صنعت تخته خرده چوب چیست ؟

٭ خشک کردن خرده چوبها

٭ درجه بندی خرده چوب ها

٭ چسب زنی و انواع چسب زن ها

٭ تشکیل کیک خرده چوب و فرایند های مربوطه

٭ مرحله پرس ، پرس و متغیرهای آن

٭ دانسیته تخته تولیدی

٭ خنک کردن تخته های تولیدی

٭ برش تخته ها

٭ سنباده زنی تخته ها

٭ درجه بندی تخته

٭ کنترل کیفیت تخته

٭ فراورده های قالبی

٭ تخته چوب سیمان

 

تعاریف

تخته خرده چوب مزایا و محدودیت های این محصول

کمپوزیت

انواع تخته خرده چوب

 انواع تخته خرده چوب از نظر دانسیته (سبک ، سنگین ، متوسط)

انواع تخته خرده چوب از نظر تشکیل کیک خرده چوب (همسان ، مطبق ، تدریجی ).

انواع تخته خرده چوب از نظر  نوع خرده چوب OSB.Wafer b .Flake b  Particle b.

 تاریخچه صنعت تخته خرده چوب در ایران و جهان ، فصل اول کتاب اوراق فشرده دکتر دوست حسینی

مواد اولیه

مواد سلولزیک و لیگنو سلولوزیک ، چسب یا رزین ها ، مواد افزودنی

90 درصد وزن تخته ، ماده چوبی ، از نظر هزینه  18 تا 24 درصد قیمت تمام شده.  مواد اولیه بصورت مخلوط به کار می روند .

دسته های مواد اولیه : پنج دسته

1-  سر شاخه و شاخه ها ی نازک حاصل از تنک کردن و قطع درختان

2- هسته باقی مانده و مازاد روکش و لایه وچوب های بریده ( چوب بری)

3-  پسمانده مثل پوشال ، ضایعات کناره بری ، قطع بری مبلمان

4-  خرده چوب حاصل از برش و سنباده زنی چوبهای خشک

5- گیاهان غیر جنگلی مثل نی ، بامبو ، کنف ، خیزران

6 – پسمانده های کشاورزی پس از برداشت محصول ، پسمانده نیشکر ، جنگل های دست کاشت ، صنوبر کاری و تاغ کاری ، اکالیپتوس کاری ، سرشاخه درختان میوه

منابع جنگلی                                            صنوبر کاریها

تاغ کاری و گز کاری                                 سرشاخه درختان میوه

گونه های غیر جنگلی ، بامبو ، شاهدانه ، استبر قونی و خیزران

ساقه پنبه                                                باگاس نیشکر

پسمانده کشاورزی                                  پوست و خاک اره

 

عوامل موثر بر خواص تخته های ساخته شده

این عوامل عبارتند از :

گونه چوبی                                            

نوع ماده اولیه                                       

فرم هندسی خرده چوب ها

نوع چسب و مقدار آن در لایه های کیک

مواد افزودنی مورد استفاده

مقدار رطوبت و توزیع آن در ضخامت کیک (گرادیان رطوبت)

ساختار کیک و نحوه توزیع ذرات چوب در ضخامت آن

جهت قرار گرفتن خرده چوبها

دانسیته متوسط و پروفیل دانسیته تخته

این فاکتور ها هم بر خواص تخته و هم بر یکدیگر اثر متقابل دارند .

 

خواص کیفی مواد اولیه مصرفی

خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ، پروسه تولید و هزینه تولید و راندمان و ظرفیت تولید به خواص کیفی مواد اولیه بستگی دارد . این خواص عبارتند از : 1- دانسیته 2- اسیدیته مواد 3- نوع و مقدار مواد استخراجی 4- شکل و فرم هندسی ذرات و ضرایب مربوطه و البته گونه چوبی

از نظر گونه چوبی : مخلوط گونه های  پهن برگ یا سوزنی برگ با دانسیته های مختلف استفاده می شود . تفکیک گونه ها مفید است بعداً با توجه به دانسیته مورد نظر چسب زنی و مخلوط می شوند (پس  از خشک شدن)

دانسیته چوب

تاثیر بر: محصول ، فرایند تولید و فراوری ماده اولیه .

چوب های سبک: تخته های با دانسیته مناسب و خواص کاربردی بهتر از چوب های سنگین می دهند . علت اهمیت چوبهای سبک ،در پرس گرم فشردگی و تماس کافی بین خرده چوبها و پیوند های قوی ایجاد می  شود . ولی گونه سنگین برای تولید تخته نیمه سنگین خوب فشرده نمی شوند . برای اتصال مناسب بین ذرات ، آنها باید در پرس گرم متراکم شوند

ضریب فشردگی تخته             

   حدی برای گونه هایی که فراورده های مطلوب تولید می کنند . وقتی از صنوبر برای تولید تخته نیمه سنگین استفاده شود . 1.8  تا 1.7 =k  

 ولی وقتی انجیلی و ممرز بکار روند 0.88 =

پس حد دانسیته گونه چوبی برای تولید تخته نیمه سنگین با کیفیت بالا  0.5 تا 0.55  است . اگر گونه های با D  پایین تر بکار روند K  افزایش می یابد در نتیجه  مقاومت ها بهبود می یابند .

ولی اگر گونه های با D بالاتر بکار رود K کاهش می یابد ( ) تخته غیر استاندارد تولید می شود .

گونه های سنگین تر: برای ساخت تخته های سنگین با ضریب فشردگی مناسب . اشکال آن سنگین بودن و ماشین کاری سخت می شود .

لذا راه حل مناسب برای استفاده از چوب های سنگین مخلوط کردن آنها با گونه های چوبی سبک است تا میانگین دانسیته ماده اولیه تا حد مطلوب کاهش یابد . لذا دانسیته ماده اولیه باید دقیقا کنترل شود که با عث حفظ کیفیت  محصول در سطح قابل قبولمی شود  .لذا باید متوسط دانسیته گونه های مورد استفاده در خط تولید مورد توجه قرار گیرد . میانگین جرم ویژه  را از رابطه زیر مثال

در کل دانسیته چوب مصرفی باید کمتر از دانسیته تخته حاصله باشد.

اسیدیته چوب :

یکی از متغیرهای مهم گونه چوبی که نقش تعیین کننده در فرایند چسبندگی ذرات چوبی دارد اسیدیته آن است که با اندازه گیری PH وظرفیت بافرکنندگی چوب تعیین می شود .

وقتی از رزین اوره فرمالدئید استفاده می شود در سیستم چوب یا کیک اسیدیته خیلی اهمیت دارد . فرمولوسیون چسب متناسب با خواص شیمیایی ماده چوبی طراحی می شود تا در محدوده اسیدیته نرمال گونه بخوبی واکنش دهد . گاهی برای تنظیم شرایط پلیمری کاتالیزور اضافه می شود . وقتی UF و گونه چوبی غیر اسیدی بکار می رود حتما از کاتالیزور استفاده می شود . معمولا گونه های چوبی مورد استفاده PH=4-6 دارند که برای پلیمریزاسیون UF مناسب است . کمی کاتالیزور هم گاهی اضافه می شود . گونه های با PH بالا مقدار بیشتر کاتالیزور می خواهند.  اغلب رزین های فنولیک برای پلیمر شدن به شرایط اسیدی و کاتالیزور نیاز ندارند . عامل دیگر در تشکیل اتصال خرده چوب و رزین UF ویژگی بافرکنندگی چوب است . PH چوب سطح ویژه واکنش اسیدی آنرا نشان می دهند ظرفیت بافر کنندگی چوب مقاومت آنرا به تغییرات سطح PH معین می کند هر چه ظرفیت بافر کنندگی بیشتر باشد برای کاهش  میزان PH تا حد اپتیمم مورد نیاز ، مقدار بیشتر کاتالیزور اسید نیاز است وقتی ماده اولیه مخلوط بکار می رود نقش این فاکتور مهم تر است .  PH وظرفیت بافر کنندگی چوب باید شناسایی و کنترل شوند :

خرده چوب های الک شده که از مش  35 عبور و در شبکه 48 جمع شده اند بکار می روند . خرده چوبهایی که در مش  35 می مانند برای تعیین رطوبت بکار می روند  و آنهایی که از مش 48 رد شده اند بکار نمی روند .  15-450   دقیقه الک می شوند . برای تعیین PH و بافر کنندگی  خرده چوب کاملا خشک (30 دقیقه) در  آب مقطر  غوطه ور ، مخلوط در زمان های 0 ، 10 ، و20 دقیقه هم زده می شوند . در پایان مایع توسط فیلتر شماره 2 buchner حاوی کاغذ صافی شماره 4 whatman در خلا و مکش صاف می شود .

 از مایع در بشر  ریخته شده و PH آن به کمک PH تر در دمای اندازه گیری می شود که نشان دهنده اسیدیته چرب است .

دو مرحله بعد  اسید سولفوریک 01/0  نرمال به دفعات به محلول اضافه می شود . مایع کاملا هم زده شده و بعد از هر بار اختلاط اسید PH اندازه گیری می شود تا اینکه PH محلول به 5/3 برسد . سیلی اکی والانت( )اسید مورد نیاز را برای PH تا حد 5/3 معرف ظرفیت بافرکنندگی چوب مورد بررسی است.

PH گونه چوبی مستقیماً با سرعت پلیمر شدن در ارتباط است . ظرفیت بافر کنندگی چوب به طور معکوس با زمان ژله ای شده رزین UF ارتباط دارد .

 

رطوبت چوب

بر فرایند تولید و ظرفیت خشک کن ها اثر دارد پراکنش رطوبتی ماده اولیه مشکل ساز است . رطوبت اولیه بالا :  هنگام خرد کردن به هم می چسبند . مسدود شدن آسیاب ، خرده چوب های با سطح پرزدار تولید می شوند . افزایش رزین و مشکل چسبندگی ، هزینه خشک کردن بالا  ولی گونه های با رطوبت نسبتاً زیاد  یا متوسط درصد بالاتری خرده چوب سالم با فرم مناسب تولید می کنند چون هنگام تبدیل در خرد کن و آسیاب خرده چوب صدمه دیده با الیاف شکسته و ذرات نرمه کمتری تولید می کنند . اگر از گونه با رطوبت پایین استفاده شود : ذرات شکسته و درصد نرمه بالا ، ساییدگی تیغه و انرژی مصرفی بالا است .

عوامل سبب تغییر رطوبت ماده اولیه : 1- تهیه از مناطق مختلف 2- تغییر نوع گونه 3- تغییر نسبت برون چوب به درون چوب 4- تغییر نسبت برخی گونه ها در مخلوط 5- تغییر روش و مدت انبار کردن در جنگل و کارخانه

موادا ستخراجی چوب

این مواد شامل تانن ها و سایر پلی فنولها ، مواد روغنی ، رزین ها ، موم ها ، صمغ ها ، نشاسته و مواد رنگی که 5 تا 30 درصد وزن چوب را شامل می شوند .

 تاثیر منفی بر فرایند تولید ، مصرف رزین و سرعت پلیمر شدن پایداری ابعاد و مقاومت تخته در برابر آب و مشکلات تبله سطح تخته را در بر دارد  .

در مرحله پرس گرم مواد استخراجی بخار می شوند . در انتهای مرحله پرس تبله کرده و جدا شدن لایه های تخته و کاهش خواص مقاومتی ، درصد درون چوب بالا ، مواد استخراجی زیاد ، معایب زیاد ، باید رطوبت خرده چوب و کیک در پرس کاهش یابد .

مثال مثبت : بلوط، اسید تانیک ، اتصالات UF را کاهش می دهد (درشرایط جوی) . اثرات مثبت ،مواد استخراجی : اسیدهای چرب 1 تا 5 درصد ، تاثیر مثبت بخصوص وقتی از UF  استفاده شود و مقاومت تخته به جذب آب بالا است .

پایداری ابعاد تخته: گالاکتان در لاریکس : افزایش خاصیت ضد آبی و کاهش قابلیت تر شدن سطوح خرده چوب ، کاهش کیفیت اتصال

مثال منفی : تاغ و سرو و ... مواد معدنی و سیلیس بالا ، آسیب به تیغه ها + در چوب سیمان مواد استخراجی هیدراتاسیون سیمان را کاهش می دهند .

انبار کردن ماده اولیه،  مواد قندی راکاهش  در یک دوره سه ماهه تا حد قابل قبول آنها راکاهش می دهد ، تیمار شستشو با آب گرم اثر مثبت و اثر منفی دارد در نتیجه برای خرده چوب های مصرفی در چوب سیمان ، MoR ، IB و مقاومت به آتش بالا است .

در چوب سیمان اثر مثبت مواد استخراجی

کاهش مواد استخراجی دسترسی ملکول های آب به گروه های هیدروکسیل سلولز دیواره را افزایش و باعث افزایش میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت پانل های چوب سیمان و کاهش پایداری ابعاد آنها می گردد . تانن ، اگر زیاد باشد : اثر منفی آن جذب آب تخته و واکشیدگی زیاد ، و اثر مثبت آن : نوع خاصی از تانن ها با فرمالدئید ، چسب تانن فرکمالدئید (TF)

 

شکل و فرم هندسی ذرات

خرده چوبها ممکن است توسط دستگاههای مثل آسیاب چکشی که با ضربه زدن و کوبیدن خرد می کند تولید شوند . فرم هندسی مشخص نخواهند داشت یا توسط دستگاه تراشه گیر فرم و ابعاد کاملاً مشخص . واژهای تخته چیپس ، تخته تراشه ، تخته فیبر و تخته ویفر به نوع خرده چوبها بستگی دارد .

انواع خرده چوب :

 1- چیپس (chips)تولید از چیپر یا خردکن از چوب ماسیو : در کاغذ سازی و تخته فیبر به کار می روند .

برای استفاده در تخته خرده باید قبل از مصرف آسیاب و ریز تر شوند . طول و عرض آن 12.5 تا 25 میلیمتر و ضخامت کمتر است (چند میلیمتر 0-4 mm )

چیپس ها از چوب گرد ضایعات پشت لا ، کناره بری الوار و اندازه بری گرده بینه . اخیراً چیپس های درشت در لایه های میانی تخته های ساختمانی بکار می روند .

2- تراشه (Flake) خرده چوب با فرم هندسی معین . با خردکن یا تراشه گیر . چوب را در سطوح شعاعی . مماسی بینابینی  برش می دهند . چوب گرد یا قطعات ماسیو استفاده می شوند . تراشه ذرات پهن و نازک با ضخامت یکنواخت 2/0 تا 4/0 میلی متر (50 تا 10 میلی متر) طول (25-100 mm ) ، عرض (20-25 mm ) . برخی پژوهشگران ابعاد اپتیمم t = 0/37mm ، L=25mm ، تراشه های با ضریب کشیدگی بالا منجر به بالا بودن مقاومت پانل ها ، جهت الیاف تراشه ، باید موازی  با طول آن باشد ، انحراف باعث پایین بودن مقاومت تراشه و تخته حاصل برای تولید پانل های با مقاومت بالا ، تراشه بلندتر توصیه می شود .

3- تراشه بلند (Strand) خرده چوب پهن و نازک مثل تراشه (ضخامت: 0/2 تا 0/4)، با طول نسبتاً بلند    و عرض کمتر از تراشه (40mm  تا 0).

 برای تولید تخته های با خواص کاربردی مطلوب و با محدودیت های فرآوری آنها در مراحل تولید و هزینه بالا ی تولید مصرف آنها را محدود کرده . در سال های اخیر با تولید OSB ساختمانی مصرف این تراشه رو به افزایش است .

4- فیبر Fiber : فیبر های مصرفی در تخته خرده : گروهی از الیاف مجزا یا بهم پیوسته ، بصورت مخلوط با سایر انواع خرده چوب برای ساخت تخته همگن یا لایه ای بکار می روند . در فرایندهای مکانیکی ، ترمومکانیکی و شیمیایی تولید می شود . امروزه مصرف فیبر حاصل از دفیبراتور های تحت فشار در ساخت تخته خرده زیاد می باشد .کاربرد مواد فیبری برای بهبود کیفیت لایه های سطحی خرده چوب و نیز تولید پانل های فیبری با دانسیته متوسط جایگاه ویژه یافته در نتیجه MDF    0.55 تا 0.8 و ضخامت 15 تا 25 میلی متر

استفاده از فیبر در سطح ، ویژگی های ظاهری و مقاومتی را بالا به خصوص وقتی که لازم باشد تخته روکش شود . تخته های حاصل سطوح صاف و متراکم ، لبه های محکم و ویژگی های یکنواخت جذب آب کم و پایداری ابعاد بالا است.

5- پوشال Shaving خرده چوب نازک از برش سطحی چوب در راستای الیاف ، دستگاه های ویژه با تاج برنده (توپی) دوار ماشین کاری چوب ، لذا ضخامت پوشال باریک شونده (یک انتها ضخیم و یک انتها نازک) و در حین  خروج به حالت حلقه تخته حاصل از پوشال در مقایسه با تخته تراشه مقاومت ، MOE و پایداری ابعاد کمتری دارد .

پوشال از پسمانده کارخانه مبل سازی و چوب بری . در کانادا و ایالات متحده پوشال 50% از خرده چوبها .

پوشال در باقی درجه بندی پس ازذرات درشت ، آسیاب و ریز درشت استفاده می شوند .

6- خلال Sliver,Plinter  خرده چوب به سطح مقطع مربع یا مستطیل ، طول در راستای الیاف حداکثر 4 برابر ضخامت شبیه  طول کبریت شکسته ، ضخامت کمتر از 6 میلیمتر و طول حداکثر 15 میلی متر . از آسیاب پسمانده های صنایع چوب توسط آسیاب چکشی . چون تثبیت بالا  ندارد بعنوان خرده چوب درشت در وسط تخته . تخته خالص  مناسب نیست ولی اگر با تراشه وفیبر مخلوط شود بهتر می شود .

7- رشته چوب excelsior-wood wool ضخامت  طول بالای  

خرده چوبهای باریک و بلند که فرم رشته ای و ضریب کشیدگی بالا ، برای تولید تخته خرده چوب و پانل های چوب سیمان ، تخته رشته چوب از این فراورده ها ایست که از رشته چوب و سیمان پرتلند در حد وسیع تولید می شود . چوب ضریب کشیدگی بالا در فرایند تخته خرده جهت بهبود کیفیت تخته آنرا با سایر خرده چوبها مخلوط می کنند . بعلاوه برای بسته بندی کالای شکننده و پوشال کولر های آبی

8- نرمه   Ceranule ذرات ریز چوب در مقایسه با سایر خرده چوبها ابعاد بسیار کم در حدود mm دارند – پسمانده خطوط تولید صنایع چوب ذرات بسیار ریز حاصل از درجه بندی خرده چوبهای خشک ، خاک اره ، گرد سنباده زنی ، دربرخی کارخانه ها جهت بهبود کیفیت سطح تخته نرمه به عنوان فیلر خلل و فرج در لایه های سطحی بکار می رود

در یک کلام : خرده چوبهای تولیدی آسیاب چکشی فرم هندسی مشخص ندارند . اگر خرده چوب در جهت الیاف باریک و بلند با ضخامت کم باشد رشته چوب و در صورتی که ضخامت آن زیاد باشد خلال گفته می شود . خرده هایی که نسبت ضخامت به عرض آنها ناچیز است و فرم پهن و نازک دارند تراشه . اگر بسیار کوچک و ظریف باشند مواد فیبری .

کنترل فرم هندسی ذرات :

1- با تست الک   2- اندازه گیری ضخامت ، طول و عرض ذرات

برای الک کردن 100 گرم و برای اندازه گیری 50 گرم کافی است

ذرات درشت با کولیس ، کوچک با دستگاه دقیق تر ، میانگین ابعاد محاسبه می شود .

 

ضریب کشیدگی  (Slendernees  ratio)

خرده چوبها فرم هندسی مشخص دارند ،  با طول (L) عرض (W ) و ضخامت (t). نسبت  را ضریب کشیدگی گویند . S  مستقل از از عرض خرده چوبها است . S با اکثر فاکتور های فرایند تولید و ویژگی های محصول مثل :   مقدار مصرف چسب برای دستیابی به خواص کاربردی معین سطح تماس خرده چوبها در پرس گرم و خواص فیزیکی و مکانیکی پانل های چوبی رابطه دارد . هر چه S کمتر مصرف چسب به ازاء واحد سطح خرده چوبها برای ساخت تخته ای با خواص معین افزایش می دهد . خرده  چوبهای  درشت وسط تخته نسبت به خرده چوبهای ریز سطحی به سبب S پایین . چسب زیادی در واحد سطح نیاز دارند چون : سطح مقطع و سطوح جانبی آنها ضخیم چسب بالایی دریافت می کند که این عمل اثر  زیادی بر فرایند اتصال و مقاومت چسبندگی ندارد .

خرده چوبهاب نازک با  S بالا چون سطح ویژه زیادی دارند قطرات ریز و پراکنده رزین را جذب و در پرس گرم چسبندگی خوب در حالی که خرده چوبهای درشت با S پایین  برای اتصال مناسب چسب بیشتری تری نیاز دارند .

اتصالات ایجاد شده بین خرده چوبهای ضخیم باید تنش های داخلی زیاد را تحمل کند .در نتیجه برای افزایش مقاومت اتصال،باید رزین افزایش یابد .

S برای سطح مقطع دایره مثل فیبر    d قطر خرده چوب (فیبر) . خرده چوبهای نازک و کوتاه S معادل خرده چوبهای بلند و ضخیم دارند . احتمال ذرات چوب  با سطح مقطع مربع S مشابه تراشه خیلی بزرگ داشته باشند . S با بعضی ویژگی های خرده چوبها مثل دانسیته حجمی ارتباط ندارند .

مثلا دانسیته حجمی تراشه یا خلال در شرایطی که S برابر دارند متفاوت است . این ویژگی تاثیر زیادی بر نحوه جابجایی خرده چوبها ، جریان هوا ، و نقاله های پنوماتیکی دارد و بر فراوری آنها در دستگاه های درجه بندی با جریان هوا و ماشین های فرمینگ دارد .

ضریب پهنی (Flatness r)

برای تشخیص بهتر خرده چوبها به سایر ضرایب توجه می شود . ضریب پهنی (J)     . خرده چوب برای خرده چوبهای مربعی شکل مثل تراشه های ویفری با ضلع  ،  چون   و   ، ضریب پهنی تراشه مستطیلی بزرگتر ازیک و تراشه با سطح مقطع مربعی مساوی یک است .

ضریب ظاهری (Aspect r)

   ، اگر طول خرده چوبها حداقل 3 برابر عرض آنها باشد ( )  ذرات را می توان به خوبی در کیک جهت دار کرد . افزایش   باعث باریک شدن خرده چوبها و روانی جریان مواد در خط تولید .

  S مناسب برای خرده چوبهای لایه سطحی حدود 200-120 نازک و بلند در نتیجه وقتی از چوبهای سبک و نیمه سنگین تهیه شوند قابلیت انعطاف بالایی دارند . وقتی کیک خرده چوب لایه ای شکل گیرد خرده چوب های لایه میانی درشت تر و S پایین تر  نسبت به لایه سطحی . حد اپتیمم Sخرده چوبهای لایه میانی 60 .

تخته های با MOR بالا جذب آب پایین دارند و پایداری ابعاد آنها بالا است  . مناسب ترین محدوده S برای بهبود MOR پانل های چوبی و افزایش مقاومت آنها به رطوبت 150 تا 200 است .

نتایج تحقیقات دوست حسینی و کاشانی 1368. با افزایش  S و J باعث فشردگی بیشتر خرده چوبها و افزایشMOR   و پایداری ابعاد می شود .

بررسی دیگر ، افزایش  S ظرفیت نگهداری پیچ را بهتر می کند تا حد 50 ولی افزایش بیشتر بی تاثیراست .

اثر S بر چسبندگی داخلی ، با افزایش  S،   چسبندگی داخلی(IB) کاهش می یابد .

این مسئله  علاوه بر سطح ویژه ذرات  و میزان مصرف چسب با گرادیان دانسیته تخته و فشردگی خرده چوبها در لایه میانی ارتباط دارد . با انتخاب S مناسب ،‌IB داخلی تخته را می توان در حد مورد نیاز کنترل کرد .

جدول 5-2 . اثر وی‍ژگی های خرده چوب بر خواص پانل های حاصل از پسمانده های روکش و تخته لایه کارخانه ای

ویژگی های خرده چوب

دانسیته

مقاومت

جذب آب

24 ساعت

واکشیدگی ضخامت

ضریب کشیدگی

ضریب پهنی

/ 0 نظر / 190 بازدید