fólia

A faforgácslapok csoportosítása: Forgácslap- és farostlemezgyártás e. Hőpréselési eljárás szerint: 1. Síkpréseléssel előállított 2. Hengerpréseléssel előállított 3. Extrudálással előállított f. Kötőanyag szerint: 1. Műgyantákkal (karbamid-formaldehid, melamin-formaldehid, fenolgyanták (fenol-formaldehid), izocianát gyanták) 2. Szervetlen kötőanyagokkal (cement, gipsz, magnezit) 3. Faanyagban vagy fakéregben található ragasztó hatású anyagok felhasználásával (tannin) NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/5. fólia

A faforgácslap-gyártás alapanyagai: Forgácslap- és farostlemezgyártás Faválasztékok: Hengeres fa Széldeszka, fűrészüzemi eselék Fűrészpor Gyaluforgács Hámozási maradékhenger Furnérhulladék Aprítékok (erdei, fafeldolgozási, újrahasznosítási) Egynyári és egyéb fás növények: Len-, kenderpozdorja Gyapotszár Cukornádszár Óriásfű Bambusz Nád Szalmafélék Rizsszalma és rizshéj Fakéreg Biomassza NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/6. fólia

A faforgácslap-gyártás technológiája: Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/7. fólia

Aprítékgyártás: Forgácslap- és farostlemezgyártás Előkészítés és aprítás késdobos aprító: Összeállította: Dr. Kovács Zsolt- Dr. Dénes Levente NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/8. fólia

Tárcsás aprítógép: Függőleges elrendezésű Ferde elrendezésű Az aprítékgyártás eszközei: Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/8. fólia

Késtengelyes aprítógép Körmös aprítógép Késdobos aprítógép Profil aprítók Az aprítékgyártás eszközei: Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/8. fólia

A forgácsképzés eszközei: kettős áramlású malom Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/9. fólia

Forgácsszárítók: Forgácslap- és farostlemezgyártás Áramlásos csőszárító működési sémája NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/12. fólia

Forgácstárolás és szállítás Forgácslap- és farostlemezgyártás Tárolás célja, feladatai: kellő mennyiségű forgács biztosítása egyenletes, szabályozható forgácsadagolás állásidők, meghibásodások áthidalása kapacitás-kiegyenlítés a forgácshalmaz homogenizálása megfelelő keverék-arányok biztosítása NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/13. fólia

A forgácsosztályozás: Forgácslap- és farostlemezgyártás Szitalyuk méret, mm Frakció neve Fedőréteg (%) Középréteg (%) 4 durva 0 7,87 2 normál 0 25,56 1 normál 12,73 43,07 0,63 finom 27,68 12,15 0,4 finom 25,06 5,75 0,2 finom 22,75 3,47 0 (fenék) por 11,6 1,82 NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/14. fólia

A ragasztóanyag felhordása: Forgácslap- és farostlemezgyártás A pontragasztás modellje: A fajlagos forgácsfelület (100g absz. száraz forgács felülete): Lapkás forgácsokra: Pálcikás forgácsokra: Fajlagos felvitel: A 2 1 1 1 = A = + + h b l 0, 2 ρ h 0 ρ 0 RF ρ0h R =, g / m 0, 2 R F (g/100g) : ragasztási tényező 2 NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/15. fólia

A ragasztóanyag felhordása: Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/15. fólia

Ragasztóanyag-felhordó (keverő) berendezések: Forgácslap- és farostlemezgyártás Porlasztással működő, egytengelyes keverőgép NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/16. fólia

Terítékképzés, lapképzés: Forgácslap- és farostlemezgyártás Alapfeltételek: Forgácselőkészítés Forgácsadagolás Cél: Egyenletes terítékszerkezet Forgácsterítési módok: mechanikus légsodrásos kombinált NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/17. fólia

Forgácsterítési módok: mechanikus, térfogat szerinti adagolószekrény Terítékképzés, lapképzés: Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/17. fólia

Forgácsterítési módok: légsodrásos, kétirányú levegőbefúvással Terítékképzés, lapképzés: Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/17. fólia

Préselés: Forgácslap- és farostlemezgyártás Hőpréselés: hőmérséklet nyomás idő NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/18. fólia

Hőpréselés: Forgácslap- és farostlemezgyártás Hagyományos idő-nyomás diagram: NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/19. fólia

Hőpréselés: Forgácslap- és farostlemezgyártás A visszarugózás függvényében szabályozott diagram: A - lapvastagság E - nyomás B hőmérséklet C gőznyomás D kereszt- húzószilárdság Visszarugózási nyomás : λτ P = P0 e, N / mm 2 τ = P ln 0 P λ NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/19. fólia

Különleges hőprések: Forgácslap- és farostlemezgyártás Kalander prés: NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/20. fólia

1. Hűtés: Befejező műveletek (végkikészítés): Egyenletes nedvességeloszlás A karbamid-formaldehid gyantával készült lapok mechanikai tulajdonságainak csökkenése magas hőmérsékleten 2. Méretre vágás (szélezés) : Forgácslap- és farostlemezgyártás A lazább szerkezetű szélek eltávolítása NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/21. fólia

Befejező műveletek (végkikészítés): Forgácslap- és farostlemezgyártás Csiszolás: 1. Pontos vastagsági méret kialakítása 2. Megfelelő minőségű felület előállítása NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/21. fólia

Forgácslap méreti jellemzők: Forgácslap- és farostlemezgyártás Darabolt (kiszállítási) táblaméret: 2800 x 2070 mm 2750 x 2070 mm Vastagsági métetsor: 8mm, 10mm, 12mm, 16mm, 18mm, 19mm, 22mm, 25mm, 28mm, 30mm, 32mm, 38mm NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Forgácslap- és farostlemezgyártás Forgácslap ipari termékek: Natúr faforgácslap: csiszolt felületű, háromrétegű Felületnemesített (lakkozott, laminált..) forgácslap: színválaszték kemény, kopásálló felület hő- és vegyszerállóság Különleges forgácslapok Bútor- (ajtó-, ablak- ) alkatrészek NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Forgácslap típusok: Forgácslap- és farostlemezgyártás Natúr forgácslap NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Forgácslap- és farostlemezgyártás Forgácslap típusok:natúr forgácslap NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Forgácslap típusok: Forgácslap- és farostlemezgyártás laminált forgácslap NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Forgácslap- és farostlemezgyártás Forgácslap típusok: laminált forgácslap NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Különleges forgácslapok: Forgácslap- és farostlemezgyártás 1. Szigetelő forgácslapok 2. Vékony forgácslapok 3. Nagyméretű forgácsból készült lapok 4. Irányított elrendezésű lapok (OSB) 5. Furnér forgácslapok 6. Felületnemesített forgácslapok 7. Cement kötésű forgácslapok 8. Gipsz kötésű forgácslapok 9. Len- és kenderpozdorja lapok 10. Forgácsidomtestek 11. Fakéreglapok NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Forgácslap- és farostlemezgyártás Forgácslap típusok: vékony forgácslap NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Forgácslap termékek: Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Különleges forgácslapok: OSB Forgácslap- és farostlemezgyártás strand alapanyag (30 x 120 mm) fedőrétegek merőlegesek a középrétegre hőprésben, ragasztással PF, PRF, MUF, PMDI kötőanyag NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia Alkalmazás: külső/belső fal borítás, bútoripar, belsőépítészet

Forgácslap- és farostlemezgyártás OSB gyártása NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

OSB Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

OSB farost kombináció, lakkozott Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

KÜLÖNLEGES BÚTORLAPOK Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Forgácslap termékek: Forgácslap- és farostlemezgyártás NYME FMK TGYI 2006.08.28. 4/22. fólia

Farostlemezgyártás Összeállította: Dr. Kovács Zsolt NYME FMK TGYI 2006.08.28.

Osztályozás gyártási eljárás szerint Nedves Félszáraz Száraz Terítékképzés módja nedves száraz száraz Teríték nedv.tart [%] 100 120 15 25 5 10 Termék kialakítása kemény farostlemezzé hőprésben szigetelőlemezzé forró levegővel hőprésben hőprésben

Osztályozás térfogati sűrűség szerint LDF MDF HDF Gyártási eljárás nedves nedves száraz nedves / száraz Térfogati sűrűség [kg/m 3 ] 400-ig 400-800 600-900 800 felett Ragasztó-anyag [%] 0-3 0-3 8-12 0-3 / 8-12 Vastagság [mm] 20-40 8-15 2-100 3-5 / 2-8 Extra nagy sűrűségű: 950 kg/m 3 felett, hő és olajedzéssel

Kötőanyagok szerepe a farostlemezgyártásban A fa rostosításakor keletkező aktív rostfelülteken a hőpréselés során új kémiai kötések jönnek létre (elsősorban nedves eljárásnál). Ezeket a kötéseket erősítik a hozzáadott ragasztók nedves eljárás: 0-3 % fenol-formaldehid gyanták PF biopolimerek, pl. tannin száraz eljárás: 8-12 % karbamid-formaldehid UF melamin-formaldehid MF, MUF fenol-formaldehid izocianát, poliuretán MDI, PUR szervetlen kötésű: cement, gipsz aminoplasztok

A farostlemez-gyártás technológiái Nedves a papírgyártással rokon Száraz a forgácslap gyártáshoz hasonló fa alapanyag aprítás osztályozás por, szennyeződés durvaapríték apríték tárolás rostosítás nedves eljárás vízadagolás a rostokhoz rostfinomítás ragasztó- és adalékanyag adagolás koncentráció szabályozás szuszpenzió adagolás terítékképzés víztelenítés száraz eljárás ragasztó- és adalékanyag adagolás rostfinomítás rostszárítás terítékképzés (előpréselés) Forrólevegős szárítás (szárítás, ragasztás) hűtés formatizálás Hőpréselés (víztelenítés, szárítás, tömörítés, ragasztás) termikus utókezelés klimatizálás formatizálás felületkezelés Hőpréselés (szárítás, tömörítás ragasztás) hűtés formatizálás, csiszolás felületkezelés

A nedves és a száraz technológia a rostosítás végéig azonos

A faanyag rostosítása Az aprítékot feltárjuk: hidrotermikus és mechanikus úton rostosítjuk. A rostképzés mechanikája alapvetően különbözik a forgácsképzés mechanikájától: aprítás: vágás, hasítás rostosítás: nyírás rostokkal párhuzamos síkban A rostosítás során a faanyag fajlagos felülete megnő: 10 m 2 /g farost felület kb. 100 000-szerese a kiindulási faanyag felületének. A hidrotermikus kezelés hatására a rostok felületén aktív, új kémiai kötések létrehozására alkalmas vegyületek szabadulnak fel.

Rostosítás A rostosítás két fő művelete: apríték előkészítése és az apríték rostokra, rostkötegekre bontása.

Apríték előkészítése Apríték előkészítés feladata, hogy a fát rostosításra alkalmassá tegyük, és rostosításkor nagy mennyiségű, jó minőségű rostot tudjunk készíteni. Ez a plasztifikálás, a fa szerkezetének fellazítása nedvesség és hő, néha vegyszerek hatására. A plasztifikálás során a fában végbemenő változások: meglágyul ill. oldódik a rostokat (sejtek) összekapcsoló középlamella megduzzadnak a rostok a kémiai szerkezet részben átalakul.

Rostosítás Rostosítási módok: hidrotermikusmechanikus mechanikus kémiai-mechanikus Masonit eljárás Defibrátor eljárás Bauer eljárás facsiszolatgyártás Cellulózgyártás Biffar eljárás Farostlemez-ipari rostosítás: A plasztifikált aprítékból mechanikus úton tárják a rostot. A rostokra bontás mechanikai műveletei: nyomás, ütés, dörzsölés, hasítás.

Masonit eljárás Gőzrobbanásos eljárás (W.H. Mason USA) Bármely lignocellulóz-tartalmú anyag rostjai feltárhatók vele előzetes folyadékos vagy vegyi kezelés nélkül. Gépe a szakaszos működésű Masonágyú. A 20 mm hosszú aprítékot a 0,6-0,7 m 3 -es, duplafalú acélcső tartályba vezetik. A bezárt tartályba gőzt vezetnek két lépésben Az anyag ürítése hirtelen történik, szeleppel, 6-7 mm-es nyílású réselt lemezen keresztül.

Defibrátor eljárás Asplund-féle defibrátor legelterjedtebb gép a cellulóz- és farostlemezgyártásban A termo-mechanikus eljárás fő lépései: aprítékadagolás dugóképzés aprítékból előmelegítés (plasztifikálás) rostosítás rostok, rostkötegek kizsilipelése nyomás biztosítása

Rostfinomítás A refinerek hasonlók a defibrátorokhoz. A rostosító tárcsák távolsága: akár 0,01 mm. Rendszerint a teljes rosthalmazt utánőrlik.

Rostelőkészítés Nedves eljárás fő lépései rost-víz szuszpenzió beállítása ragasztó- és adalékanyag adagolás Terítékképzés síkszita felöntés gravitációs regiszterhengeres víztelenítés vákuumos víztelenítés préssel történő víztelenítés Hőpréselés berakókas préselés kirakókas edzés (opcionális) klimatizálás (kondícionálás) nedvesítés + hűtés

Nedves farostlemez-gyártás

Síkszita A terítékképzés a rost-víz szuszpenzió síkszitára való folyamatos felöntése és víztelenedése révén történik. A síkszita hossza 15-25 m, a szita anyaga műanyag (régen foszforbronz). A síkszita alapegységei: felfutó vagy felöntő szakasz, regiszterhengeres víztelenítő szakasz, vákuumos szívó szakasz, préselő szakasz.

Hőpréselés IV. - Présdiagram a) prészárás és első tömörítő szakasz b) első nagynyomású szakasz c) nyomáscsökkentés d) második tömörítő szakasz e) szárító és elgőzölögtető szakasz f) második nagynyomású szakasz g) nyomás megszűntetése, présnyitás

Edzés I. A présből kirakókas veszi ki a farostlemezeket, és szállítópályák továbbítják a szélezőhöz. Az edzés opcionális lépés tökéletesíti a kémiai kötések kialakulását - javítja a szilárdságot, a nedvességgel szembeni ellenállást. Edzés alkalmazásával csökkenthető a présidő, és bizonyos adalékanyagok mennyisége. Edzésmódok: hőlégedzés folyamatos alagútban szakaszos, kamrákban olajedzés

A száraz eljárás fő lépései Rostok előkészítése terítéshez ragasztó- és adalékanyag bekeverése rostok szárítása Terítékképzés pneumatikus mechanikus Előpréselés szalagos prés Hőpréselés szalagos prés kalander prés Kondicionálás Szélezés Csiszolás

Száraz gyártás technológia

Hőpréselés többszintes prések A hőpréselési időt meghatározza, hogy a teríték szimmetriasíkja mikor éri el a 100 C-t, ami minimálisan szükséges az UF gyanta kikötéséhez. 7 5 235 C 0 30 120 idő [s]

Folyamatos prések Közös bennük, hogy a hő- és nyomásátadás acélszalagon keresztül történik, rendszerint hosszú berendezések, és több szakaszra oszthatók: terítékbevezető szakasz, középnyomású szakasz, magasnyomású szakasz, visszahűtő szakasz (újabb technológiáknál).

prés Kalander szalagos prés II. nagyfrekvenciás terítékképzés melegítés hosszra vágás

Extrúziós prés Adott alakú nyíláson préseli át az anyagot. Képezhető vele profilozott felület. A fő préselési erő a betáplálás felől lép fel: nagy húzószilárdság alacsony hajlítószilárdság alacsony minőségű felület Falemeziparban egyedül rost-cement termékek gyártásánál alkalmazzák az extrúziós prés után még textúrálják a felületét, pl. hengernyomóval.

ContiRoll prés Siempelkamp II. 18 m-es ContiRoll prés, 3 mm vastag MDF-ből, 800 mm/s előtolással, 400 m 3 -t gyárt naponta. Felépítés: rugalmas présasztal merev présfej alsó-felső préslapok (100 mm) teljes szélességű gördülő elemek alsó-felső acélszalag keret modulok kétoldali hidraulika hengerek Préselési idő: amikor a teríték magja eléri a 100 C-ot. (a műgyanta kikötési hőfoka)

Szélezés, csiszolás A hőpréselés (klimatizálás) után, raktározás előtt 15-30 mm-t levágnak a széleken. A vékony HDF-eket nem mindig csiszolják Vastagabb MDF-ek vastagsági ráhagyással készülnek. A felület száraz, porózus, rosszul felületkezelhető. Térfogati sűrűség [kg/m 3 ] 1000 900 800 700 600 500 400 0 2 4 6 8 10 12 Vastagság [mm]

Termékek Kemény farostlemez (hardboard, High Density Fibreboard) Közepes sűrűségű farostlemez (Medium Density Fibreboard) Lapméret: 2880x2070mm 2800x1830mm 5600x2070mm Vastagság: 2,5mm 3mm 4mm 5mm 6mm Natúr Lakkozott

Termékek

Előnyök: Hátrányok: Termékek - MDF sűrű, merev, kicsi anizotrópia sima felületű, göcs nélküli, könnyű megmunkálni, festhető. Nincs szálirány, kiszakadás nélkül forgácsolható. Hagyományos fakötések alkalmazhatók, jól ragasztható, furnérozható, laminálható formaldehid emisszió környezetbarát bevonatok (viasz, olaj) nem gátolják az emissziót csiszolatpor veszélyes szerszámot koptatja, beégeti élközeli furatok közt behasadhat (>25mm!) nedvesedéssel fellazul

Termékek kemény farostlemez

Termékek - natúr MDF lemez

Termékek vékony MDF lemez

Termékek szigetelő farostlemez