Производство погонажных изделий из дерева
Этапы производства погонажных изделий | Компания ЛЕСШОП
Что такое полный цикл производства? Он начинается с заготовки древесины на делянках, а заканчивается изготовлением готовой продукции. Это выгодно и для производителя, и для потребителя. Чем меньше посредников, тем дешевле стоят изделия.
Виды погонажных изделий
К погонажным изделиям относятся профильный пиломатериал, который получается из необработанных бревен после распила.
Пиловочник, называемый еще кругляком, поступает на лесоперерабатывающее предприятие. Сначала он цилиндруется, потом разрезается, и в результате выходит обрезная доска и брус, которые продаются кубометрами. Это еще не погонаж.
В дальнейшем обрезной пиломатериал поступает на специализированные линии, где и производят погонажные профильные изделия. К ним относятся:
• Планкен;
• Террасная доска;
• Палубная доска;
• Вагонка;
• Доска пола;
• Плинтус;
• Имитация бруса;
• Блок-хаус;
• Инженерная доска;
• Паркетная доска;
• Брусок.
Единица измерения подобной продукции – погонный метр. Каждый из видов погонажа обрабатывается на станках определенного типа. На них выпиливается пазо-гребневое соединение, обрабатывается лицевая сторона, определяются остальные параметры (ширина, толщина, длина).
Без станков невозможно соблюсти все технические размеры, поэтому вручную такую продукцию не производят. Качество обработки достигается на усовершенствованном высокотехнологичном оборудовании.
Контроль качества проводится на всех этапах изготовления. Материал производится с соблюдением строительных стандартов. Сырьем для погонажных изделий служит ангарская сосна, сибирская лиственница, ясень, дуб и другие породы.
Сразу после рубки или распиловки проводится обработка древесины антисептическими препаратами. Это предотвращает развитие гнили и синевы в еще влажной древесине во время хранения и транспортировки.
Антисептики обеспечивают длительную сохранность древесины независимо от того, была ли она пропитана сразу после рубки или после технической сушки. Такая обработка называется стабилизацией или консервацией. Осуществляется она разными способами:
• Холодным;
• Горячим;
• Вакуумным;
• Под давлением.
Применение погонажного материала
Погонажные изделия идут на обшивку внутри здания и снаружи. Ими отделывают стены, строят перегородки, укладывают на пол, в том числе и на террасы, веранды, садовые дорожки.
Применяют их и для строительства каркасных домов. Для фиксации во время монтажа используют скрытый крепеж.
Погонажными изделиями отделывают потолки. Длина этого вида изделий колеблется от 4 до 6,5 м, что очень удобно для обшивки строений. Не нужно стыковать ламели, если стены большой длины.
Идет погонаж и на производство мебели, в том числе садово-уличной. Изготавливают из него малые архитектурные формы – например, беседки, навесы, гостевые домики, декоративные постройки для детских площадок.
Технология и этапы изготовления погонажа
Многие виды погонажных изделий изготавливаются из обрезной доски. Это выгодный и удобный пиломатериал, при изготовлении минимизируются отходы. Процесс производства состоит из нескольких этапов:
• Первый – сушка обрезной доски с применением сушильных камер. Это ускоряет процесс и гарантирует равномерное высыхание. Сушка обеспечивает влажность древесины в пределах 8-12%. При камерной сушке изделия меньше подвержены короблению. Кроме того, на этом этапе возможна пропитка антисептическими составами.
• Второй этап – это предварительная торцовка. На этом этапе устраняется кривизна заготовок. Торцы с трещинами отрезаются после просушивания.
• Третий этап – это обнаружение дефектов на заготовках. На этом же этапе формируют базовые поверхности и подготавливают заготовки к сращиванию. Далее раскраивают изделия по ширине.
• Четвертый этап – вырезка дефектов, торцовка чистовая – эти операции нужны для сращивания заготовок по длине. Вырезаются смоляные карманы, трещины, обзол, сучки.
• Пятый этап – сращивание заготовок с помощью зубчатых шипов на торцах. Их нарезают на специальных станках и наносят клеящий состав. В результате получаются бездефектные заготовки.
• На шестом этапе заготовки раскраивают по толщине. Деление происходит на высокотехнологичном ленточно-делительном оборудовании. В результате получаются заготовки заданной толщины, отходы от производства сведены к минимуму.
• На седьмом этапе в производство включается высокопроизводительный фрезерный станок. Именно на нем заготовке задают конкретный профиль, контролируя чистоту поверхности.
• Восьмой этап – чистовая торцовка. В результате получают изделия заданной длины. Это последний этап технологической цепочки.
Далее погонажные изделия упаковывают в пленку для сохранения товарного вида и качества во время транспортировки.
«Все новости
18 мая 2021
Производство погонажных изделий из дерева в Москве, низкие цены
Дверная фабрика «Оптима Дорс» уже более 10 лет специализируется на производстве погонажных изделий из дерева для межкомнатных дверей. В ассортименте предприятия представлена качественная продукция по разумным ценам и на выгодных для каждого покупателя условиях. Мы предлагаем ознакомиться с каталогом погонажа и с особенностями его производства.
Какой погонаж мы выпускаем и для чего он нужен
При взгляде на межкомнатную дверь в первую очередь обращают внимание на дизайн самого полотна, остальные элементы часто остаются незамеченными и неоцененными. Но так происходит только в том случае, если погонаж полностью соответствует стилистике и облику дверного блока, установлен аккуратно и не имеет повреждений. В иной ситуации все позитивное впечатление от красивого полотна будет испорчено. Также некачественные комплектующие могут повлиять на процесс эксплуатации и долговечность двери.
Чтобы новое изделие идеально вписалось в пространство, служило долго и безупречно, мы предлагаем приобрести к нему высококлассные погонажные изделия:
- коробку;
- доборы.
- наличники.
Каждая деталь конструкции выполняет свою особенную функцию. Коробка необходима для подготовки проема под монтаж полотна. Доборами пользуются, когда нужно облагородить дверной портал, толщина стены которого превышает ширину коробки. Наличник необходим для маскировки щели, образовавшейся в результате установки между стеной и элементами коробки.
Дверь в сборе с погонажными изделиями
Мы изготавливаем погонаж для дверей из МДФ с самым разным декоративным покрытием. В идеале такие изделия внешне должны повторять фактуру и цветовую гамму полотна. Это позволит гармонично вписать дверь в интерьер и сделать ее менее заметной на фоне стены.
Дверной погонаж бывает двух видов – стандартный и телескопический. Первый крепится к стене при помощи крохотных гвоздиков. Второй имеет специальные пазы, которые обеспечивают простой монтаж и возможность демонтажа без особых усилий.
Особенности производства дверного погонажа
Нами осуществляется производство погонажных изделий преимущественно из МДФ, который покрывается финишными и ПВХ пленками, ламинатином, эко-шпоном и частично из бруса (касается рамы для ламинированных дверей). Процесс создания дверных комплектующих проходит в отлично оборудованных цехах на современных станках и под руководством опытных специалистов. Мы придерживаемся полного цикла производства и самостоятельно занимаемся даже подготовкой сырья, что благоприятно сказывается на качестве продукции и минимизации количества брака.
Выгодное сотрудничество с компанией «Оптима Дорс»
«Оптима Дорс» выполняет профессиональное изготовление погонажных изделий из МДФ, выпускает различные по техническим характеристикам и цене межкомнатные двери, реализует надежную фурнитуру для них.
Также наши преимущества заключаются в:
- создании привлекательных условий для оптовых покупателей;
- организации оперативной доставки товара покупателям;
- несении гарантийных обязательств перед клиентами.
Наши менеджеры помогут вам подобрать подходящий погонаж и его параметры, проконсультируют относительно ассортимента и примут заказ на нужные позиции.
Изготовление изделий из древесины природного происхождения методом термического формования древесного порошка с сахарозой и лимонной кислотой :: Биоресурсы
Кадзикава С.Реферат
Проведено термическое формование древесного порошка с использованием натурального связующего, состоящего из сахарозы и лимонной кислоты (SC связующее), для изготовления изделий из древесины без синтетических смол. Испытание термической текучести и формования древесного порошка со связующим SC было проведено для анализа эффекта добавленного связующего SC, а также для оптимизации условий формования, таких как температура, содержание связующего и соотношение смеси сахарозы и лимонной кислоты. . Древесный порошок со связующим SC успешно растекался при оптимальной температуре 180 °C в испытании на тепловую текучесть. Кроме того, можно было сформировать композитную древесную плиту путем формования с тепловым потоком, а формуемость была улучшена за счет увеличения доли сахарозы в связующем SC. Плотность, прочность на изгиб и распухание по толщине после погружения в воду пластины, отформованной в оптимальных условиях формования, составляли от 1,4 до 1,5 г/см3, от 28 до 37 МПа и от 7 до 10 % соответственно. Эти результаты указывают на возможность
Загрузить PDF
Полный текст статьи
Изготовление изделий из древесины природного происхождения методом термического формования древесного порошка с сахарозой и лимонной кислотой
Шохей Кадзикава, a, * Масая Хорикоши, a Такаши Кубоки, a Соичи Танака, b Кендзи Умэмура, b и Кодзо Канаяма b Термическое формование древесного порошка проводили с использованием натурального связующего, состоящего из сахарозы и лимонной кислоты (связующее SC), для изготовления изделий из древесины без синтетических смол. Испытание термической текучести и формования древесного порошка со связующим SC было проведено для анализа эффекта добавленного связующего SC, а также для оптимизации условий формования, таких как температура, содержание связующего и соотношение смеси сахарозы и лимонной кислоты. . Древесный порошок со связующим SC успешно растекался при оптимальной температуре 180 °C в испытании на тепловую текучесть. Кроме того, можно было сформировать композитную древесную плиту путем формования с тепловым потоком, а формуемость была улучшена за счет увеличения доли сахарозы в связующем SC. Плотность, прочность на изгиб и набухание по толщине после погружения в воду пластины, отформованной в оптимальных условиях формования, составили 1,4 г/см 9 .0020 3
Ключевые слова: Литье; Тепловой поток; Древесина; Пудра; Композитный; Кедр; Натуральное связующее; сахароза; Лимонная кислота
Контактная информация: а: Факультет машиностроения и интеллектуальных систем, Университет электрокоммуникаций, 1-5-1 Тёфу Гаока, Чофу, Токио 182-8585, Япония; b: Научно-исследовательский институт устойчивой гуманосферы, Киотский университет, Гокасё, Удзи, Киото 611-0011, Япония;
* Автор, ответственный за переписку: s. [email protected]
ВВЕДЕНИЕ
Массовая утилизация нефтяного пластика, такого как одноразовые пакеты, тарелки и соломинки для питья, стала серьезной экологической проблемой, вызывая загрязнение океана и истощение ископаемых ресурсов. Для увеличения использования экологически чистых ресурсов необходима новая технология1715. Древесина является экологически чистым ресурсом из-за ее биоразлагаемого и углеродно-нейтрального характера. Кроме того, можно поддерживать производство древесины за счет соответствующей посадки и обрезки деревьев. Поэтому эффективно использовать древесину в качестве альтернативы пластику, полученному из нефти, для защиты окружающей среды.
Эффективный метод обработки древесины, позволяющий производить изделия различной формы, необходим для использования древесины в качестве материала, альтернативного пластику, полученному из нефти. Изделия из дерева в основном изготавливаются методом резки, так как деформируемость древесины плохая. Однако производительность изделий из дерева с помощью процессов резки низка по сравнению с обычными изделиями из пластика, которые изготавливаются методом прессования, экструзии и литья под давлением. Такая низкая производительность увеличивает себестоимость продукции.
Можно использовать древесину в качестве сырья для древесно-пластиковых композитов (ДПК), которые используются в автомобильных компонентах, архитектурных материалах и бытовой электронике (Eder and Carus 2013). ДПК производится путем обработки смеси древесного порошка и термопластичного связующего, такого как полипропилен (Wolcott 2001), и метод обработки ДПК такой же, как и для обычных пластиков. Таким образом, можно эффективно производить различные формы. В частности, производительность литья под давлением очень высока, поскольку оно обеспечивает непрерывное производство. Рисунок 1 представляет собой схематическую диаграмму литья под давлением с использованием WPC. В этом методе связующее вещество между частицами древесины пластифицируется при нагревании, а затем материал, состоящий из связующего вещества и частиц, заливается в форму под давлением. Когда материал охлаждается в форме, частицы древесины скрепляются за счет затвердевания связующего.
Рис. 1. Принципиальная схема обычного литья под давлением древесного порошка
К сожалению, содержание связующего в WPC составляет как минимум от 40% до 50% (Stark et al. . 2004; Nagaya 2014), поскольку теплотекучесть материала снижается при уменьшении содержания связующего. Если теплотекучесть материала низкая, материал не может плавно течь в форму. Таким образом, проблема высокого содержания пластика, которая приводит к утилизации пластика, полученного из нефти, остается, и необходимо уменьшить содержание синтетического связующего в ДПК. Было предложено использование биопластика, такого как полимолочная кислота (PLA), в качестве связующего (Csikós и др. 2015), но для производства PLA из биоресурсов требуется большое количество энергии. Мики и др. (2004 г.) разработал технологию изготовления изделий, состоящих исключительно из древесного порошка, методом литья под давлением. В этом процессе древесный порошок течет с водой под высокой температурой и давлением и самосвязывается при охлаждении порошка. Это связано с тем, что связующее состоит из низкомолекулярных сахаров, которые образуются в результате гидролиза компонентов древесины при высокой температуре и давлении с водой (Kajikawa and Iizuka 2015). Однако при литье под давлением древесного порошка без пластика легко возникают дефекты формования, поскольку теплотекучесть древесного порошка ниже, чем у древесного порошка с пластиком.
Может быть эффективным добавление сахара в качестве связующего древесного порошка для улучшения его теплопроводности. Кадзикава и др. (2017) провели фундаментальное исследование способности литья под давлением древесного порошка с сахарозой и подтвердили, что добавление сахарозы улучшает формуемость и термическую текучесть. Для стабильного производства без дефектов литья необходимо дальнейшее повышение теплопроводности. Кроме того, для практического использования, например, для одноразовой посуды, необходимы благоприятные свойства продукта, такие как прочность и водостойкость.
В этой статье предлагается использовать смесь сахарозы и лимонной кислоты (SC) в качестве связующего для литья под давлением древесного порошка для улучшения его теплопроводности и свойств продукта. При нагревании древесного порошка со связующим SC сахароза гидролизуется лимонной кислотой до низкомолекулярных компонентов (Bailey, Bailey 1989), после чего улучшается текучесть по сравнению со случаем использования в качестве связующего только сахарозы. Пульсированный порошок самосвязывается с продуктом при охлаждении, что должно придать продукту хорошую прочность и водостойкость, поскольку между лимонной кислотой и древесиной и/или сахарозой образуются сложноэфирные связи (Umemura 9).0004 и др. 2015). На этом основании добавление связующего SC к древесному порошку для литья под давлением считается эффективным, но влияние добавления связующего SC на формуемость ранее не исследовалось.
В этом исследовании было проведено фундаментальное исследование литья под давлением древесного порошка со связующим SC, чтобы выяснить влияние связующего, а также оптимизировать условия формования, такие как температура T , соотношение содержания связующего B и соотношение смеси сахарозы и лимонной кислоты S : C для изготовления изделий с хорошим внешним видом и свойствами. Во-первых, было проведено испытание древесного порошка со связующим SC на термическую текучесть, чтобы определить оптимальную T для хорошей термической текучести порошка. Результаты испытаний на термическую текучесть были использованы для изготовления пластин методом термического формования в различных условиях B и S : C . Наконец, оценивали плотность, прочность и водостойкость полученных плит.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ
Древесный порошок и натуральное связующее
Древесный порошок получали путем измельчения стружки японского кедра, пропускания ее через сито с размером ячеек 500 мкм и обезвоживания порошка в сушильном шкафу при 80 °С в течение 24 ч перед экспериментом. В качестве природного связующего использовали смесь сахарозы и лимонной кислоты (безводной), обе из которых были получены от Nacalai Tesque, Inc. (Киото, Япония). Пять видов связующего с различным соотношением сахарозы и лимонной кислоты в смеси, S : C . Значение S : C было установлено на уровне 100:0 (только сахароза), 75:25, 50:50, 25:75 (связующее SC) и 0:100 (только лимонная кислота) по весу. Древесный порошок смешивали со связующим путем перемешивания его с водным раствором связующего. Высушенная смесь древесного порошка и связующего, называемая в этой статье порошком WB (дерево:связующее), была получена путем дегидратации в сушильном шкафу при 80 °C в течение 48 часов. Концентрации водного раствора связующего составляли 3,8, 5,7, 7,4 и 9.1 мас.%, чтобы установить содержание связующего B , которое представляет собой весовое соотношение связующего в порошке WB, до 20, 30, 40 и 50 мас.%.
Тепловое испытание
На Рисунке 2 и в Таблице 1 показаны схематическая диаграмма и условия для испытания теплового потока. В этом испытании порошок ВБ вытекал из сопла при нажатии. Текучесть порошка ВБ оценивали путем измерения усилия прессования во время испытания. Процедура испытаний была следующей. Высушенный порошок ВБ предварительно нагревали до температуры T на время t ч в контейнере. Пуансон перемещался вниз с постоянной скоростью v p . Порошок WB сжимался пуансоном, чтобы заставить порошок входить и выходить из сопла. Штамповочный пресс останавливали, когда положение z пуансона, то есть расстояние между пуансоном и соплом, составляло 5 мм или давление на поверхность пуансона P достигало 200 МПа.
В случае, когда порошок WB растекался, кривая теплового течения, такая как показанная на рис. 2(c), была получена из измерения усилия прессования. Давление на поверхность пуансона P первоначально увеличивался при сжатии порошка ВБ перед течением, а затем уменьшался, когда порошок ВБ начинал вытекать. P был приблизительно постоянным во время потока порошка WB. Когда пуансон приближался к поверхности сопла, P снова увеличивался, потому что пуансон встречал «мертвую зону», где порошок ВБ не затекает в сопло. Давление в точке текучести P f , то есть давление в начале потока, и кажущаяся вязкость η использовали в качестве индикаторов текучести порошка ВБ. η вычислено из следующего уравнения в соответствии с законом вязкости Ньютона,
, где η — кажущаяся вязкость (кПа), а τ и γ — кажущееся напряжение сдвига (кПа) и кажущаяся скорость сдвига (/с) соответственно на стенке сопла. τ и γ рассчитываются из следующих уравнений:
, где P - давление на поверхность пуансона (МПа), d n - диаметр сопла (мм), l n - длина сопла (мм), v p - пресс-пуансон скорость (мм/с), а d c – внутренний диаметр контейнера (мм). Значения D N , L N , V P и D C были постоянными, как показано в таблице 1. η .0004 P в диапазоне, в котором порошок WB устойчиво течет, как показано на рис. 2(c).
В этом испытании изучали влияние температуры T и соотношения смеси сахарозы и лимонной кислоты S : C на давление точки текучести P f и кажущуюся вязкость η 5 порошка были исследованы, в то время как содержание связующего B поддерживалось постоянным на уровне 50% масс. Тест проводился трижды для каждого состояния.
Рис. 2. Схематическая диаграмма испытания теплового потока: (a) установка, (b) прессование и (c) типичная кривая теплового потока
Таблица 1. Условия испытаний теплового потока
Формование плиты с тепловым потоком
Было проведено испытание формования с использованием простого устройства для литья под давлением, чтобы простым способом исследовать влияние параметров формования, как показано на рис. 3. Порошок WB затекал в прямоугольную полость размером l c × w c × h c (мм) из контейнера через сопло путем вдавливания порошка WB в контейнер, как показано на рис. 3(а) и 3(б). Успешное заполнение полости произведено плитой с размерами l c × w c × h c (мм). Процедура формования была почти такой же, как и при испытании на термическую текучесть.
Высушенный порошок ВБ предварительно нагревали, а затем пуансон перемещали вниз с постоянной скоростью v p для ввода порошка WB в полость. Штамповочный пресс был остановлен, когда давление на поверхность пуансона P достигло 200 МПа. Формованная пластина, состоящая из порошка ВБ, охлаждалась в полости до тех пор, пока температура T не опускалась ниже 80 °С.
В таблице 2 показаны условия формования. В этом эксперименте было исследовано влияние соотношения смеси сахарозы и лимонной кислоты S : C и содержания связующего B на формуемость порошка WB, в то время как температура T поддерживали постоянной при 180 °C. Формование проводили два раза для каждого состояния.
Оценка формуемости и свойств листа
Оценивали формуемость и свойства формованных плит, такие как прочность, плотность и водостойкость. Формуемость оценивали путем наблюдения за пластиной, и при необходимости использовали сканирующий электронный микроскоп (SEM S-4300), разработанный Hitachi High-Technologies Corp. Испытание на изгиб было проведено для оценки прочности в соответствии с японским промышленным стандартом JIS K 7171 (2016). Образец размером 80×10×4 мм для испытания на изгиб был получен путем разрезания пластины, как показано на рис. 3(с). Размах опорных точек составлял 64 мм, а скорость испытания — 10 мм/мин. Из каждой пластины вырезали по шесть образцов размером 10×10×4 мм для измерения ρ , как показано на рис. 3(c), и было исследовано влияние расстояния от сопла на ρ . Набухание по толщине TS измеряли после погружения в воду на 24 часа для оценки водостойкости плиты. Образец для измерения TS был таким же, как тот, который использовался для измерения ρ , а измерение TS проводилось после измерения ρ .
Рис. 3. Схематические диаграммы испытания формования и образца для оценки: (а) установка, (б) прессование и (в) размеры образца
Таблица 2. Условия формования
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Термическая текучесть древесного порошка с сахарозой и лимонной кислотой
На рис. 4 показаны изменения давления на поверхность пуансона P и внешний вид материала при испытании на тепловую текучесть в условиях, при которых соотношение смеси S : C и содержание связующего B составляли 50:50 и 50 мас. %, соответственно. Порошок ВБ не вытекал из сопла при температуре T 100 °C; вместо этого он просто был сжат между пуансоном и соплом, как показано на рис. 4(b). В этом случае P увеличивается при сжатии порошка ВБ до максимального испытательного давления 200 МПа, как показано на рис. 4(а). Порошок WB растекался, когда температура T превышала 120 °C. На рис. 4(с) показан внешний вид материала, вытекающего из сопла. При течении порошка ВБ P уменьшалась с увеличением T и достигала минимума при Т = 180 °С. Однако во время течения порошка WB при T = 200 °C P немного увеличивалось и сильно колебалось, поскольку внутри контейнера образовывалось слишком много газа в результате термического разложения связующего и древесного порошка. Большое количество газа внутри контейнера представляет опасность в процессе формования. Поэтому для теплового течения порошка ВБ поддерживалась оптимальная температура 180 °С.
Рис. 4. Влияние температуры T на поведение теплового потока ( S : C = 50:50, B = 50 мас. %): (a) кривая теплового потока, (b) материал, сжатый в контейнере, и (c) экструдированный материал от сопла
Рис. 5. Влияние температуры T и соотношение смеси S : C на (A) Давление точки потока P F и (b) Очевидная вязкость η ( B = (B) 50 мас.%)
На рис. 5 показано влияние температуры T и соотношение смеси S : C на точку текучести давление P f и кажущуюся вязкость η при содержании вяжущего B % мас. P f показал ту же тенденцию, что и η . В случае использования в качестве связующего сахарозы ( S : C =100:0) порошок ВБ не вытекал из сопла при T =140 °С и 160 °С, а порошок ВБ текла при T =180 °C, поскольку сахароза плавилась при температуре от 185 °C до 192 °C (Роос, 1993 г.). Порошок WB течет при T =140 °C до 180 °C, а P f и η становится низким при использовании связующего SC ( S : C : 5: 5, 50: 5, 50: 2, 75: 2 , и 25:75) или лимонной кислоты ( S : C = 0:100) по сравнению только с сахарозой. Температура плавления лимонной кислоты составляет 153 °С, что ниже, чем у сахарозы. Кроме того, сахароза гидролизуется кислотой до низкомолекулярных компонентов, таких как фруктоза и глюкоза (Bailey and Bailey 19).89), а температуры плавления фруктозы и глюкозы равны 103 °С и 146 °С соответственно. Следовательно, P f и η порошка ВБ со связующим SC были ниже, чем у порошка ВБ только с лимонной кислотой при T = 140 °C. Эффект S : C был небольшим при использовании связующего SC. Результат показывает, что добавление связующего SC к древесному порошку эффективно для улучшения теплопроводности.
Способность к формованию при тепловом течении древесного порошка с сахарозой и лимонной кислотой
Испытание на формование было проведено при T = 180 °C, что было оптимальной температурой для активации текучести порошка WB в испытании на тепловое течение. В таблице 3 показан внешний вид формованных плит в условиях различного содержания связующего B и соотношения смесей S : C . Формуемость была улучшена путем увеличения количества B в каждой смеси S : C . В случае S : C = 50:50 пластины однородного темно-коричневого цвета успешно формовались при B составляло 40% масс. или 50% масс. Однако, когда B составляло 30 мас.%, на поверхности пластины появлялась трещина, и цвет пластины в центре и по краям различался. При содержании B 20 мас.% порошок ВБ не затекал в полость, хотя порошок ВБ прессовался при максимальном давлении 200 МПа в контейнере. На рис. 6 представлены микрофотографии поверхностей пластины, отформованной с использованием порошка WB S : C = 50:50. Поверхность пластины не была гладкой, и на светло-коричневой части поверхности появились большие пустоты, как показано на рис. 6(а). Поверхность была гладкой в темно-коричневой области, как показано на рис. 6(b). То есть цвет пластины указывает на степень заполнения порошком ВБ, а заполнение порошком ВБ было неполным вблизи краев, о чем свидетельствует светло-коричневая окраска.
При условии низкой B , пластифицированная часть мала, а твердая часть велика в порошке WB. Таким образом, текучесть ухудшилась при уменьшении значения B . Порошок WB, который имеет низкое значение B , не может затекать в полость или не может достигать краев полости из-за плохой текучести.
Формуемость также улучшилась за счет увеличения доли сахарозы в связующем SC, как показано в Таблице 3. Влияние соотношения смеси S : C на формуемость было небольшим при высоком содержании связующего B , например, 40 % масс. или 50 % масс., но S : C влияли на формуемость, когда B было ниже 30 % масс. В частности, было возможно изготовить пластину при условии B = 20 мас.% при S : C = 75:25, поскольку порошок WB с S : C = 75:25 имел текучесть лучше, чем у порошка с другими значениями S : C . По-видимому, большое значение имело количество сахарозы, которая при кислотном гидролизе образует низкомолекулярные сахара, такие как фруктоза и глюкоза, в связующем СК, так как низкомолекулярные сахара обладают лучшей термической текучестью. Однако в случае, когда связующим веществом была сахароза без лимонной кислоты, текучесть становилась низкой, как показано на рис. 5, поскольку гидролиз сахарозы не стимулировался и образовывалось недостаточное количество низкомолекулярных сахаров. Следовательно, оптимум S : C для наполнения порошком WB в этом эксперименте было 75:25.
Таблица 3. Внешний вид формованных пластин ( T = 180 °C)
Рис. 6. Сканирующая электронная микрофотография поверхности формованных пластин ( S : C = 50:50): (a) B = 30 мас.% и (b) B = 50 мас. %
Свойства литой плиты
На рис. 7 показано среднее значение и распределение плотности ρ из формованных плит. Величина ρ имела тенденцию к увеличению с увеличением В и возрастала с 1,4 г/см 3 до 1,5 г/см 3 при условии содержания связующего В = 40% масс. или 50 мас.% для каждого соотношения смеси S : C , , как показано на рис. 7(a). Это связано с тем, что повышенное содержание B улучшило текучесть порошка ВБ, и он полностью заполнил полость во время формования, как показано в Таблице 3. Это значение плотности 1,4 г/см 3 до 1,5 г/см 3 очень высока по сравнению с исходной древесиной японского кедра, которая составляет 0,33 г/см 3 (Научно-исследовательский институт лесного хозяйства и лесных товаров, 2004). Кроме того, было рассчитано, что истинная плотность пластины составляет примерно от 1,53 г/см 3 до 1,57 г/см 3 , как определено по плотности клеточной стенки древесины (1,5 г/см 3 ), сахароза (1,59 г/см 3 ) и лимонная кислота (1,67 г/см 3 ). Следовательно, плотность была почти такой же, как истинная плотность в случае формованной пластины. То есть пластина, изготовленная в оптимальных условиях, имела мало пустот.
На рис. 7(b) показано распределение плотности ρ пластины при соотношении смеси S : C 75:25. Плотность была почти однородной, когда содержание связующего B составляло 40 % масс. или 50 % масс., но плотность уменьшалась по мере удаления от сопла, когда B составляло 30 % масс. Считается, что снижение плотности вызвано увеличением количества или размера пустот внутри формованной пластины, что показано на рис. 6. В случае B = 30 мас.%, порошок ВБ не мог полностью достичь краев полости из-за плохой текучести порошка ВБ, и тогда по краям формованной пластины оставались пустоты, как показано на рис. 6.
Рис. 7. Плотность ρ формованных плит ( T = 180 °C): (а) Влияние содержания связующего B и соотношения смеси S : C в среднем ρ 9005 ) ρ распределение в формованных плитах при условии S : C = 75:25
На рис. 8 показано влияние содержания связующего B и соотношения компонентов смеси S : C на прочность на изгиб σ b формованных плит, а также соотношение между
5
b 4 σ 5 плотность ρ . Как показано на рис. 8(а), прочность σ b имеет тенденцию к увеличению с увеличением B с 30% масс. до 40% масс., поскольку формуемость плиты улучшается с увеличением р . Как показано на рис. 8(b), σ b продемонстрировали линейную зависимость от ρ . В частности, когда ρ было большим, σ b было большим, а его ошибка была небольшой. Поэтому для повышения прочности важно увеличить ρ за счет более полного заполнения формы порошком ВБ.
Прочность на изгиб σ b плиты составляла от 28 МПа до 37 МПа при содержании связующего B от 40% до 50% по массе. Согласно JIS A 5741 (2016 г. ), для использования WPC в качестве внешнего или внутреннего архитектурного материала требуется прочность на изгиб 20 МПа или более. Прочность на изгиб обычного пластика, такого как полипропилен, составляет приблизительно 31 МПа (Karmaker and Youngquist 19).96). Таким образом, плита, изготовленная из древесного порошка и связующего SC, имеет хорошие механические свойства, сравнимые со свойствами обычного ДПК или пластика. Это связано с образованием сложноэфирных связей между компонентами (Umemura et al. 2015). Лимонная кислота реагирует с компонентами с гидроксильной группой, такими как сахароза и древесные компоненты, и затем эта реакция образует сложноэфирные связи между компонентами.
На рис. 9 показано влияние содержания связующего B и соотношение смеси S : C на толщину набухания TS (%) после погружения формованных плит в воду. TS составлял от 8% до 10%, а влияние B или S : C было небольшим. Согласно JIS A 5905 (2014) для древесноволокнистых плит, для различных архитектурных материалов требуется TS от 10% до 17% или менее. Поэтому считается, что плита, изготовленная из древесного порошка и связующего СК, обладает необходимой водостойкостью для практического использования.
Рис. 8. Прочность на изгиб σ b формованных плит ( T = 180 °C): (a) Влияние содержания связующего B и соотношения смеси S и
: б) связь между плотностью
ρ и пределом прочности при изгибе σ b
Рис. 9. Влияние содержания связующего B и соотношения компонентов смеси S : C на набухание по толщине TS после погружения формованных плит в воду ( T = 180 °C)
В Таблице 4 обобщены формуемость при тепловом течении и свойства плиты по прочности и водостойкости при различных условиях формования при содержании связующего B и соотношении смеси S : C . Формуемость была наиболее важной для изготовления пластины с хорошими свойствами этим методом, потому что формуемость коррелирует со свойствами пластины. В том случае, когда формуемость была хорошей, плотность пластины становилась высокой и однородной, как показано на рис. 7, а затем достигались высокая прочность и водостойкость. Для улучшения формуемости следует улучшить текучесть порошка WB. Текучесть улучшилась за счет увеличения B и соотношение сахарозы в связующем SC, в то время как значение B должно быть уменьшено для производства качественных продуктов на основе древесины. Таким образом, оптимальным соотношением S : C было 75:25, поскольку в этом исследовании из него получают пластины с хорошими свойствами в широком диапазоне значений B .
Однако вариации свойств пластин, показанные на рис. 8 и 9, существуют при оптимальных условиях формования в этом эксперименте. Это изменение может быть частично связано с изменением связующего SC в пластине. Поэтому в будущем следует оценить метод комбинирования древесного порошка и связующего SC перед формованием.
Таблица 4. Формуемость и свойства листа в различных условиях
ВЫВОДЫ
- В этом документе описано исследование формования изделий из древесины тепловым потоком древесного порошка, смешанного с натуральным связующим, состоящим из сахарозы и лимонной кислоты, которое в этом документе называется связующим SC, для изготовления изделий из дерева. без синтетических смол. Уточнены оптимальные условия формования по температуре, содержанию связующего и соотношению смеси сахарозы и лимонной кислоты для получения изделий с высокой прочностью и водостойкостью для практического применения. Результаты показали возможность эффективного производства продуктов природного происхождения различной формы методом литья под давлением.
- В ходе испытаний на термическую текучесть древесного порошка со связующим SC порошок растекался при температуре выше 120 °C.
Он течет с самым низким давлением и вязкостью при 180 ° C при различных соотношениях смеси сахарозы и лимонной кислоты. Кроме того, давление и температура теплового потока древесного порошка со связующим SC были заметно ниже по сравнению со случаем, когда связующим веществом была только сахароза.
- В тестах на формование заполнение формы порошком становилось более полным при увеличении содержания связующего. Диапазон содержания связующего для получения плиты был расширен за счет увеличения соотношения сахарозы в связующем SC, а минимальное используемое соотношение содержания связующего составляло 20 мас.% при соотношении смеси сахарозы и лимонной кислоты 75:25 в этом эксперименте. Соответствующее содержание связующего составляло более 40 мас.% для получения плиты с однородной плотностью 1,4 г/см 9 .0020 3 до 1,5 г/см 3 . Прочность на изгиб и распухание по толщине после погружения в воду пластины, отформованной в соответствующих условиях, составляли от 28 МПа до 37 МПа и от 7 до 10 % соответственно.
БЛАГОДАРНОСТИ
Эта работа была поддержана грантом KAKENHI (№ 16K18265) от Японского общества содействия науке и грантом в помощь исследованиям гуманосферной миссии в 2016 г. (№ 11) от Научно-исследовательского института устойчивой гуманосферы в Киото. Университет.
ССЫЛКИ
Бейли, П.С., и Бейли, Калифорния (1989). «Углеводы», в: Органическая химия — краткий обзор концепций и приложений , четвертое изд. Аллин и Бэкон, Бостон, Массачусетс.
Чикос, А., Фалуди, Г., Домьян, А., Реннер, К., Мочо, Дж., и Пукански, Б. (2015). «Модификация межфазной адгезии с помощью функционализированного полимера в композитах PLA/древесина», евро. Полим. J. 68, 592–600. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2015.03.032
Эдер, А., и Карус, М. (2013). «Глобальные тенденции в древесно-пластиковых композитах», Bioplastic Mag. 8, 16-17.
Научно-исследовательский институт лесного хозяйства и лесных товаров (2004 г. ). «Характеристика древесины», в: Wood Industry Handbook , (4 th Ed.), Maruzen Publishing, Японский комитет по промышленным стандартам, Токио, Япония (на японском языке).
JIS A 5905 (2014). «ДВП», Японский комитет по промышленным стандартам, Токио, Япония (на японском языке).
JIS K 7171 (2016). «Пластмассы. Определение свойств при изгибе», Японский комитет по промышленным стандартам, Токио, Япония (на японском языке).
Кадзикава С. и Иидзука Т. (2015). «Влияние массы водорастворимых компонентов на текучесть обработанного паром бамбукового порошка, вызванное нагреванием и сжатием», J. Soc. Матер. наук, яп. 64, 381-386. DOI: 10.2472/jsms.64.381 (на японском языке)
Кадзикава С., Хорикоши М., Танака С., Умемура К. и Канаяма К. (2017). «Формование древесного порошка на натуральном связующем», Procedia англ. 207, 113–118. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.747
Кармейкер, А.С., и Янгквист, Дж.А. (1996). «Литье под давлением полипропилена, армированного короткими джутовыми волокнами», J. Appl. Полим. науч. 62, 1147-1151. DOI: 10.1002/(SICI)1097-4628(19961121)62:8<1147::AID-APP2>3.0.CO;2-I
Мики Т., Такакура Н., Иидзука Т., Ямагути К. и Канаяма К. (2004). «Влияние условий формования на литье под давлением древесных порошков», в: Труды 7-й конференции Esaform , Тронхейм, Норвегия, стр. 295-298.
Нагая, Т. (2014). «Массовое производство материалов для внутренней отделки автомобилей с использованием волокна кенафа, которое является одним из видов биомассы», J. Jpn. соц. Технол. Пласт. 55(637), 108-111. DOI: 10.9773/sosei.55.108 (на японском языке).
Роос, Ю. (1993). «Плавление и стеклование низкомолекулярных углеводов», Carbohydr. Рез. 238, 39-48. DOI: 10.1016/0008-6215(93)87004-C
Старк, Н. М., Матуана, Л. М., и Клемонс, К. М. (2004 г.), «Влияние метода обработки на характеристики поверхности и атмосферостойкости композитов древесная мука/ПЭВП», J. Appl. Полим. науч. 93, 1021-1030. DOI: 10. 1002/прил.20529
Умемура, К., Сугихара, О., и Каваи, С. (2015). «Исследование нового натурального клея, состоящего из лимонной кислоты и сахарозы, для древесностружечных плит II: влияние плотности плиты и температуры прессования», J. Wood. науч. 61, 40-44. DOI: 10.1007/s10086-014-1437-8
Уолкотт, член парламента (2001). «Древесно-пластиковые композиты», в: Encyclopedia of Materials: Science and Technology (2 nd Ed.), 9759-9763. DOI: 10.1016/B0-08-043152-6/01772-1
Статья отправлена: 11 октября 2019 г.; Экспертная проверка завершена: 15 декабря 2019 г.; Получена и принята исправленная версия: 21 января 2020 г.; Опубликовано: 22 января 2020 г.
DOI: 10.15376/biores.15.1.1702-1715
Сухое формованное волокно — PulPac
эко Экологичность
Может заменить большинство одноразовых пластмасс изделиями из целлюлозного волокна.
скорость High Speed
Может соответствовать производительности при переработке пластмасс.
монетизация_на Низкая стоимость
Конкурирует с одноразовыми пластиками и превосходит процессы обработки мокрого волокна.
чек Market Ready
Множество приложений в различных сегментах, готовых к массовому промышленному производству.
Видение воздействия сухого формованного волокна к 2025 году
Заменить более 1 млн тонн пластика.
— это примерно 1% годового производства упаковки.
Для экономии до 5 миллионов тонн эквивалента CO2.
– что примерно равно ежегодному выбросу сталелитейной промышленности Швеции.
Для экономии до 1 миллиарда литров воды.
– Этого достаточно, чтобы обеспечить водой до 135 000 человек в год (ВОЗ).
Миссия по замене одноразового пластика во всем мире
Мы предлагаем революционную технологию производства устойчивой, недорогой, высокопроизводительной упаковки и одноразовых продуктов.
Внедряя технологию формования волокна, мы даем возможность нашим клиентам заменить одноразовые пластмассы устойчивыми альтернативами на основе волокна, не содержащими пластмассы, по конкурентоспособной цене.
Подробнее о PulPac
СУХОЕ ФОРМОВАНИЕ ВОЛОКНА – ПРОСТАЯ И ИНТЕРЕСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Основной принцип сухого формования волокна заключается в том, что бумага или целлюлоза разделяется на волокна на мельнице. Затем волокна формируют в целлюлозное полотно низкой плотности с помощью воздуха. Стандартный пластинчатый пресс с уникальными инструментами для сухого формования волокна прессует волокнистое полотно в форму.
Этот процесс является мгновенным, полностью сухим и предлагает несколько конструктивных и производственных преимуществ, помимо высокой скорости и низкой стоимости массового производства.
Подробнее о технологии PulPac
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ФОРМОВАННОГО ВОЛОКНА В СЕКУНДАХ
Линия по производству сухого формованного волокна может соответствовать производительности обработки обычных пластиков, что позволяет переработчикам перейти от производства пластиковых изделий к высокопроизводительным устойчивым бумажным изделиям.
Обычные переработчики целлюлозы могут увеличить прибыль, поскольку технология PulPac имеет преимущества в стоимости, скорости, качестве и конструкции, недоступные для традиционных методов формования волокна.
Подробнее о бизнес-решениях
РАЗВИВАЙТЕ СВОЙ БИЗНЕС С ПОМОЩЬЮ СУХОГО ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКНА
Для быстрого масштабирования мы предлагаем коммерческую модель лицензирования для нашей обширной интеллектуальной собственности. В обмен на роялти с продаж лицензиаты получают уникальную возможность обеспечить высокую прибыль и увеличить долю рынка, поскольку мировой спрос на устойчивые упаковочные решения стремительно растет.
Эта технология готова к применению на рынке и доступна для любого клиента, который может организовать собственное производство сухого формованного волокна. Мы здесь, чтобы помочь на полном пути!
Подробнее о том, как мы помогаем вам начать производство сухого формованного волокна
7 декабря 2022 г.
PulPac расширяет свою лицензионную сеть за счет британской компании ThermoFibre, лидера отрасли с глубокими знаниями и опытом в производстве формованной целлюлозы […]
5 декабря 2022 г.
PA Consulting и PulPac призывают фармацевтическую, потребительскую и FMCG отрасли присоединиться к Коллективу блистерных упаковок, чтобы […]
15 ноября 2022 г.
Сеть Dry Molded Fiber расширяется по мере того, как эксперт по автоматизации и переработке Pages Group присоединяется в качестве предпочтительного партнера Расширение […]
14 ноября 2022 г.
PA Consulting подписывает соглашение о сотрудничестве с PulPac, чтобы воплотить в жизнь решения по производству сухого формованного волокна для глобальных брендов PulPac, […]
8 ноября 2022 г.
Стратегические инвесторы во главе с Aliaxis через свое новое подразделение по развитию бизнеса Aliaxis Next, за которым следуют Stora Enso, Amcor […]
27 октября 2022 г.