Forgácslap- és farostlemezgyártásgt3.bme.hu/wp-content/uploads/2016/06/ATFT_eloadas9_forgacslap... · Forgácslap- és farostlemezgyártás Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv

Forgácslap- és farostlemezgyártás

Összeállította: Dr. Alpár Tibor előadásanyagainak felhasználásával Dr. Kovács Zsolt, Dr. Dénes Levente

Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv HEFOP 3.3.1 Operatív Programja keretében

NyME FMK Terméktervezési és Gyártástechnológiai Intézet

http://tgyi.fmk.nyme.hu

© NYME FMK TGYI 2006.08.28.

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







• Alapanyag: faforgács• általában 1-1 fedőréteg

és 1 középréteg• hőprésben, ragasztással• UF, PF, PRF, MUF,

izocianát kötőanyag,• Szervetlen kötőanyag

Faforgácslapok .

A faforgácslapok el őnyei:

• Értéktelen farészekhasznosítása

• Megmunkálási hulladék feldolgozás

• Kedvező mérettartás

• Anizotrópia mérséklése

• Irányítható tulajdonságok

• Idomtestek előállítása

• Méretbeli korlátok feloldása

I. Faforgácslap-gyártás

Felhasználási területek:

• Bútoripar

• Építőipar (borítások, zsaluk, idomtestek)

• Járműipar

• Hajóépítés

• Csomagolóipar



Összeállította: Dr. Dénes Levente




A faforgácslapok csoportosítása:a. Sűrűség szerint:

1. Kis térfogat-sűrűségű lapok (200-450 kg/m3)2. Közepes térfogat-sűrűségű lapok (450-750 kg/m3)3. Nagy térfogat-sűrűségű lapok (>750 kg/m3)

b. Rétegek száma szerint:1. Egyrétegű2. Három rétegű3. 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. Mikroforgács5. Rostosított forgács6. Csiszolatpor







A faforgácslapok csoportosítása:

e. Hőpréselési eljárás szerint:1. Síkpréseléssel előállított2. Hengerpréseléssel előállított3. Extrudálással előállított

f. Köt őanyag 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)







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







A faforgácslap-gyártás alapanyagai:

A faforgácslap-gyártás technológiája:Forgácslap- és farostlemezgyártás






A faforgácslap-gyártás technológiája:Forgácslap- és farostlemezgyártás






Előkészítés és aprítás – késdobos aprító:



Összeállította: Dr. Kovács Zsolt- Dr. Dénes LeventeNyME FMK Terméktervezési és Gyártástechnológiai Intézet



Aprítékgyártás:

Az aprítékgyártás eszközei:Forgácslap- és farostlemezgyártás






• Tárcsás aprítógép:

•Függőleges elrendezésű

• Ferde elrendezésű

Az aprítékgyártás eszközei:Forgácslap- és farostlemezgyártás






•Késtengelyes aprítógép

• Körmös aprítógép

• Késdobos aprítógép

• Profil aprítók

A forgácsképzés eszközei: kett ős áramlású malomForgácslap- és farostlemezgyártás






Forgácsszárítók:

Áramlásos csőszárító működési sémája







Forgácstárolás és szállítás

• kellő mennyiségű forgács biztosítása

• egyenletes, szabályozható forgácsadagolás

• állásidők, meghibásodások áthidalása

• kapacitás-kiegyenlítés

• a forgácshalmaz homogenizálása

• megfelelő keverék-arányok biztosítása







Tárolás célja, feladatai:

A forgácsosztályozás:

Szitalyuk méret, mm

Frakció neve

Fedőréteg (%)

Középréteg (%)

4 durva 0 7,872 normál 0 25,561 normál 12,73 43,07

0,63 finom 27,68 12,150,4 finom 25,06 5,750,2 finom 22,75 3,47

0 (fenék) por 11,6 1,82







A ragasztóanyag felhordása:

A pontragasztás modellje:

„A” fajlagos forgácsfelület (100g absz. száraz forgács felülete):

h,

A0

20ρρρρ

====

++++++++====lbh

A1112

0ρρρρ

Lapkás forgácsokra: Pálcikás forgácsokra: Fajlagos felvitel:

20

20m/g,

,hR

R F ρρρρ====







RF (g/100g) : ragasztási tényező

A ragasztóanyag felhordása:Forgácslap- és farostlemezgyártás






Ragasztóanyag-felhordó (kever ő) berendezések:Forgácslap- és farostlemezgyártás






Porlasztással működő, egytengelyes keverőgép

Terítékképzés, lapképzés:

Alapfeltételek:• Forgácselőkészítés• Forgácsadagolás

Cél:

Egyenletes terítékszerkezet

Forgácsterítési m ódok:• mechanikus• légsodrásos• kombinált







Terítékképzés, lapképzés:Forgácslap- és farostlemezgyártás






Forgácsterítési m ódok:• mechanikus, térfogat szerinti adagolószekrény

Terítékképzés, lapképzés:Forgácslap- és farostlemezgyártás






Forgácsterítési m ódok:• légsodrásos, kétirányúlevegőbefúvással

Préselés:

Hőpréselés:• hőmérséklet• nyomás• idő







Hőpréselés:

Hagyom ányos id ő-nyom ás diagram:Forgácslap- és farostlemezgyártás






Hőpréselés:

A visszarugózás függvényében szabályozott diagram:

Visszarugózási nyom ás :2

0 mmNePP /,λτλτλτλτ−−−−⋅⋅⋅⋅====

λλλλττττ P

P0ln====







A - lapvastagság

E - nyom ás

B – hőmérséklet

C – gőznyom ás

D – kereszt- húzószilárdság

Különleges h őprések:

Kalander prés:







Befejező műveletek (végkikészítés):

1. Hűtés:• Egyenletes nedvességeloszlás

• A karbamid-formaldehid gyantával készült lapok mechanikai tulajdonságainak csökkenése magas hőmérsékleten

2. Méretre vágás (szélezés) :

• A lazább szerkezetű szélek eltávolítása







Befejező műveletek (végkikészítés):

Csiszolás:

1. Pontos vastagsági méret kialakítása

2. Megfelelő minőségű felület előállítása







Forgácslap m éreti jellemz ők:

Darabolt (kiszállítási) táblam éret:

2800 x 2070 mm

2750 x 2070 mm

Vastagsági métetsor:

8mm, 10mm, 12mm, 16mm, 18mm, 19mm , 22mm, 25mm, 28mm, 30mm, 32mm, 38mm







Forgácslap ipari term ékek:Natúr faforgácslap: csiszolt felületű, háromrétegű

Felületnemesített (lakkozott, laminált..) forgácslap:

színválaszték

kemény, kopásálló felület

hő- és vegyszerállóság

Különleges forgácslapok

Bútor- (ajtó-, ablak-…) alkatrészek







Forgácslap típusok:

Natúr forgácslap







Forgácslap típusok:Natúr forgácslapForgácslap- és farostlemezgyártás






Forgácslap típusok:

laminált forgácslap







Forgácslap típusok: laminált forgácslapForgácslap- és farostlemezgyártás






Különleges forgácslapok: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







Forgácslap típusok: vékony forgácslapForgácslap- és farostlemezgyártás






Forgácslap term ékek:Forgácslap- és farostlemezgyártás












Különleges forgácslapok:Forgácslap- és farostlemezgyártás






OSB

• „ strand” alapanyag (30 x 120 mm)• fedőrétegek mer őlegesek a

középrétegre• hőprésben, ragasztással• PF, PRF, MUF, PMDI kötőanyag

• Alkalmazás: küls ő/belső fal borítás, bútoripar, bels őépítészet







OSB gyártása







OSB







OSB







OSB







OSB – farost kombináció, lakkozott







KÜLÖNLEGES BÚTORLAPOK













Farostlemezgyártás





© NYME FMK TGYI 2006.08.28.

Osztályozás gyártási eljárás szerint

hőprésbenhőprésben

• kemény farostlemezzéhőprésben

• szigetelőlemezzéforró levegővel

Termék kialakítása

5 – 1015 – 25100 – 120Teríték nedv.tart [%]

szárazszáraznedvesTerítékképzés módja

SzárazFélszárazNedves

Osztályozás térfogati sűrűség szerint

Vastagság [mm]

Ragasztó-anyag [%]

Térfogati sűrűség [kg/m3]

Gyártási eljárás

3-5 / 2-82-1008-1520-40

0-3 / 8-12

8-120-30-3

800 felett600-900

400-800

400-ig

nedves / száraz

száraznedvesnedves

HDFMDFLDF

Extra nagy sűrűségű: 950 kg/m3 felett, hő és olajedzéssel

Kötőanyagok szerepe a farostlemez-gyártásban

• 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

fa alapanyagaprítás

osztályozáspor, szennyeződés – durvaapríték

apríték tárolás

rostosítás

nedves eljárásvízadagolás a rostokhoz

rostfinomításragasztó- és adalékanyag adagolás

koncentráció szabályozásszuszpenzió adagolás

terítékképzés – víztelenítés

száraz eljárásragasztó- és adalékanyag adagolás

rostfinomításrostszárítás

terítékképzés(előpréselés)

Hőpréselés(szárítás, tömörítás ragasztás)

hűtésformatizálás, csiszolás

felületkezelés

Forrólevegős szárítás(szárítás, ragasztás)

hűtésformatizálás

Hőpréselés(víztelenítés, szárítás, tömörítés, ragasztás)

termikus utókezelésklimatizálásformatizálás

felületkezelés

A farostlemez-gy ártás technológiái

• Nedves – a papírgyártással rokon• Száraz – a forgácslap gyártáshoz

hasonló

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 m2/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 el őkészítése 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 végbemenőváltozások:– meglágyul ill. oldódik a rostokat (sejtek) összekapcsoló

középlamella– megduzzadnak a rostok– a kémiai szerkezet részben átalakul.

RostosításRostos ítási módok:

CellulózgyártásBiffar eljárás

kémiai-mechanikus

facsiszolatgyártásmechanikus

Masonit eljárásDefibrátor eljárás

Bauer eljárás

hidrotermikus-mechanikus

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-tartalmúanyag rostjai feltárhatók vele előzetes folyadékos vagy vegyi kezelés nélkül.

• Gépe a szakaszos működésű Mason-ágyú.

• A 20 mm hosszú aprítékot a 0,6-0,7 m3-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 farostlemez-gyártásban

• 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.

Nedves eljárás fő lépései• Rostelőkészítés

– 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 valófolyamatos 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 szakaszb) első nagynyomású szakaszc) nyomáscsökkentésd) második tömörítő szakasze) szárító és elgőzölögtető szakaszf) második nagynyomású szakaszg) 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.

235°C

7

5

0

30120

idő [s]

Folyamatos prések• Közös bennük, hogy a hő- és nyomásátadás

acélszalagon keresztül történik, rendszerint hosszúberendezések, és több szakaszra oszthatók:– terítékbevezető szakasz,

– középnyomású szakasz,– magasnyomású szakasz,– visszahűtő szakasz (újabb technológiáknál).

Kalander szalagos prés II.nagyfrekvenciás terítékképzés

prés 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 m3-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.

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12

Vastagság [mm]

Tér

foga

ti sű

rűsé

g [k

g/m

3 ]

Termékek

Lapméret: 2880x2070mm 2800x1830mm 5600x2070mm

Vastagság: 2,5mm 3mm 4mm 5mm 6mm

Kemény farostlemez (hardboard, High Density Fibreboard)

Közepes s űrűségű farostlemez (Medium DensityFibreboard)

Natúr

Lakkozott

Termékek

Termékek - MDFElőnyök: sűrű, merev, kicsi anizotrópia

sima felületű,

göcs nélküli,

könnyű megmunkálni,

festhető.

Nincs szálirány, kiszakadás nélkül forgácsolható.

Hagyományos fakötések alkalmazhatók, jól ragasztható, furnérozható, laminálható

Hátrányok: 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

Documents

Forgácslap- és farostlemezgyártásgt3.bme.hu/wp-content/uploads/2016/06/ATFT_eloadas9_forgacslap... · Forgácslap- és farostlemezgyártás Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv