1.1.3.3 Пропарка и размол щепы
В процессе пропарки и размола происходит частичный гидролиз древесины. При мокром формировании ковра водорастворимые продукты деструкции вымываются в сток. При сухом и полусухом - водорастворимые продукты сохраняются в волокнах и при дальнейшей технологической обработке, участвуя в образовании межволоконных связей. Известно, что в процессе пропарки влажность может увеличиваться на 5 - 20 %, поэтому влажность щепы на входе в пропарочный котел должна строго контролироваться.
При сухом и полусухом способах производства придается большое значение фракционному составу волокна. Разные по своим размерам и массе волокна имеют различную скорость прохождения при сушке и попадают в ковер при его формировании с различной влажностью. При применяемом в сухом способе производства пневматическом транспорте волокно движется в соответствии с его длиной и массой. При больших колебаниях длины волокон получение ковра однородной плотности на формирующих машинах затруднительно. Качество осмоления волокнистых частиц также зависит от их размера. Чем равномернее волокно, тем больший эффект оказывает введение связующих.
На заводах древесноволокнистых плит для пропарки используют аппараты непрерывного действия различных систем. Для размола щепы применяют дефибраторы и рафинеры. При сухом способе производства используют дефибраторы всех современных марок, применяемых при мокром способе. При этом масса из разгрузочных клапанов дефибратора подается в циклон, откуда волокна, потерявшие в результате самоиспарения некоторое количество влаги, направляются в сушилку. Волокно из дефибратора выходит влажностью 45 – 60 %.[1]
По данным специалистов грубая фракция при размоле на дефибраторах составляет 12 – 15 %. Это затрудняет получение плит высокого качества. Поэтому для получения высококачественных плит при размоле щепы на дефибраторах применяют размольное оборудование для вторичного размола – рафинаторы.[7]
1.1.3.4 Проклейка древесноволокнистой массы
При сухом способе производства древесноволокнистых плит большинство схем технологического процесса предусматривает введение в древесноволокнистую массу термореактивных смол. Это обстоятельство вызывается тем, что при сухом формировании ковра пластичность волокон недостаточна, силы поверхностного натяжения развиваются слабо, а короткий цикл прессования при незначительной влажности ковра не обеспечивает развития необходимых связей между компонентами древесного волокна, достаточных для получения плит требуемого качества.
Для повышения водостойкости плит в щепу или древесноволокнистую массу вводится расплавленный парафин или другие гидрофобизирующие добавки. Кроме того, при сухом способе возможно введение в древесноволокнистую массу химикатов, обеспечивающих получение плит специального назначения. При сухом формировании ковра вводимые химикаты не вымываются в сток, как при мокром, а остаются на волокнах.
Для склеивания волокон обычно применяют фенолоформальдегидные смолы различных марок. Однако предпочтительны смолы с минимальным содержанием свободного фенола. В нашей стране применяется водорастворимая фенолоформальдегидная смола СФЖ-3014.[1]
Для придания плитам водостойкости вводят гидрофобные добавки. По данным ВНИИдрева, расход гидрофобных добавок свыше 1 % массы абсолютно сухих волокон не приводит кулучшению физико-механических свойств плит. Схемы введения и смешивания смолы с древесноволокнистой массой различны. На одних заводах смолу вводят через полый вал рафинера в междисковое пространство, на других применяют специальные рафинеры-смесители. Гидрофобизирующие добавки на большинстве действующих предприятий вводят через специальные, форсунки в пропарочные установки перед размолом щепы на волокна. Однако гидрофобизирующие добавки, так же как смолу, можно вводить и между размалывающими дисками или на выходе волокна из рафинера.
1.1.3.5 Сушка древесноволокнистой массы
При сухом способе производства плит размолотое волокно после дефибраторов не разбавляется водой в мокрых циклонах, а только отделяется от пара в “сухих” циклонах, из которых пневмотранспортом подается либо в сушку, либо на вторую ступень размола - в размалывающие аппараты “закрытого” типа. На выходе из дефибратора волокно имеет влажность 50 – 60 %, но, проходя через сухие циклоны, оно подсушивается до 45 - 50 % влажности.[1] Сушка волокна может проводиться в сушилках любого типа (трубчатые, барабанные, аэрофонтанные т.д.) в одну или две ступени. В сушилках волокно подсушивается до воздушно-сухого состояния (влажность 8 – 10 %). Если сушка волокна проводится в две ступени, то на первой ступени волокно должно подсушиваться до влажности I5 – 20 %. На первой ступени сушки происходит более интенсивное испарение влаги из волокон, так как происходит испарение свободной влаги, в то время как на второй, ступени испаряется связанная влага. Учитывая эти особенности в производстве древесноволокнистых плит сухим способом, отдается предпочтение двухступенчатой сушке волокнистой массы.[5]
1.1.3.6 Формирование ковра
Формирование ковра при изготовлении древесноволокнистых плит сухим способом производства отличается тем, что транспортирование и формирование волокна осуществляется с помощью воздуха. Ковер формируется непрерывно на сетчатой ленте конвейера, под которым создается вакуум для увеличения плотности укладки волокон.
Настил ковра из волокнистой массы при сухом формировании осуществляется в настоящее время двумя способами: методом вакуумного формования и методом свободного падения волокна на машинах типа “падающий снег”.
1.1.3.7 Подпрессовка и раскрой непрерывного ковра
Сформированный на вакуумформирующей машине непрерывный ковер легко рассыпается при транспортировке, так как высота его колеблется от 100 до 560 мм. Толщина ковра зависит от плотности, а главное - от заданной окончательной толщины готовой плиты. Для рационального использования горячего пресса, сокращения величины просвета между его плитами и увеличения скорости их смыкания, а также для обеспечения транспортабельности ковра последний подпрессовывают в ленточных прессах непрерывного действия. Ленточный пресс является продолжением вакуумформирующей машины. Далее осуществляют обрезку кромок дисковыми пилами по ходу движения ковра от ленточного пресса. Обрезки кромок с каждой стороны ковра имеют ширину до 25 мм.
1.1.3.8 Горячее прессование ковра
Воздушное формирование ковра и введение термореактивных смол предопределяют особенности процесса прессования при сухом способе производства древесноволокнистых плит. При прессовании сухих полотен физикомеханические свойства получаемых плит не могут быть обеспечены связями между волокнами только за счет термохимической обработки древесины. Даже при удельном давлении прессования до 7 МПа требуется введение связующего. Качественные показатели прессованных плит предопределяются условиями подготовки волокна и свойствами термореактивной смолы. Особенно важно, что отдельные продукты, образовавшиеся в процессе термохимической обработки древесины, при сухом формировании остаются в волокнистой массе, существенно влияя на процессы склеивания волокон. При прессовании происходит склеивание смешанных со смолой волокон в результате перехода в твердое состояние термореактивной смолы под воздействием высокой температуры. Лучшие результаты получают, если отверждение смолы произойдет при максимальном сближении волокон. Применение высоких температур требует загрузки полотен в пресс, смыкания греющих плит и достижения высокого давления в течение короткого промежутка времени. Кроме того, для предотвращения преждевременного отверждения смолы необходима устойчивая теплоизолирующая завеса между прессом и его загрузочным устройством, на котором расположены полотна.
В зависимости от породного состава сырья и применяемого типа связующего температура прессования на разных заводах колеблется в пределах 180—260 °С. Для древесины мягких лиственных пород температура прессования равна 180—220 °С, для твердых пород — 230—260 °С.
С увеличением давления прессования возрастают плотность и прочность плит, но снижаются водопоглощение и набухание. Для получения волокнистых плит плотностью 1 г/см3 необходимо иметь на начальном этапе прессования удельное давление 6,5 - 7 МПа. Выдержка при максимальном давлении во избежание появления пузырей и пятен вследствие скапливающегося в полотне пара не должна превышать 40 с. Для удаления пара целесообразно постепенное снижение давления.
При сухом способе производства, определяющем короткие циклы прессования, повышенную температуру нагревательных плит и высокое удельное давление прессования, особое значение придают конструкций и материалу нагревательных плит. Это объясняется также и тем, что сухие древесноволокнистые полотна более чувствительны к колебаниям температуры на плоскости нагревательной плиты. Поэтому систему каналов пресса выполняют таким образом, чтобы разница температуры на поверхности плиты не превышала 4 °С. Конструкция и материал нагревательных плит должны обеспечивать хорошую теплопередачу и выравнивать возникающие в процессе прессования напряжения изгиба.
1.1.3.9 Послепрессовая обработка плит
Послепрессовая обработка плит включает в себя следующие технологические операции: предварительную обрезку кромок плит, выходящих из горячего пресса, увлажнение плит, форматную резку плит по размерам, складирование плит. Плиты, которые предполагается направить на отделку, предварительно шлифуются.