Método para comprimir con vapor un tablero aglomerado que tiene al menos una superficie acabada.

Un método para preparar un producto aglomerado de madera, que comprende las etapas de:

- formar una matriz que comprende partículas de madera tratadas con aglutinante no curado; teniendo la matrizun primer y segundo lados opuestos

, y

- consolidar la matriz a un espesor final en una cavidad de la prensa sellada; después de que la matriz se hayaconsolidado al espesor final, el método comprende adicionalmente

- suministrar una primera cantidad de vapor a una baja presión a través de dicho primer lado de la matriz hastaal menos aquella parte del espesor de la matriz que no está ocupado por una cantidad de aire intersticial,

- purgar la matriz a través de dicho primer lado de manera que la cantidad de aire intersticial se purga desde lamatriz, y después

- suministrar una segunda cantidad de vapor a una alta presión a través de dicho primer lado a unatemperatura y presión suficientes para curar el aglutinante a través del espesor de la matriz,

- dicha primera cantidad de vapor se suministra a dicha parte del espesor a una presión y durante un periodode tiempo suficientes para elevar la temperatura de dicha parte de la matriz a al menos 100 ºC.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06025736.

Solicitante: MASONITE CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: ONE NORTH DALE MABRY HIGHWAY TAMPA, FL 33609 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BONOMO,BRIAN, WALSH,PETE, MOEHR,KELLY, VERGARA,ALEX, MERRELL,MICHELLE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO O CONSERVACION DE LA MADERA O DE MATERIALES... > FABRICACION DE OBJETOS POR PROCEDIMIENTOS EN SECO,... > B27N3/00 (Fabricación de objetos sustancialmente planos, p. ej. paneles a partir de partículas o fibras)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO O CONSERVACION DE LA MADERA O DE MATERIALES... > FABRICACION DE OBJETOS POR PROCEDIMIENTOS EN SECO,... > Fabricación de objetos sustancialmente planos, p.... > B27N3/18 (Operaciones auxiliares, p. ej. precalentamiento, humidificación, corte)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO O CONSERVACION DE LA MADERA O DE MATERIALES... > FABRICACION DE OBJETOS POR PROCEDIMIENTOS EN SECO,... > Fabricación de objetos sustancialmente planos, p.... > B27N3/04 (a partir de fibras)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO O CONSERVACION DE LA MADERA O DE MATERIALES... > FABRICACION DE OBJETOS POR PROCEDIMIENTOS EN SECO,... > Fabricación de objetos sustancialmente planos, p.... > B27N3/08 (Moldeo o prensado (prensas en general B30B))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO O CONSERVACION DE LA MADERA O DE MATERIALES... > FABRICACION DE OBJETOS POR PROCEDIMIENTOS EN SECO,... > Fabricación de objetos sustancialmente planos, p.... > B27N3/10 (Moldeo de recuadros)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO O CONSERVACION DE LA MADERA O DE MATERIALES... > FABRICACION DE OBJETOS POR PROCEDIMIENTOS EN SECO,... > Fabricación de objetos sustancialmente planos, p.... > B27N3/12 (a partir de fibras)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LAS SUBCLASES B29B,... > Uso de productos naturales o sus compuestos no previstos... > B29K311/14 (Madera, p. ej. paneles de madera o paneles de fibra)

PDF original: ES-2450666_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Método para comprimir con vapor un tablero aglomerado que tiene al menos una superficie acabada La presente invención se refiere de forma general a un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 para preparar un tablero aglomerado, tal como, un tablero hecho a partir de partículas de madera, un tablero hecho a partir de fibras, un tablero hecho a partir de astillas o similares, y más particularmente a un método para fabricar un tablero aglomerado que tiene al menos una superficie acabada, por ejemplo gofrada, pulida o estampada. El tablero se fabrica a partir de una matriz compuesta por partículas, astillas y/o fibras de madera y un aglutinante curable o endurecible, por ejemplo, una resina.

Los productos de madera aglomerados, tales como tableros, pueden formarse consolidando una matriz suelta de materiales lignocelulósicos bajo calor y presión, hasta que los materiales se adhieren juntos para formar un producto sólido de tipo madera. Los materiales lignocelulósicos pueden tomar la forma de materiales de madera, tales como,

partículas, astillas, fibras y/o similares y se entenderá que estos términos se usan de forma intercambiable en este documento.

Aunque es posible aglutinar materiales lignocelulósicos en las condiciones adecuadas de calor y consolidación sin tratamientos adicionales, típicamente, los materiales que forman la matriz se tratan con un aglutinante, tal como una resina, antes de aplicar calor y consolidación, para potenciar la adherencia de los materiales y mejorar las propiedades resultantes del producto acabado.

La consolidación de la matriz generalmente se realiza en una prensa. Una prensa convencional para consolidar una matriz de aglomerado de madera tratada con aglutinante a una forma moldeada particular, tal como, por ejemplo, un 25 tablero, incluye dos rodillos de prensado opuestos espaciados para definir una cavidad de moldeo. Típicamente, al menos un rodillo se calienta por conducción, tal como usando bobinas calefactoras eléctricas o haciendo pasar un fluido calentado o medio gaseoso, tal como vapor, a través de conductos localizados en el cuerpo del rodillo. Después de entrar en contacto con la matriz, el calor se transfiere desde el rodillo hasta la matriz por conducción. Los rodillos de prensado usados en una prensa convencional, es decir, los rodillos de prensado convencionales, generalmente tienen una superficie de contacto con la matriz que está libre de aberturas o puertos de acceso. Dichas aberturas en la superficie de contacto de un rodillo provocarían imperfecciones en la superficie de un producto acabado. De esta manera, los rodillos convencionales son adecuados para comprimir tableros que tienen una superficie "acabada", por ejemplo, una superficie que no requiere un trabajado mecánico o mecanizado adicional en operaciones después del prensado tales como limpieza por chorro de arena o cepillado para llegar a una superficie lista para el mercado. Como las operaciones de acabado después del prensado tales como limpieza por chorro de arena o cepillado no son necesarias para los tableros producidos en una prensa convencional, el rodillo de la prensa convencional puede adaptarse para proporcionar una superficie "acabada" pulida, o una superficie "acabada" gofrada o estampada.

Después de retirarlo de la prensa, el tablero puede comercializarse tal cual, o la superficie "acabada" del tablero puede tratarse con un recubrimiento protector y/o decorativo, tal como pintura o tinte, para producir un producto potenciado listo para el mercado.

Las prensas que usan rodillos de prensado convencionales tienen varios inconvenientes. Las prensas que usan 45 rodillos de prensado convencionales pueden no ser adecuadas para curar ciertas resinas de curado a alta temperatura porque la transferencia de calor desde un rodillo convencional al interior de una matriz puede ser lento, provocando de esta manera diferenciales de temperatura a través del espesor de la matriz que no son adecuados para un curado apropiado. Por ejemplo, los materiales cerca de la superficie de la matriz pueden exponerse a un calor excesivo, provocando que la resina se cure demasiado rápidamente y que los materiales aglomerados se quemen, afectando así negativamente a propiedades tales como apariencia y resistencia de enlace. A la inversa, el interior de la matriz puede exponerse a un calor insuficiente, de manera que el material aglomerado no se consolida suficientemente y la resina no se cura totalmente, debilitando de esta manera la resistencia interna del tablero. Por las razones anteriores, es decir, diferenciales de calentamiento a través del espesor de una matriz durante la consolidación y/o curado dando como resultado efectos negativos sobre las propiedades del tablero, los rodillos de 55 prensado convencionales no son adecuados para curar productos de tipo tablero relativamente gruesos.

También, aunque las prensas convencionales han sido satisfactorias en la fabricación de productos de tablero hecho a partir de fibras usando únicamente calor por conducción (prensado en caliente) , las demandas de fabricación actuales requieren tiempos de ciclo más rápidos en la prensa y el uso de resinas de alta temperatura más fuertes para producir productos de tablero hecho a partir de fibras muy minuciosos, de mayor densidad, y, en ocasiones, más gruesos. Se sabe que las desventajas de los rodillos convencionales pueden superarse suministrando, o inyectando, vapor directamente a una matriz mediante rodillos de prensado modificados provistos con puertos de inyección de vapor para este fin. Esto se conoce de forma general como prensado por "inyección de vapor". El vapor pasa desde los puertos de inyección hacia espacios intersticiales entre las partículas de madera, astillas y/o fibras 65 que forman la matriz, llevando así el calor más rápido y uniformemente al interior de la matriz. El prensado por inyección de vapor tiene diversas ventajas. El prensado por inyección de vapor acelera el curado de tableros típicamente dimensionados usando resinas convencionales, acortando así significativamente los ciclos de prensado. El prensado por inyección de vapor permite también el uso de resinas de curado a alta temperatura, que típicamente no son adecuadas para usar en prensado convencional, y que puede ser más barato, seguro y/o dar como resultado un producto enlazado más fuerte. Y la inyección de vapor permite la consolidación y el curado de tableros aglomerados relativamente gruesos, que no se curan apropiadamente en una prensa convencional o no se curan suficientemente rápido para proporcionar un producto competitivo respecto a costes. De esta manera, se sabe que la inyección de vapor acelera el curado del producto aglomerado, mejora la calidad del producto y acorta el tiempo de producción para productos aglomerados de madera, particularmente productos que tienen grandes dimensiones.

Los beneficios y ventajas de la inyección de vapor pueden potenciarse significativamente realizando la inyección en una prensa sellada, es decir, una prensa que aísla la cavidad de la prensa de la atmósfera circundante. Esto puede realizarse sellando el perímetro de la cavidad. Como alternativa, toda la prensa puede aislarse en una cámara sellada. Una prensa sellada reduce significativamente o elimina la pérdida de vapor valioso y facilita la inyección de vapor hacia la matriz a elevadas temperaturas.

El prensado por inyección de vapor se considera en general poco adecuado para producir una superficie "acabada" en productos de tipo tablero porque, como se ha indicado anteriormente, los puertos de acceso en un rodillo de prensa típicamente provocan imperfecciones en la superficie del producto moldeado.

Las imperfecciones superficiales deben mecanizarse o retirarse mecánicamente, por ejemplo, mediante limpieza... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para preparar un producto aglomerado de madera, que comprende las etapas de:

-formar una matriz que comprende partículas de madera tratadas con aglutinante no curado; teniendo la matriz un primer y segundo lados opuestos, y -consolidar la matriz a un espesor final en una cavidad de la prensa sellada; después de que la matriz se haya consolidado al espesor final, el método comprende adicionalmente -suministrar una primera cantidad de vapor a una baja presión a través de dicho primer lado de la matriz hasta al menos aquella parte del espesor de la matriz que no está ocupado por una cantidad de aire intersticial, -purgar la matriz a través de dicho primer lado de manera que la cantidad de aire intersticial se purga desde la matriz, y después -suministrar una segunda cantidad de vapor a una alta presión a través de dicho primer lado a una temperatura y presión suficientes para curar el aglutinante a través del espesor de la matriz,

-dicha primera cantidad de vapor se suministra a dicha parte del espesor a una presión y durante un periodo de tiempo suficientes para elevar la temperatura de dicha parte de la matriz a al menos 100 ºC.

2. El método de preparación de un producto aglomerado de madera de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente la etapa de:

- purgar el exceso de presión de la matriz a través de dicho primer lado antes de abrir la cavidad de la prensa; y -abrir la cavidad de la prensa.

3. El método de preparación de un producto aglomerado de madera de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,

caracterizado por que la primera cantidad de vapor se suministra a una presión menor de 689, 5 kPa (100 psi) , preferentemente a una presión en un intervalo de 172, 4 a 517, 1 kPa (25 a 75 psi) .

4. El método de preparación de un producto aglomerado de madera de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la primera cantidad de vapor se suministra durante un periodo de 30 30 a 120 segundos.

5. El método de preparación de un producto aglomerado de madera de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la segunda cantidad de vapor se suministra a una presión mayor que una presión de la primera cantidad de vapor.

6. El método de preparación de un producto aglomerado de madera de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que la segunda cantidad de vapor se suministra a una presión igual a o mayor de 689, 5 kPa (100 psi) , preferentemente a una presión en un intervalo de 689, 5 kPa a 1723, 7 kPa (100 a 250 psi) .

7. El método de preparación de un producto aglomerado de madera de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1, 2 y 6, caracterizado por que la segunda cantidad de vapor se suministra durante un periodo de 30 a 120 segundos.

8. El método de preparación de un producto aglomerado de madera de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,

caracterizado por que la matriz tiene una humedad y un contenido de aire, y por que el método comprende la etapa adicional de calentar una parte del espesor de la matriz adyacente al segundo lado de la matriz por convección, siendo el calentamiento suficiente para convertir al menos una parte del contenido de humedad en dicha parte del espesor de la matriz en vapor.

9. El método de preparación de un producto aglomerado de madera de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la consolidación, el suministro de la primera cantidad de vapor, la purga y el suministro de la segunda cantidad de vapor se realizan secuencialmente.