[go: up one dir, main page]

BG113585A - METHOD FOR MANUFACTURING HEMP PANEL PLATES - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING HEMP PANEL PLATES Download PDF

Info

Publication number
BG113585A
BG113585A BG113585A BG11358522A BG113585A BG 113585 A BG113585 A BG 113585A BG 113585 A BG113585 A BG 113585A BG 11358522 A BG11358522 A BG 11358522A BG 113585 A BG113585 A BG 113585A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
hemp
particles
boards
plates
stage
Prior art date
Application number
BG113585A
Other languages
Bulgarian (bg)
Inventor
Цветко Бачев
Георгиев Бачев Цветко
Виктор Савов
Петров Савов Виктор
Original Assignee
Цветко Бачев
Георгиев Бачев Цветко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Цветко Бачев, Георгиев Бачев Цветко filed Critical Цветко Бачев
Priority to BG113585A priority Critical patent/BG113585A/en
Publication of BG113585A publication Critical patent/BG113585A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27LREMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/08Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor of wood fibres, e.g. produced by tearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

Изобретението се отнася до метод за производство на екологични плочи от конопен паздер (частици и къси влакна), намиращи приложение в строителството, обзавеждането и мебелната промишленост. Чрез създадените плочи от конопени частици и къси влакна от стъбла на индустриален коноп се осигурява заместване на традиционно използваната дървесина, което в перспектива води до намаляване на обезлесяването. Доказани са подобрени физико-механични показатели в сравнение със стандартно изискуемите показатели за ПДЧ и МDF. Методът, съгласно изобретението, включва: 1/ обработване на стъбла от индустриален коноп в декортикатор за отделяне на конопени дървесни частици и къси влакна с размер от 0,1 mm до 20 mm; 2/ съхраняване; 3/ раздробяване на частиците до не повече от 5 mm; 4/ отделяне на прахта и частиците с размер под 1 mm; 5/ пресяване за оставане само на тези частици с размер не повече от 5 mm; 6/ изсушаване на частиците до 18% влажност; 7/ олепиляване със свързващи емулсии в олепиляващ смесител; 8/ настилане на получения материал за създаване на листов материал/килим в заявен размер на плочата; 9/ студено пресоване на килима от конопени частици; 10/ окрайчване на така създадения килим до нужните размери; 11/ подаване на подготвените и оразмерени плочи в горещата многоетажна преса за термична обработка по програма в зависимост от дебелината и плътността на плочата, чрез извършване на триетапно горещо пресоване и термоформоване; 12/ последвано от охлаждане; 13/ оразмеряване до желан размер; 14/ шлайфане; 15/ като при необходимост и изглаждане. Използваните конопени частици в плочата със съдържание на свързващото вещество като количество спрямо суха маса в диапазона от 8% до 14%, са олепилени с лепилна композиция от 90% карбамидформалдехидна смола, 10% меламинформалдехидна смола и парафинова емулсия и подложени на триетапно горещо пресуване с мултифункционална възможност за настройване на времетраене, температура и налягане.The invention relates to a method for the production of ecological boards from hemp pazder (particles and short fibers), which are used in the construction, furnishing and furniture industry. Through the created boards of hemp particles and short fibers from the stems of industrial hemp, a replacement of the traditionally used wood is provided, which in the future leads to a reduction of deforestation. Improved physico-mechanical indicators compared to the standard required indicators for chipboard and MDF have been proven. The method, according to the invention, includes: 1/ processing industrial hemp stalks in a decorticator to separate hemp wood particles and short fibers with a size of 0.1 mm to 20 mm; 2/ storage; 3/ crushing the particles to no more than 5 mm; 4/ separation of dust and particles smaller than 1 mm in size; 5/ sifting to leave only those particles with a size of no more than 5 mm; 6/ drying the particles to 18% humidity; 7/ gluing with binding emulsions in a gluing mixer; 8/ laying of the obtained material to create a sheet material/carpet in the requested size of the plate; 9/ cold pressing of the carpet from hemp particles; 10/ edging the thus created carpet to the required dimensions; 11/ feeding the prepared and sized plates into the hot multi-stage press for heat treatment according to a program depending on the thickness and density of the plate, by performing three-stage hot pressing and thermoforming; 12/ followed by cooling; 13/ sizing to desired size; 14/ grinding; 15/ as if necessary and smoothing. The used hemp particles in the board with a binder content as an amount relative to dry mass in the range of 8% to 14% were bonded with an adhesive composition of 90% urea formaldehyde resin, 10% melamine formaldehyde resin and paraffin emulsion and subjected to a three-stage hot pressing with a multi-functional possibility to set duration, temperature and pressure.

Description

Област на техникатаField of technique

Изобретението се отнася до метод за производство на екологични плочи от конопен паздер (частици и къси влакна), намиращи приложение в строителството, обзавеждането и мебелната промишленост.The invention relates to a method for the production of ecological boards from hemp pazder (particles and short fibers), which are used in the construction, furnishing and furniture industry.

Предшестващо състояние на техникатаPrior art

Конопът е едно от най-старите културни лико-влакнодайни растения. Отглежда се заради влакното, а семената му се използват за добиване на масло. Конопеното влакно е много здраво и издръжливо на гниене във вода. По тези свои качества то превъзхожда всички други растителни влакна и поради това в редица случаи е незаменимо и с широко приложение. Дългото конопено влакно се използва в текстилната промишленост, а дребът, или късото влакно, заедно с натрошени части от дървесината, има приложение в строителството и обзавеждането.Hemp is one of the oldest cultivated lico-fibrous plants. It is grown for its fiber and its seeds are used to extract oil. Hemp fiber is very strong and resistant to rotting in water. In terms of these qualities, it surpasses all other plant fibers and is therefore irreplaceable and widely used in a number of cases. The long hemp fiber is used in the textile industry, and the fine, or short fiber, together with crushed parts of the wood, has applications in construction and furniture.

След първичната обработка на конопените стъбла се получава голямо количество дървесина (паздер - конопени частици и къси влакна). Дървесината съставлява 70-75% от теглото на въздушно сухите обезлистени стъбла. При среден добив 800-1000 кг стъбла от декар високостъбленият коноп осигурява добиването на 550-700 кг дървесина, или 3-4 пъти повече, отколкото е годишният прираст на 1 декар гора. Доказано е, че от 1 акър конопени насаждения (израстващи за 4 месеца) може да се добие суровина колкото от 4 акра гора израстваща за 20 години.After the primary processing of the hemp stalks, a large amount of wood is obtained (wood pulp - hemp particles and short fibers). Wood constitutes 70-75% of the weight of air-dry defoliated stems. With an average yield of 800-1000 kg of stalks per hectare, high-stemmed hemp ensures the extraction of 550-700 kg of wood, or 3-4 times more than the annual growth of 1 decre of forest. It has been proven that 1 acre of hemp plantations (growing in 4 months) can produce as much raw material as 4 acres of forest growing in 20 years.

Известни са плочи от дървесни частици (ПДЧ), които се произвеждат по технология на горещо пресоване и слепване със синтетични смоли. Техни недостатъци са ниската водоустойчивост, липсата на възможност за релефни обработки (фрезоване) и опасни за здравето на хората нива на излъчвани емисии на формалдехид от повърхностния слой на плочите.Wood particle boards (chipboard) are known, which are produced using the technology of hot pressing and gluing with synthetic resins. Their disadvantages are the low water resistance, the lack of possibility of relief treatments (milling) and dangerous levels of formaldehyde emissions from the surface layer of the plates, which are dangerous for human health.

Познати са също така дървесно влакнести плоскости със средна плътност (Medium Density Fiberboard - MDF), които се произвеждат от мека дървесина по метода на сухото пресоване при високо налягане и температура. Дървесните частици се смилат на каша и се слепват с лигнин и парафин. Недостатък е невъзможността дървесно влакнестите плоскости да издържат на голямо натоварване, като при натиск се получава напукване и разцепване.Also known are medium density fiberboards (Medium Density Fiberboard - MDF), which are produced from soft wood by the method of dry pressing at high pressure and temperature. The wood particles are ground into pulp and bound together with lignin and paraffin. A disadvantage is the impossibility of wood-fiber boards to withstand a large load, as cracking and splitting occurs under pressure.

Известен е метод (CN109483 686А) за производството на изкуствени плоскости без формалдехид от конопени стъбла, при който като суровина се използва стъблото от конопена култура, която се пулверизира до 20-50 меша (0.841-0.297 mm), добавя се полимерно MDI лепило с тегло 2%-8% спрямо сухата маса стъбла на конопени култури и неформалдехиден модификатор с тегло от 2%-5% спрямо сухата маса стъбла на конопени култури и изкуствените плоскости се произвеждат чрез смесване и разбъркване, пресоване и последваща обработка. Недостатък на метода е, че получените изкуствени плоскости са с ниска здравина, което ограничава използването и приложението им.A method is known (CN109483 686A) for the production of artificial boards without formaldehyde from hemp stems, in which the stem of hemp culture is used as a raw material, which is pulverized to 20-50 mesh (0.841-0.297 mm), polymer MDI glue is added with 2%-8% by weight of the dry mass of hemp stems and a formaldehyde modifier of 2%-5% by weight of the dry mass of hemp stems and the artificial boards are produced by mixing and stirring, pressing and post-processing. A disadvantage of the method is that the resulting artificial boards are of low strength, which limits their use and application.

Известен е метод (CN108656300А) за производството на екологична дъска със сърцевина от конопено стъбло, включващ следните стъпки: (1) смилане на сърцевината на конопено стъбло на прах с размер на частиците от 10 mm до 200 mm и след това добавяне на пръчковиден, блоков или гранулиран твърд материал; (2) изсушаване при температура на сушене от 105°С до 125°С в роторна сушилня или канална сушилня на твърдия материал до масово съдържание на влага от 2%-18%; (3) слепване на твърдия материал чрез накисване, четкане или пръскане, като количество на слепващия агент е 1 %-15% от сухата основна маса на твърдия материал; (4) настилане на твърдия материал за получаване на листов материал; (5) горещо пресоване на плоскостта, за да се получи екологична дъска със сърцевина от конопено стъбло, където в етап (5) налягането на горещото пресоване е от 3 МРа до 5 МРа, времето на горещо пресоване е 0,4 min/mm до 1,2 min/mm, и температурата на горещо пресоване е 170°С до 200°С. Методът допълнително включва стъпката на охлаждане, рязане и шлайфане на плочата. Недостатък на метода е, че за постигане на необходимите свойства на плочите се използва и дървесен материал, което повишава цената на необходимите суровини и затруднява снабдяването с тях.There is a known method (CN108656300A) for the production of an ecological hemp core board, comprising the following steps: (1) grinding the hemp core into a powder with a particle size of 10 mm to 200 mm, and then adding rod-shaped, blocky or granular solid material; (2) drying at a drying temperature of 105°C to 125°C in a rotary dryer or channel dryer of the solid material to a moisture content of 2%-18% by mass; (3) bonding the solid material by soaking, brushing, or spraying, the amount of the bonding agent being 1%-15% of the dry bulk of the solid material; (4) layering the solid material to produce sheet material; (5) hot pressing the board to obtain an environmental hemp core board, where in step (5) the hot pressing pressure is 3 MPa to 5 MPa, the hot pressing time is 0.4 min/mm to 1.2 min/mm, and the hot pressing temperature is 170°C to 200°C. The method further includes the step of cooling, cutting and grinding the plate. A disadvantage of the method is that wood material is also used to achieve the required properties of the plates, which increases the price of the necessary raw materials and makes it difficult to supply them.

Целта на изобретението е създаването на метод за използването на конопеният паздер, като суровинен източник за производство на плочи за мебели и обзавеждане, чрез заместване на традиционно използваната дървесина, което в перспектива ще доведе до намаляване на обезлесяването и запазване на ценните от екологична гледна точка дървесни растения. Освен това, произведените плочи от конопен паздер (частици и къси влакна) трябва да са с различно количество на свързващото вещество и плътност, както и подобрени физико-механични показатели в сравнение със стандартно изискуемите показатели за плочи от дървесни частици.The purpose of the invention is the creation of a method for the use of hemp pulp as a raw material source for the production of panels for furniture and furnishings, by replacing the traditionally used wood, which in the future will lead to a reduction in deforestation and the preservation of ecologically valuable wood. plants. In addition, the produced hemp-based boards (particles and short fibers) must have a different amount of binder and density, as well as improved physico-mechanical properties compared to the standard requirements for particleboards.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задачата на настоящото изобретение е да се създаде метод за производство на плочи от конопен паздер (конопени частици и къси влакна), като съгласно изобретението е създаден продукт от недървесна лигноцелулозна суровина, който решава посочените проблеми от нивото на техниката и по-конкретно:The task of the present invention is to create a method for the production of hemp pazder plates (hemp particles and short fibers), and according to the invention, a product is created from non-woody lignocellulosic raw material, which solves the stated problems from the level of the technique, and more specifically:

осигурява суровинен източник за производство на плочи за мебели и обзавеждане, чрез заместване на традиционно използваната дървесина;provides a raw material source for the production of boards for furniture and furnishings, by replacing the traditionally used wood;

оползотворява селскостопански отпадък от конопените стъбла;utilizes agricultural waste from hemp stalks;

в перспектива води до намаляване на обезлесяването и запазване на ценните от екологична гледна точка дървесни растения;in perspective leads to a reduction of deforestation and preservation of ecologically valuable woody plants;

създава плочи с различно количество на свързващото вещество;creates plates with different amount of binder;

използва лепилна композиция с минимални емисии на формалдехид (емисии на формалдехид, сравними с тези от натуралната дървесина), което значително ще намали риска за здравето на хората, използващи този материал в интериора си;uses an adhesive composition with minimal formaldehyde emissions (formaldehyde emissions comparable to those of natural wood), which will significantly reduce the risk to the health of people using this material in their interior;

има подобрени физико-механични показатели в сравнение със стандартно изискуемите показатели за плочи от дървесни частици и значително превъзхожда тези на ПДЧ и MDF.has improved physico-mechanical indicators compared to the standard required indicators for particle boards and significantly surpasses those of chipboard and MDF.

Допълнителна задача на изобретението е да осигури възможност за производство на плочи от конопен паздер (частици и къси влакна) с различна плътност.An additional task of the invention is to provide the possibility of producing hemp pazder plates (particles and short fibers) with different densities.

Тези и други задачи се решават чрез метод за производство на плочи от конопен паздер, съгласно изобретението, който включва следните технологични фази: 1/ обработване на стъбла от индустриален коноп в декортикатор за отделяне на конопени дървесни частици и къси влакна с размер от 0,1 mm до 20 mm; 2/ съхраняване; 3/ раздробяване на частиците до не повече от 5 mm; 4/ отделяне на прахта и частиците с размер под 1 mm; 5/ пресяване за оставане само на тези частици с размер не повече от 5 mm; 6/ изсушаване на частиците до 18% влажност; 7/ олепиляване със свързващи емулсии в олепиляващ смесител; 8/ настилане на получения материал за създаване на листов материал/килим в заявен размер на плочата; 9/ студено пресоване на килима от конопени частици; 10/ окрайчване на така създадения килим до нужните размери; 11/ подаване на подготвените и оразмерени плочи в горещата многоетажна преса за термична обработка по програма в зависимост от дебелината и плътността на плочата, чрез извършване на триетапно горещо пресоване и термоформоване при температура на плотовете в диапазона между 120°С и 220°С: Първи етап - продължителност от 1 до 2 min при налягане от 3 МРа до 4,5 МРа; Втори етап - продължителност от 1 до 3 min при налягане от 0,5 МРа до 2,5МРа; Трети етап - от 0,3 до 1,2 МРа; 12/ последвано от охлаждане; 13/ оразмеряване до желан размер; 14/ шлайфане; 15/ като при необходимост и изглаждане. Процесът може да се осъществява ръчно и/или автоматично посредством създадена за целта програма.These and other tasks are solved by a method for the production of hemp pazder plates, according to the invention, which includes the following technological phases: 1/ processing industrial hemp stems in a decorticator to separate hemp wood particles and short fibers with a size of 0.1 mm to 20 mm; 2/ storage; 3/ crushing of the particles to no more than 5 mm; 4/ separation of dust and particles smaller than 1 mm in size; 5/ sieving to leave only those particles with a size of no more than 5 mm; 6/ drying the particles to 18% humidity; 7/ gluing with binding emulsions in a gluing mixer; 8/ laying of the obtained material to create a sheet material/carpet in the requested size of the plate; 9/ cold pressing of the carpet from hemp particles; 10/ edging the thus created carpet to the required dimensions; 11/ feeding the prepared and sized plates into the hot multi-level press for heat treatment according to a program depending on the thickness and density of the plate, by performing three-stage hot pressing and thermoforming at a temperature of the countertops in the range between 120°C and 220°C: First stage - duration from 1 to 2 min at pressure from 3 MPa to 4.5 MPa; Second stage - duration from 1 to 3 min at pressure from 0.5 MPa to 2.5 MPa; Third stage - from 0.3 to 1.2 MPa; 12/ followed by cooling; 13/ sizing to desired size; 14/ grinding; 15/ as if necessary and smoothing. The process can be carried out manually and/or automatically using a purpose-built program.

Горещо пресовъчната машина е със мултифункционална възможност за настройки с различен режим на работа, като например: времетраене, температура, налягане и др.The hot pressing machine has a multifunctional possibility of settings with different operation mode, such as: duration, temperature, pressure, etc.

Здравината на плочите е в обратно пропорционална зависимост от влажността на изсушаване на частиците. Изсушаването на частиците до 18% влажност е оптимално от гледна точка на време и ефект.The strength of the plates is inversely proportional to the drying humidity of the particles. Drying the particles to 18% humidity is optimal in terms of time and effect.

Температурата при пресиране зависи и е функция от плътността на плочата.The pressing temperature depends on and is a function of the plate density.

При триетапното горещо пресоване времето на натиск е функция от дебелината на плочата.In three-stage hot pressing, the pressing time is a function of plate thickness.

При произведените по метода плочи от конопен паздер, съгласно изобретението, съдържанието на свързващото вещество като количество спрямо суха маса е в диапазона от 8% до 14% в зависимост от здравината и предназначението на плочите. Лепилната композиция на плочите се състои от 90% карбамидформалдехидна смола (КФС) и 10% меламинформалдехидна смола (МФС). За водоотблъскващо вещество е използвана парафинова емулсия, при която съдържанието на парафин спрямо абсолютно сухите частици е 0,5%, като емулсията се внася при концентрация от 50%.In the hemp pazder plates produced by the method according to the invention, the content of the binder as an amount relative to dry mass is in the range of 8% to 14% depending on the strength and purpose of the plates. The adhesive composition of the plates consists of 90% urea formaldehyde resin (CFC) and 10% melamine formaldehyde resin (MFS). As a water-repellent substance, a paraffin emulsion was used, in which the paraffin content relative to the absolutely dry particles was 0.5%, and the emulsion was introduced at a concentration of 50%.

В предпочитан вариант на изпълнение плочите от конопен паздер са с плътност от 750 до 850 kg/m3. Конопените частици са предварително изсушени до влажност от 6.5%. Лепилната композиция на плочите се състои от МФС в съдържание от 10% спрямо абсолютно сухите частици. За водоотблъскващо вещество е използвана парафинова емулсия, при която съдържанието на парафин спрямо абсолютно сухите частици е 0,5%, като емулсията се внася при концентрация от 50%.In a preferred embodiment, the hemp pazder plates have a density of 750 to 850 kg/m 3 . Hemp particles are pre-dried to a moisture content of 6.5%. The adhesive composition of the plates consists of MFS in a content of 10% relative to the absolutely dry particles. As a water-repellent substance, a paraffin emulsion was used, in which the paraffin content relative to the absolutely dry particles was 0.5%, and the emulsion was introduced at a concentration of 50%.

Предимства:Advantages:

Предимство е, че използването на конопеният паздер, като суровинен източник за производство на плочи за мебели и обзавеждане, чрез заместване на традиционно използваната дървесина, в перспектива ще доведе до намаляване на обезлесяването и запазване на ценните от екологична гледна точка дървесни растения. Също така се оползотворява селскостопански отпадък от конопените стъбла.The advantage is that the use of the hemp padder, as a raw material source for the production of panels for furniture and furnishings, by replacing the traditionally used wood, will in the future lead to a reduction of deforestation and the preservation of ecologically valuable woody plants. Agricultural waste from the hemp stalks is also utilized.

Друго основно предимство на създадените по метода съгласно изобретението плочи от конопени частици и влакна е, че те са екологически чист продукт, както по отношение на суровия материал (при бързия си растеж индустриалния коноп поема значителни количества въглероден двуокис (СО2)), така и по отношение на използваните при производството на плочите свързващи материали (емулсии) с ниско съдържание на формалдехид. Използваната лепилна композиция е с минимални емисии на формалдехид (емисии на формалдехид сравними с тези от натуралната дървесина (клас супер ЕО - под 1,5 mg/100 g)), което значително ще намали риска за здравето на хората, използващи този материал в интериора си.Another main advantage of the hemp particle and fiber boards created according to the method of the invention is that they are an environmentally friendly product, both in terms of raw material (during its rapid growth, industrial hemp absorbs significant amounts of carbon dioxide (CO2)) and relation to the bonding materials (emulsions) with low formaldehyde content used in the production of the plates. The adhesive composition used has minimal formaldehyde emissions (formaldehyde emissions comparable to those of natural wood (super EO class - below 1.5 mg/100 g)), which will significantly reduce the health risk of people using this material in the interior you are.

Съгласно изобретението предимство на предложения метод е, че предполага допълнителна обработка на материала, която позволява да се постигнат нужните и по-добри свойства на плочите само от конопени частици. Плочите от конопен паздер имат много добри физико-механични показатели, превъзхождащи плочите от дървесни частици и от дървесни влакна. Това се дължи на тяхната ниска насипна плътност, респективно висок коефициент на спресуване, и наличието на фини влакна запълващи поровото пространство в плочите и увеличаващи контактната зона между частиците. По отношение на параметрите якост при огъване и модул на еластичност, създаденият материал е сравним с плочи от дървесни влакна със средна плътност (MDF), а по отношение на якостта на напречен опън дори го превъзхожда.According to the invention, the advantage of the proposed method is that it implies additional processing of the material, which allows to achieve the necessary and better properties of the plates made only of hemp particles. Boards made of hemp pazder have very good physical and mechanical indicators, superior to boards made of wood particles and wood fibers. This is due to their low bulk density, respectively high compression coefficient, and the presence of fine fibers filling the pore space in the plates and increasing the contact area between the particles. In terms of bending strength and modulus of elasticity, the created material is comparable to medium-density fiberboard (MDF), and in terms of transverse tensile strength it even surpasses it.

Поради значителната хомогенност на този вид плочи и високият коефициент на пресуване те имат между два и три пъти по-добро винтозадържане по канта от заводско произведените трислойни ПДЧ. При заводските ПДЧ за междинният слой се използват по-едри частици, които са в значителна степен по-слабо уплътнени, което се отразява и в тяхното винтозадържане по канта. Доброто винтозадържане по канта на плочите от конопен паздер ги прави особено подходящи за производство на мебели.Due to the significant homogeneity of this type of boards and the high compression ratio, they have between two and three times better screw retention on the edge than factory-produced three-layer chipboard. In factory chipboards, larger particles are used for the intermediate layer, which are significantly less compacted, which is also reflected in their screw retention along the edge. The good screw retention along the edge of hemp pazder boards makes them particularly suitable for furniture production.

Получените плочи от конопен паздер с плътност от 750 до 850 kg/m3 имат много добри стойности на експлоатационните показатели. В резултат от много високият коефициент на спресуване (8 и 8,5 пъти) плочите с плътност от 800 и 850 kg/m3 имат стойности на експлоатационните им показатели значително превишаващи най-строгите изисквания, а именно тези към MDF за носещи конструкции и употреба във влажна среда. Допълнително благоприятно влияние върху показателите на плочите оказва и наличието на фини влакна в конопеният паздер. По този начин се увеличава контактната зона, а от там адхезионните и кохезионни връзки между конопените частици. Това прави тези плочи изключително подходящ екологичен материал за приложение като подови настилки и други елементи подложени на натоварване във влажна среда.The obtained hemp pazder boards with a density of 750 to 850 kg/m 3 have very good performance values. As a result of the very high compression ratio (8 and 8.5 times), boards with a density of 800 and 850 kg/m 3 have values of their performance indicators significantly exceeding the most stringent requirements, namely those of MDF for load-bearing structures and use in a humid environment. The presence of fine fibers in the hemp pazder also has an additional beneficial effect on the indicators of the plates. In this way, the contact area increases, and hence the adhesion and cohesion bonds between the hemp particles. This makes these boards an extremely suitable ecological material for applications such as flooring and other elements subject to load in a humid environment.

Възможно е добавянето на противозапалителни химикали, които забавят горенето спрямо изискванията на различните държави.It is possible to add flame retardant chemicals that slow down the burning according to the requirements of different countries.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of implementation of the invention

По-подробно изобретението е пояснено с примерни неограничаващи обхвата на изобретението изпълнения на метода за производството на плочи от конопен паздер.In more detail, the invention is explained with exemplary non-limiting embodiments of the method for the production of hemp pazder plates.

За осъществяване на метода за производство на плочи от конопени частици и къси влакна е предпочитано да се използват стъбла от индустриален коноп, балирани (може да са с листа и/или семена), които се оставят около 20 дни да се сушат на полето преди започване на процеса. Балираният коноп не е нужно да се съхранява на закрито. Методът включва последователно следните стъпки. Стъбла от индустриален коноп се обработват в декортикатор, при което се отделят конопени дървесни частици и къси влакна с размер 0,1 mm до 20 mm. Частиците се съхраняват в силоз до натрупване на необходимото количество за следващия етап. Количеството частици преминава през барабанна дробилка, където се раздробяват до не повече от 5 mm и раздробената маса отива в пулверизатор за отделяне на прахта и частиците с размер под 1 mm. След което частиците се пресяват през сито като остават само тези с размер не повече от 5 mm. В сушилнята частиците достигат оптимална влажност, чрез изсушаване до 18% влажност. Достигнали нужната влажност влизат в олепиляващ смесител, където под определени обороти частиците се олепиляват със свързващите ги емулсии в примерни съотношения. Излизайки от смесителя полученият материал се разстила в килимополагаща машина, която създава килим в съответствие с желания размер на плочата. Килимът от конопени частици продължава в студенопресовъчната машина, която го пресова и подготвя за горещата преса. След студеното пресоване така създадения килим се окрайчва на нужните размери от подвижен циркуляр. Подготвените и оразмерени плочи се подават автоматично или ръчно в горещата многоетажна преса, където се изпичат по програма в зависимост от дебелина и плътност. Горещо пресовъчната машина предоставя мултифункционална възможност за настройки с различен режим на работа, като например: времетраене, температура, налягане. Нарязаните плочи се поставят в гореща многоетажна преса, където преминават през три цикъла на натиск. Времетраенето на натиска е на три етапа както следва: Първи етап - от 1 min до 2 min при налягане от 3 МРа до 4,5 МРа; Втори етап - от 1 min до 3 min при налягане от от 0,5 МРа до 2,5 МРа; Трети етап - от 0,3 МРа до 1,2 МРа. Факторът на налягането е между 45 s.mm'1 и 65 s.mnT1. Температурата при пресиране е в диапазона между 120°С и 220°С, като зависи от плътността на плочата. Времето на натискане зависи от дебелината на плочата. След това плочите се охлаждат, оразмеряват, шлайфат, като при необходимост може да минат и през късовременната преса за изглаждане. Напускайки горещата преса, вече готовите плочи се охлаждат в специализиран механизъм за няколко часа. Охладени отиват в многофункционален циркуляр за оразмеряване. Готови като размери плочите минават през шлайфаща машина, която изчиства евентуални неравности. Късовременната пресираща система не е задължителна, след което плочите се подреждат на палета и се складират готови за транспортиране.To carry out the method of producing hemp particle board and short fibers, it is preferred to use industrial hemp stalks, baled (may be with leaves and/or seeds), which are allowed to dry for about 20 days in the field before starting of the process. Baled hemp does not need to be stored indoors. The method includes the following steps sequentially. Industrial hemp stalks are processed in a decorticator, where hemp wood particles and short fibers with a size of 0.1 mm to 20 mm are separated. The particles are stored in a silo until the required amount is accumulated for the next stage. The amount of particles passes through a drum crusher, where they are crushed to no more than 5 mm and the crushed mass goes to a pulverizer to separate the dust and particles smaller than 1 mm in size. After that, the particles are sifted through a sieve, leaving only those with a size of no more than 5 mm. In the dryer, the particles reach optimal humidity by drying to 18% humidity. Having reached the required humidity, they enter a pasting mixer, where under certain revolutions the particles are pasted together with the emulsions connecting them in exemplary proportions. Coming out of the mixer, the resulting material is spread in a carpet laying machine, which creates a carpet according to the desired size of the slab. The carpet of hemp particles continues into the cold press machine, which presses it and prepares it for the hot press. After the cold pressing, the carpet created in this way is trimmed to the required dimensions by a movable circular saw. The prepared and dimensioned slabs are fed automatically or manually into the hot multi-deck press, where they are fired according to a program depending on thickness and density. The hot press machine provides a multi-functional setting option with different operation mode, such as: time, temperature, pressure. The cut slabs are placed in a hot multi-deck press where they go through three compression cycles. The duration of the pressure is in three stages as follows: First stage - from 1 min to 2 min at a pressure of 3 MPa to 4.5 MPa; Second stage - from 1 min to 3 min at a pressure of from 0.5 MPa to 2.5 MPa; Third stage - from 0.3 MPa to 1.2 MPa. The pressure factor is between 45 s.mm' 1 and 65 s.mnT 1 . The pressing temperature is in the range between 120°C and 220°C, depending on the density of the plate. The pressing time depends on the thickness of the plate. After that, the plates are cooled, sized, sanded, and if necessary, they can also go through the modern smoothing press. Leaving the hot press, the already finished plates are cooled in a specialized mechanism for several hours. Cooled they go into a multipurpose circular saw for sizing. Ready-to-size plates go through a grinding machine, which removes any irregularities. A modern pressing system is optional, after which the slabs are stacked on the pallet and stored ready for transport.

При едно предпочитано, но неограничаващо примерно изпълнение на изобретението, плочите от конопен паздер (частици и къси влакна) се произвеждат със съдържание на свързващото вещество като количество спрямо суха маса в определени проценти в зависимост от здравината и предназначението на плочите, както следва:In a preferred but non-limiting exemplary embodiment of the invention, the hemp pazder boards (particles and short fibers) are produced with a binder content as an amount relative to dry weight in certain percentages depending on the strength and purpose of the boards as follows:

- Плочи с 8% - предназначени за ненатоварени мебели;- Plates with 8% - designed for unloaded furniture;

- Плочи с 10% - за масови мебели;- Plates with 10% - for mass furniture;

- Плочи с 12% - за ползване в помещения с повишена влажност;- Plates with 12% - for use in rooms with increased humidity;

- Плочи с 14 % - с увеличена здравина, могат да се използват за подови настилки.- Slabs with 14% - with increased strength, can be used for flooring.

При осъществяване на изобретението лепилната композиция на плочите се състои от 90% КФС и 10% МФС. Съответните смоли са със следните показатели: КФС - молно отношение 1,07; сухо съдържание 50%, динамичен вискозитет 23.76±0.52 mPas и МФС - молно отношение 1,76; сухо съдържание 54%, динамичен вискозитет 2Н0.76 тРаъ. Като химичен катализатор е използван амониев сулфат в съдържание 2% спрямо абсолютно сухото свързващо вещество. Амониевият сулфат се внася във вид на разтвор с концентрация 30%. За водоотблъскващо вещество е използвана парафинова емулсия, при която съдържанието на парафин спрямо абсолютно сухите частици е 0,5%, като емулсията се внася при концентрация от 50%. Горещото пресуване се провежда при температура на плотовете от 175°С. Режимът на горещо пресуване е триетапен: Първи етап - налягане 4,0 Мра и продължителност 1 min; Втори етап - налягане 1,2 Мра и продължителност 1 min; Трети етап - налягане 0,6 Мра и продължителност 14 min. Факторът на пресуване е 60 s.mm'1.When implementing the invention, the adhesive composition of the plates consists of 90% KFS and 10% MFS. The corresponding resins have the following indicators: CFC - mole ratio 1.07; dry content 50%, dynamic viscosity 23.76±0.52 mPas and MFS - mole ratio 1.76; dry content 54%, dynamic viscosity 2H0.76 tRa. As a chemical catalyst, ammonium sulfate was used in a content of 2% relative to the absolutely dry binder. Ammonium sulfate is introduced in the form of a solution with a concentration of 30%. As a water-repellent substance, a paraffin emulsion was used, in which the paraffin content relative to the absolutely dry particles was 0.5%, and the emulsion was introduced at a concentration of 50%. Hot pressing is carried out at a table temperature of 175°C. The hot pressing mode is three-stage: First stage - pressure 4.0 MPa and duration 1 min; Second stage - pressure 1.2 MPa and duration 1 min; Third stage - pressure 0.6 MPa and duration 14 min. The compression factor is 60 s.mm' 1 .

При друго предпочитано примерно изпълнение плочите от конопен паздер са с различна плътност от 750, 800 и 850 kg/m3. Конопените частици са предварително изсушени до влажност от 6.5%. Лепилната композиция на плочите се състои от МФС в съдържание от 10% спрямо абсолютно сухите частици. Меламинформалдехидната смола е с показатели: МФС - молно отношение 1,76; сухо съдържание 54%; динамичен вискозитет 21±0.76 шРаъ. За водоотблъскващо вещество е използвана парафинова емулсия, при която съдържанието на парафин спрямо абсолютно сухите частици е 0,5%, като емулсията се внася при концентрация от 50%. Горещото пресуване се провежда при температура на плотовете от 160°С. Режимът на горещо пресуване е триетапен: Първи етап - налягане 4,0 МРа и продължителност 1 min; Втори етап - налягане 1,2 МРа и продължителност 1 min; Трети етап налягане 0,6 МРа и продължителност 14 min. Факторът на пресуване е 90 s.mm'1.In another preferred embodiment, the hemp pazder boards have different densities of 750, 800 and 850 kg/m 3 . Hemp particles are pre-dried to a moisture content of 6.5%. The adhesive composition of the plates consists of MFS in a content of 10% relative to the absolutely dry particles. The melamine formaldehyde resin has indicators: MFS - molar ratio 1.76; dry content 54%; dynamic viscosity 21±0.76 shRa. As a water-repellent substance, a paraffin emulsion was used, in which the paraffin content relative to the absolutely dry particles was 0.5%, and the emulsion was introduced at a concentration of 50%. Hot pressing is carried out at a table temperature of 160°C. The hot pressing mode is three-stage: First stage - pressure 4.0 MPa and duration 1 min; Second stage - pressure 1.2 MPa and duration 1 min; Third stage pressure 0.6 MPa and duration 14 min. The compression factor is 90 s.mm' 1 .

Използване на полезния моделUsing the utility model

Съставът на примерно изпълнените плочи е посочен в таблица 1. За контролна се използва плоча, получена от дървесни частици с 10% съдържание на свързващото вещество.The composition of the exemplary boards is indicated in table 1. For control, a board obtained from wood particles with a 10% binder content is used.

Таблица 1: Състав на плочите от конопени частици и влакнаTable 1: Composition of hemp particle and fiber boards

Плоча, тип Plate, type Вид на суровината Type of raw material Съдържание на свързващо вещество, % Binder content, % Съдържание на КФС, % CFC content, % Съдържание на МФС, % MFS content, % Съдържание на парафин, % Paraffin content, % Hemp 8 Hemp 8 Конопен паздер Hemp pazder 8 8 7,2 7.2 0,8 0.8 0,5 0.5 Hemp 10 Hemp 10 Конопен паздер Hemp pazder 10 10 9,0 9.0 1,0 1.0 0,5 0.5 Hemp 12 Hemp 12 Конопен паздер Hemp pazder 12 12 10,8 10.8 1,2 1,2 0,5 0.5

Hemp 14 Hemp 14 Конопен паздер Hemp pazder 14 14 12,6 12.6 1,4 1.4 0,5 0.5 REF 10 REF 10 Дървесни частици Wood particles 10 10 9,0 9.0 1,0 1.0 0,5 0.5

Резултатите за плътност, водопоглъщане и набъбването по дебелина на примерно изпълнените плочи са представени в таблица 2.The results for density, water absorption and thickness swelling of the exemplary boards are presented in Table 2.

Таблица 2: Плътност, водопоглъщане и набъбване по дебелина на плочите от конопени частици и влакнаTable 2: Density, Water Absorption and Thickness Swelling of Hemp Particle Boards and Fibers

Плоча, тип Plate, type Плътност p, kg/m3 Density p, kg/m 3 Водопоглъщане A, % Water absorption A, % Набъбване no дебелина Gt, % Swelling no thickness Gt, % Hemp 8 Hemp 8 660 660 76.76 76.76 26.00 26.00 Hemp 10 Hemp 10 662 662 69.45 69.45 20.64 20.64 Hemp 12 Hemp 12 661 661 63.72 63.72 16.41 16.41 Hemp 14 Hemp 14 659 659 47.10 47.10 12.81 12.81 REF 10 REF 10 671 671 79.99 79.99 31.36 31.36

Физико-механичните показатели на плочите са определени съгласно изискванията на действащите БДС EN:The physical and mechanical parameters of the plates are determined according to the requirements of the current BDS EN:

- БДС EN 323:2001. Плочи дървесни. Определяне на плътността;- BDS EN 323:2001. Wooden boards. Determination of density;

- БДС EN 310:1999. Плочи дървесни. Определяне модула на еластичност при огъване и якостта при огъване;- BDS EN 310:1999. Wooden boards. Determination of flexural modulus and flexural strength;

- БДС EN 319:2002. Плочи от дървесни частици и от дървесни влакна.- BDS EN 319:2002. Particleboard and fiberboard.

Определяне якост на опън перпендикулярно на равнината на плочата;Determination of tensile strength perpendicular to the plane of the plate;

- БДС EN 309:2006. Плочи от дървесни частици. Определение и класификация;- BDS EN 309:2006. Particle boards. Definition and classification;

- БДС EN 312:2010. Плочи от дървесни частици. Изисквания.- BDS EN 312:2010. Particle boards. Requirements.

Въз основа на тяхната плътност, в съответствие с БДС EN 309:2006, получените плочи се класифицират като конструкционни, средно тежки плочи (плътност 500 kg/m3 - 700 kg/m3), тоест плочи, предназначени за производство на мебели (тип Р2).Based on their density, in accordance with БДС EN 309:2006, the obtained boards are classified as structural, medium-heavy boards (density 500 kg/m 3 - 700 kg/m 3 ), that is, boards intended for the production of furniture (type P2).

При плочите от конопен паздер с увеличаване на съдържанието на свързващо вещество от 8 до 14%, водопоглъщането намалява с 1,63 пъти (подобрение с 63% в стойностите на показателя). Най-значително подобрение от 1,35 пъти се наблюдава при увеличаване на съдържанието на свързващо вещество от 12 на 14%. Всички плочи получени от конопен паздер имат пониски стойности на показателя в сравнение с тези при контролната плоча REF 10, получена от дървесни частици и с 10% съдържание на свързващо вещество.For hemp pazder boards with increasing binder content from 8 to 14%, water absorption decreased by 1.63 times (63% improvement in index values). The most significant improvement of 1.35 times was observed when the binder content increased from 12 to 14%. All boards obtained from hemp pazder had lower index values compared to those of the control board REF 10, obtained from wood particles and with 10% binder content.

Съгласно БДС EN 312:2010 изискването към плочи тип РЗ (ПДЧ за приложение във влажна среда) е най-много 13%. Изискване за MDF за употреба в суха среда е най-много 12% (БДС EN 622-5:2010). За плочи тип Р2 за вътрешно обзавеждане, включително за мебели, с приложение в суха среда не се изисква определяне на набъбването по дебелина. За всички видове MDF независимо дали са за суха или влажна среда се изисква определяне на набъбването по дебелина.According to BDS EN 312:2010, the requirement for boards of type РZ (chipboard for application in a humid environment) is at most 13%. The requirement for MDF for use in a dry environment is at most 12% (БДС EN 622-5:2010). For plates type P2 for interior furnishings, including furniture, with application in a dry environment, determination of swelling by thickness is not required. For all types of MDF, regardless of whether they are for a dry or wet environment, a thickness swelling determination is required.

Съдържанието на свързващо вещество оказва много силно влияние върху набъбването по дебелина на плочите от конопен паздер. При увеличаване на съдържанието на свързващо вещество от 8 до 14% набъбването по дебелина намалява (подобрява се) с 2,03 пъти, като плочите с 14% свързващо вещество покриват изискванията за ПДЧ тип РЗ (за приложение във влажна среда) и се доближават до изискванията към MDF за приложение в суха среда.The binder content has a very strong influence on the thickness swelling of the hemp pazder boards. When increasing the binder content from 8 to 14%, the thickness swelling decreases (improves) by 2.03 times, and the boards with 14% binder meet the requirements for chipboard type PZ (for use in humid environments) and approach the requirements for MDF for application in a dry environment.

Плочите от конопени частици и влакна имат по-добро (ниско) набъбване по дебелина от контролната плоча от дървесни частици. Така плочата Hemp 10 има 1.52 пъти по-ниско набъбване по дебелина в сравнение с контролната ПДЧ, получена със същото съдържание на свързващо вещество.Hemp particleboard and fiberboard had better (low) through-thickness swelling than the control particleboard. Thus, the Hemp 10 board has 1.52 times lower thickness swelling compared to the control chipboard obtained with the same binder content.

Данните за модул на еластичност при огъване, якост при огъване и якост на напречен опън на примерно изпълнените плочи са представени в таблица 3.The flexural modulus, flexural strength, and transverse tensile strength data of the exemplary plates are presented in Table 3.

Таблица 3: Модул на еластичност при огъване, якост при огъване и якост на напречен опън на плочите от конопени частици и влакнаTable 3: Flexural Modulus, Flexural Strength and Transverse Tensile Strength of Hemp Particle and Fiber Boards

Плоча, тип Plate, type Модул на еластичност Em, N/mm2 Modulus of elasticity Em, N/mm 2 Якост при огъване fm, N/mm2 Flexural strength fm, N/mm 2 Якост на напречен опън ft, N/mm2 Transverse tensile strength ft, N/mm 2 Hemp 8 Hemp 8 2197 2197 18.55 18.55 0,69 0.69 Hemp 10 Hemp 10 2265 2265 19.17 19.17 0,72 0.72 Hemp 12 Hemp 12 2483 2483 20.15 20.15 0,85 0.85 Hemp 14 Hemp 14 2783 2783 21.53 21.53 0,93 0.93 REF 10 REF 10 1525 1525 10.33 10.33 0,37 0.37

Съгласно БДС EN 312:2010 изискването за еластичност (към плочи тип Р2 ПДЧ предназначени за производство на мебели) е най-малко 1500 N/mm2. Изискване за еластичност MDF за употреба в суха среда е най-малко 2200 N/mm2 (БДС EN 622-5:2010. Плочи от дървесни влакна. Изисквания. Част 5: Изисквания за плочи, произведени по сух метод (MDF))According to BDS EN 312:2010, the elasticity requirement (for P2 chipboard boards intended for furniture production) is at least 1500 N/mm 2 . Elasticity requirement MDF for use in a dry environment is at least 2200 N/mm 2 (БДС EN 622-5:2010. Wood fiber boards. Requirements. Part 5: Requirements for boards produced by the dry method (MDF))

При увеличаване на съдържанието на свързващо вещество от 8 до 14%, модулът на еластичност на плочите от конопен паздер се увеличава с 1,27 пъти. Всички плочи от конопен паздер имат по-високи стойности за модула на еластичност при огъване в сравнение с контролната плоча от дървесни частици. Плочата Hemp 10 има с 1,49 пъти по-добри стойности на показателя в сравнение е ПДЧ получена със същото съдържание на свързващо вещество.As the binder content increased from 8 to 14%, the modulus of elasticity of hemp pazder boards increased by 1.27 times. All of the Hemp Pazder boards had higher values for the flexural modulus of elasticity than the control particle board. Hemp 10 board has 1.49 times better index values compared to chipboard obtained with the same binder content.

Всички плочи от конопени частици и влакна значително превишават изискването по стандарт за показателя, при ПДЧ тип Р2 - за производство на мебели (БДС EN 312:2010). Плочите с 10% и повече съдържание на свързващо вещество покриват изискванията към модула на еластичност при огъване за MDF за суха среда (БДС EN 622-5:2010).All boards made of hemp particles and fibers significantly exceed the standard requirement for the indicator, for chipboard type P2 - for furniture production (BDS EN 312:2010). Boards with 10% and more binder content meet the requirements for the flexural modulus of elasticity for MDF for a dry environment (БДС EN 622-5:2010).

При увеличаване на съдържанието на свързващо вещество от 8 до 14%, якостта им при огъване се подобрява с 1,16 пъти. Всички плочи от конопени частици и влакна значително надвишават изискванията към показателя за ПДЧ тип Р2 (ПДЧ предназначени за производство на мебели) - най-малко 11 N/mm2 (БДС EN 312:2010). Плочите от конопен паздер с 14% съдържание на свързващо вещество покриват и изискванията към показателя при MDF за употреба в суха среда - най-малко 20 N/mm2 (БДС EN 622-5:2010).As the binder content increased from 8 to 14%, their flexural strength improved by 1.16 times. All boards made of hemp particles and fibers significantly exceed the requirements for the indicator for chipboard type P2 (chipboard intended for furniture production) - at least 11 N/mm 2 (BDS EN 312:2010). Hemp pazder boards with a 14% binder content also meet the requirements for the indicator for MDF for use in a dry environment - at least 20 N/mm 2 (БДС EN 622-5:2010).

Всички плочи от конопени частици и влакна имат значително по-висока якост при огъване от тази при контролната плоча от дървесни частици. Плочата Hemp 10 има 1,86 пъти по-голяма якост при огъване от контролната плоча, получена от дървесни частици със същото съдържание на свързващо вещество.All hemp particleboards and fiberboards had significantly higher flexural strength than the control particleboard. The Hemp 10 board has 1.86 times the flexural strength of the control board made from wood particles with the same binder content.

Изискването за якост на огъване към плочи тип Р2 (ПДЧ предназначени за производство на мебели) е най-малко 11 N/mm2 (БДС EN 312:2010). Изискване за MDF за употреба в суха среда е най-малко 20 N/mm2 (БДС EN 622-5:2010).The bending strength requirement for boards of type P2 (chipboard intended for furniture production) is at least 11 N/mm 2 (BDS EN 312:2010). A requirement for MDF for use in a dry environment is at least 20 N/mm 2 (БДС EN 622-5:2010).

Изискването за якост на напречен опън към плочи тип Р2 (ПДЧ предназначени за производство на мебели) е най-малко 0,30 N/mm2 (БДС EN 312:2010). Изискване за MDF за употреба в суха среда е най-малко 0,55 N/mm2 (БДС ΕΝ 622-5:2010)The transverse tensile strength requirement for P2 type boards (chipboard intended for furniture production) is at least 0.30 N/mm 2 (BDS EN 312:2010). The requirement for MDF for use in a dry environment is at least 0.55 N/mm 2 (БДС ΕΝ 622-5:2010)

При плочите от конопени частици и влакна, с увеличаване на съдържанието на свързващо вещество от 8 до 14%, якостта на напречен опън се подобрява с 1,35 пъти. Този вид плочи, поради ниската насипна плътност на материала и участието на къси влакна в тяхната структура, имат якост на напречен опън превишаващ изискванията за MDF за употреба в суха среда най-малко 0,55 N/mm2 (БДС EN 622-5:2010).In the hemp particle and fiber boards, as the binder content increased from 8 to 14%, the transverse tensile strength improved by 1.35 times. This type of boards, due to the low bulk density of the material and the participation of short fibers in their structure, have a transverse tensile strength exceeding the requirements for MDF for use in a dry environment at least 0.55 N/mm 2 (БДС EN 622-5: 2010).

Плочата с 10% съдържание на свързващо вещество има с 1,95 пъти повисока якост на напречен опън в сравнение с плочата получена от дървесни частици, при същото съдържание на свързващо вещество.Board with 10% binder content has 1.95 times higher transverse tensile strength compared to particle board at the same binder content.

Данните за винтозадържането (съпротивлението на изваждане на свързващите елементи) перпендикулярно на широката страна са дадени в таблица 4.Data on screw retention (pullout resistance of fasteners) perpendicular to the broad side are given in Table 4.

Таблица 4: Винтозадържане перпендикулярно на широката страна и на кантаTable 4: Screw retention perpendicular to the wide side and to the edge

Плоча, тип Plate, type Винтозадържане перпендикулярно на широката страна fc, N/mm2 Screw retention perpendicular to the wide side fc, N/mm 2 Винтозадържане перпендикулярно на канта fc, N/mm2 Screw retention perpendicular to the edge fc, N/mm 2 Hemp 8 Hemp 8 77,04 77.04 55,34 55.34 Hemp 10 Hemp 10 88,94 88.94 59,46 59.46 Hemp 12 Hemp 12 90,37 90.37 66,13 66.13 Hemp 14 Hemp 14 97,92 97.92 71,01 71.01 REF 10 REF 10 61,98 61.98 22,67 22.67 Промишлено произведени ПДЧ Industrially produced chipboard 65,03 65.03 25,07 25.07 Промишлено произведени MDF Industrially produced MDF 86,48 86.48 16,09 16.09

При увеличаване на съдържанието на свързващо вещество от 8 до 14%, при плочите от конопен паздер, винтозадържането перпендикулярно на широката страна се подобрява с 1,27 пъти. Всички плочи от конопен паздер имат по-високи стойности на винтозадържането перпендикулярно на широката страна, както от промишлено произведеното, така и от лабораторно полученото ПДЧ. Плочите от конопен паздер с 10% съдържание на свързващо вещество имат по-висока стойност на винтозадържането перпендикулярно на широката страна в сравнение с заводско произведеният MDF.As the binder content increased from 8 to 14%, the screw retention perpendicular to the broad side improved by a factor of 1.27 in hemp pazder plates. All hemp-based boards have higher values of screw retention perpendicular to the broad side than both industrially produced and laboratory-produced particleboard. Hemp pazder boards with 10% binder content have a higher value of screw retention perpendicular to the wide side than factory-made MDF.

При плочите от конопен паздер с увеличаване на съдържанието на свързващо вещество от 8 до 14%, винтозадържането перпендикулярно на канта се подобрява с 1,28 пъти.In hemp pazder boards with increasing binder content from 8 to 14%, screw retention perpendicular to the edge improved by 1.28 times.

Резултатите за плътност, водопоглъщане и набъбването по дебелина на примерно изпълнените плочи с различна плътност са представени в таблица 5.The results for density, water absorption and thickness swelling of the exemplary boards of different densities are presented in Table 5.

Таблица 5: Плътност, водопоглъщане и набъбване по дебелина на плочите от конопен паздерTable 5: Density, Water Absorption and Thickness Swelling of Hemp Pazder Boards

Плоча, тип, Плътност р, kg.nr Plate, type, Density p, kg.nr Водопоглъщане А, % Water absorption A, % Набъбване по дебелина Gt, % Thickness swelling Gt, % 750 750 36.59 36.59 9.27 9.27 800 800 29.24 29.24 7.22 7.22 850 850 24.18 24.18 5.91 5.91

Въз основа на тяхната плътност, в съответствие с БДС EN 309:2006, примерно получените плочи от конопен паздер се класифицират като тежки плочи (плътност 700-900 kg/m3). Плътността на плочите е 750, 800 и 850 kg/m3.On the basis of their density, in accordance with BDS EN 309:2006, for example, the hemp pazder boards obtained are classified as heavy boards (density 700-900 kg/m 3 ). The density of the plates is 750, 800 and 850 kg/m 3 .

С повишаване на плътността на плочите от конопен паздер, получени с меламинформалдехидна смола, от 750 до 850 kg/m3, тяхното водопоглъщане се намалява от 36.59% до 24.18%. Тоест подобрението в стойностите на показателя е от 1,51 пъти. Трендът на подобрение е постоянен, като съответното намаляване на водопоглъщането с увеличаване на плътността на плочите от 750 до 800 kg/m3 е с 1,25, а при увеличаване на плътността от 800 до 850 kg/m3 с 1,21 пъти.As the density of hemp pazder boards obtained with melamine formaldehyde resin increases from 750 to 850 kg/m 3 , their water absorption decreases from 36.59% to 24.18%. That is, the improvement in the values of the indicator is 1.51 times. The improvement trend is constant, with a corresponding decrease in water absorption with increasing board density from 750 to 800 kg/m 3 by 1.25, and with increasing density from 800 to 850 kg/m 3 by 1.21 times.

Въпреки очакваното повишаване на набъбването по дебелина на плочите при увеличаване на тяхната плътност, такова не се отбелязва. Като цяло това може да се обясни с понижаването на водопоглъщането на плочите, което компенсира наличието на повече материал, който да набъбне при плочите с по-голяма плътност. Общото понижаване в стойностите на показателя е с 1,57 пъти, като разликата в набъбването по дебелина на плочата с 800 и 850 kg/m3 е от 1,22 пъти.Despite the expected increase in thickness swelling of the plates with increasing their density, this is not noted. In general, this can be explained by a decrease in the water absorption of the slabs, which compensates for having more material to swell in the denser slabs. The total decrease in the values of the indicator is 1.57 times, and the difference in the swelling by thickness of the plate with 800 and 850 kg/m 3 is 1.22 times.

Плочите с плътност от 800 и 850 kg/m3 изпълняват най-строгите изисквания към набъбването по дебелина при различните видовете композитни дървесни материали, намиращи приложения като носещи покрития, а именно за MDF за носещи конструкции и употреба във влажна среда, набъбване по дебелина от най-много 8% (БДС EN 622-5:2010).Boards with a density of 800 and 850 kg/m 3 fulfill the most stringent requirements for thickness swelling in the various types of composite wood materials used as load-bearing coatings, namely for MDF for load-bearing structures and use in humid environments, thickness swelling of maximum 8% (БДС EN 622-5:2010).

Данните за модул на еластичност при огъване, якост при огъване и якост на напречен опън на примерно изпълнените плочи с различна плътност са представени в таблица 6.Data on flexural modulus, flexural strength and transverse tensile strength of the exemplary plates of different densities are presented in Table 6.

Таблица 6: Модул на еластичност при огъване, якост при огъване и якост на напречен опън на плочите от конопени частици и влакнаTable 6: Flexural Modulus, Flexural Strength and Transverse Tensile Strength of Hemp Particle and Fiber Boards

Плътност р, kg.m 3 Density p, kg.m 3 Модул на еластичност Em, N/mm2 Modulus of elasticity Em, N/mm 2 Якост при огъване fm, N/mm2 Flexural strength fm, N/mm 2 Якост на напречен опън ft, N/mm2 Transverse tensile strength ft, N/mm 2 750 750 2970 2970 24.38 24.38 0.98 0.98 800 800 3805 3805 31.20 31.20 1.19 1.19 850 850 3879 3879 32.17 32.17 1.23 1.23

С увеличаване на плътността на плочите от конопени частици от 750 до 850 kg/m3, техният модул на еластичност при огъване се увеличава от 2970 до 3879 N/mm2. Тоест подобрението в стойностите на показателя е с 1,31 пъти. Най-голямо подобрение се отчита при увеличаването на плътността от 750 до 800 kg/m3. Разликите между модула на еластичност при огъване на плочите с плътност от 800 и 850 kg/m3 е от едва 1,045 пъти.As the density of the hemp particleboards increased from 750 to 850 kg/m 3 , their flexural modulus increased from 2970 to 3879 N/mm 2 . That is, the improvement in the indicator values is 1.31 times. The greatest improvement is reported when the density increases from 750 to 800 kg/m 3 . The difference between the flexural modulus of the plates with a density of 800 and 850 kg/m 3 is only 1.045 times.

Всички плочи покриват най-строгото изискване към показателя при MDF за носещи конструкции и употреба във влажна среда, модул на еластичност при огъване от най-малко 2700 N/mm2 (БДС EN 622-5:2010).All boards meet the most stringent requirement for MDF for load-bearing structures and use in wet environments, a flexural modulus of at least 2700 N/mm 2 (БДС EN 622-5:2010).

При увеличаване на плътността на плочите от 750 до 850 kg/m3, якостта им при огъване се увеличава от 24,38 до 32,17 N/mm2. Тоест общото подобрение в стойностите на показателя е от 1,32 пъти. Отново основно подобрение се наблюдава при увеличаване на плътността от 750 до 800 kg/m3. Стойностите на якостта при огъване при плочите с плътност 800 и 850 kg/m3 са сходни.When the density of the plates increases from 750 to 850 kg/m 3 , their bending strength increases from 24.38 to 32.17 N/mm 2 . That is, the overall improvement in the indicator values is 1.32 times. Again, a major improvement is seen as the density increases from 750 to 800 kg/m 3 . The flexural strength values for the 800 and 850 kg/m 3 density boards are similar.

Плочите с плътност от 800 и 850 kg/m3, покриват най-строгите изисквания към показателя за дървесни композитни материали, а именно за MDF за носещи конструкции и влажна среда - якост при огъване от най-малко 30 N/mm2.Boards with a density of 800 and 850 kg/m 3 cover the most stringent requirements for the indicator for wood composite materials, namely for MDF for load-bearing structures and moist environments - bending strength of at least 30 N/mm 2 .

С увеличаване на плътността на плочите от 750 до 850 kg/m3, якостта им на напречен опън се повишава с 1,26 пъти. Най-значително е повишението, с 1,21 пъти, при повишаване на плътността от 750 на 800 kg/m3.As the density of the plates increases from 750 to 850 kg/m 3 , their transverse tensile strength increases by 1.26 times. The most significant is the increase, by 1.21 times, when increasing the density from 750 to 800 kg/m 3 .

Всички плочи отговарят на най-строгите изисквания към показателя, а именно за MDF за носещи конструкции и употреба във влажна среда, якост на напречен опън от най-малко 0,75 N/mm2.All boards meet the most stringent requirements for the indicator, namely for MDF for load-bearing structures and use in a humid environment, a transverse tensile strength of at least 0.75 N/mm 2 .

По отношение на техните якост при огъване и модул на еластичност, този материал е сравним с плочи от дървесни влакна (MDF), а по отношение на якостта на напречен опън дори го превъзхожда. Поради значителната хомогенност на този вид плочи и високият коефициент на пресоване те имат между 2 и 3 пъти по-добро винтозадържане по канта от заводско произведените ПДЧ и MDF. Доброто винтозадържане на ПКЧ ги прави особено подходящи за производство на мебели.In terms of their bending strength and modulus of elasticity, this material is comparable to wood fiber boards (MDF), and in terms of transverse tensile strength it even surpasses it. Due to the significant homogeneity of this type of boards and the high compression factor, they have between 2 and 3 times better screw retention on the edge than factory-produced chipboard and MDF. The good screw retention of PCCs makes them particularly suitable for furniture production.

Пример за лепилна композиция:An example of an adhesive composition:

Карбамидформалдехидна смола (КФС): Състав - молно отношение 0.85 - 1.17, Сухо съдържание - 35% - 65%, Динамичен вискозитет - 23.76±0.52 Mpa.s.; Меламинформалдехидна смола (МФС): Състав — молно отношение — 1.45 - 1.95, Сухо Съдържание - 42% - 64%, Динамичен вискозитет - 21±0.76; Лингусулфат - 30% - 70% сухо съдържание; Акцептор на формалдехид; Амониев Водороден Сулфид - 40% - 85% сухо съдържание; Натурални оцветители; Парафинова емулсия - концентрат 45% - 65%; Амониев Сулфат разтвор при концентрация 18% - 36%; Амониев ПолифосфатUreaformaldehyde resin (CFC): Composition - molar ratio 0.85 - 1.17, Dry content - 35% - 65%, Dynamic viscosity - 23.76±0.52 Mpa.s.; Melamineformaldehyde resin (MFS): Composition — molar ratio — 1.45 - 1.95, Dry content - 42% - 64%, Dynamic viscosity - 21±0.76; Lingusulphate - 30% - 70% dry content; Formaldehyde acceptor; Ammonium Hydrogen Sulfide - 40% - 85% dry content; Natural colorings; Paraffin emulsion - concentrate 45% - 65%; Ammonium Sulphate solution at a concentration of 18% - 36%; Ammonium Polyphosphate

Пример за съотношение на тегловни единици на плоча 1200mm х 2400mm х 12mm със съдържание на свързващо вещество 12%:An example of the ratio of weight units of a plate 1200mm x 2400mm x 12mm with a binder content of 12%:

Конопени дървесни частици - 22.464 kg; КФС - 2.289 kg; МФС - 0.254 kg; Парафин - 0.106 kg; Амониев Сулфат - 0.051 kg; Оцветители - 0.450 kg; Лингусулфат - 0.916 kg; Амониев Водороден Сулфид - 0.073 kg; Амониев Полифосфат - 2 kgHemp wood particles - 22,464 kg; GVW - 2.289 kg; MFS - 0.254 kg; Paraffin - 0.106 kg; Ammonium Sulphate - 0.051 kg; Colorants - 0.450 kg; Lingusulphate - 0.916 kg; Ammonium Hydrogen Sulfide - 0.073 kg; Ammonium Polyphosphate - 2 kg

Примерно изпълнение в диапазон на свързващите вещества за плоча - 8%Exemplary performance in a range of binders for slab - 8%

Съдържание на % от цялото свързващо вещество: КФС% - от 6% до 8.2%; МФС% - от 0.5% до 0.9%; Парафинова емулсия - от 0.35% до 0.60%; Амониев Сулфат - 0.15% до 0.30% във вид с концентрация от 18% до 36%; Лингусулфат - от цялото свързващо вещество от 15% до 25%Content in % of the entire binder: FCS% - from 6% to 8.2%; MFS% - from 0.5% to 0.9%; Paraffin emulsion - from 0.35% to 0.60%; Ammonium Sulphate - 0.15% to 0.30% in form with a concentration of 18% to 36%; Lingusulphate - of the entire binder from 15% to 25%

Claims (10)

1. Метод за производството на плочи от конопен паздер, включващ: смилане на сърцевината на конопено стъбло; изсушаване и последващо олепиляване на твърдия материал; настилане на твърдия материал за получаване на листов материал и горещо пресоване на плоскостта, характеризиращ се е това, че се извършва обработване на стъблата от индустриален коноп в декортикатор за отделяне на конопени дървесни частици и къси влакна с размер от 0,1 mm до 20 mm, съхраняване и раздробяване на частиците за отделяне на прахта и частиците с размер под 1 mm чрез пресяване, след което след изсушаване на частиците до 18% влажност и олепиляване със свързващи емулсии полученият материал се полага за създаване на листов материал/килим в заявен размер на плочата, преминава студено пресоване и окрайчване до нужните размери, като следва подаване на подготвените и оразмерени плочи в горещата многоетажна преса за термична обработка по програма, чрез извършване на триетапно горещо пресоване и термоформоване при температура на плотовете в диапазона между 120°С и 220°С: първи етап продължителност от 1 до 2 min при налягане от 3 МРа до 4,5 МРа; втори етап - продължителност от 1 до 3 min при налягане от 0,5 МРа до 2,5МРа; трети етап - от 0,3 МРа до 1,2 МРа, а така получената плоскост се подлага на охлаждане, оразмеряване до желан размер, шлайфане, като при необходимост и изглаждане.1. A method for the production of hemp pazder plates, comprising: grinding the core of a hemp stem; drying and subsequent gluing of the solid material; laying the solid material to obtain sheet material and hot pressing the board, characterized in that the industrial hemp stalks are treated in a decorticator to separate hemp wood particles and short fibers with a size of 0.1 mm to 20 mm , storing and crushing the particles to separate the dust and particles below 1 mm in size by sieving, then after drying the particles to 18% humidity and bonding with binding emulsions the resulting material is laid to create a sheet material/carpet in a requested size of the plate, undergoes cold pressing and edging to the required dimensions, followed by feeding the prepared and sized plates into the hot multi-stage press for heat treatment according to a program, by performing three-stage hot pressing and thermoforming at a table temperature in the range between 120°C and 220° C: first stage duration from 1 to 2 min at pressure from 3 MPa to 4.5 MPa; second stage - duration from 1 to 3 min at pressure from 0.5 MPa to 2.5 MPa; third stage - from 0.3 MPa to 1.2 MPa, and the board thus obtained is subjected to cooling, sizing to the desired size, grinding, if necessary, and smoothing. 2. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се е това, че процесът може да се осъществява ръчно и/или автоматично посредством създадена за целта програма.2. Method according to claim 1, characterized in that the process can be carried out manually and/or automatically by means of a program created for the purpose. 3. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се е това, че горещата многоетажна преса е с мултифункционална възможност за настройки с различен режим на работа, като например: времетраене, температура, налягане3. Method according to claim 1, characterized in that the multi-stage hot press has a multi-functional possibility of settings with different operating modes, such as: duration, temperature, pressure II .. Ί.. Ί И др.And others. 4. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че . здравината на плочите е в пропорционална зависимост от влажността на изсушаване на частиците.4. Method according to claim 1, characterized in that . the strength of the plates is proportionally dependent on the drying humidity of the particles. 5. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че температурата при пресиране е функция от плътността на плочата. ' ·5. A method according to claim 1, characterized in that the pressing temperature is a function of the density of the plate. '· 6. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при триетапното горещо пресоване времето на натиск е функция от дебелината на плочата.6. Method according to claim 1, characterized in that in the three-stage hot pressing, the pressing time is a function of the plate thickness. 7. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че с фактор на налягането между 45 s.mm-1 и 90 s.mnT1. 17. Method according to claim 1, characterized in that with a pressure factor between 45 s.mm-1 and 90 s.mnT 1 . 1 8. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че използваните конопени частици при плочите със съдържание на свързващото8. Method according to claim 1, characterized in that the hemp particles used in the plates containing the binder к.k. вещество като количество спрямо суха маса в диапазона от 8% до 14% и са олепилени с лепилна композиция от 90% карбамидформалдехидна смола, 10% меламинформалдехидна смола и парафинова емулсия.substance as an amount relative to dry mass in the range of 8% to 14% and are glued with an adhesive composition of 90% urea formaldehyde resin, 10% melamine formaldehyde resin and paraffin emulsion. 9. Метод, съгласно претенция 1 и 8, характеризиращ се с това, че съдържанието на свързващото вещество като количество спрямо суха маса е в j зависимост от здравината и предназначението на плочите.9. Method according to claim 1 and 8, characterized in that the content of the binder as an amount relative to dry mass is dependent on the strength and purpose of the plates. 10. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че плочите са с плътност от 750 kg/m3 до 850 kg/m3.10. Method according to claim 1, characterized in that the plates have a density of 750 kg/m 3 to 850 kg/m 3 .
BG113585A 2022-09-16 2022-09-16 METHOD FOR MANUFACTURING HEMP PANEL PLATES BG113585A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG113585A BG113585A (en) 2022-09-16 2022-09-16 METHOD FOR MANUFACTURING HEMP PANEL PLATES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG113585A BG113585A (en) 2022-09-16 2022-09-16 METHOD FOR MANUFACTURING HEMP PANEL PLATES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BG113585A true BG113585A (en) 2024-03-29

Family

ID=92804960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG113585A BG113585A (en) 2022-09-16 2022-09-16 METHOD FOR MANUFACTURING HEMP PANEL PLATES

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG113585A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080203604A1 (en) Wood and Non-Wood Fibers Hybrid Composition and Uses Thereof
JP2013525248A (en) Fibrous plasticized gypsum composition
WO2010144969A1 (en) Production of perlite and fiber based composite panel board
WO2007031166A1 (en) Light-weight multilayer engineered wood board
Hegazy et al. Suitability of some fast-growing trees and date palm fronds for particleboard production
US4405542A (en) Method for the production of a composite material
English et al. Processing into composites
Srichan et al. Characteristics of particleboard manufactured from bamboo shoot sheaths
CN101535046A (en) Wood composite material containing paulownia
Ojewumi et al. Production of particleboard from agricultural waste-a sustainable approach to waste management
WO2008002761A2 (en) Wood composite material containing strands of differing densities
BG4395U1 (en) Hemp awn slab
BG113585A (en) METHOD FOR MANUFACTURING HEMP PANEL PLATES
US20060142428A1 (en) Wood composite material containing paulownia
Abetie Particle board production from maize cob
CN108162122A (en) Oriented wood chipboard and orientation wood-based plate
US7993736B2 (en) Wood composite material containing strands of differing densities
Ahmad et al. Properties of single-layer urea formaldehyde particleboard manufactured from commonly utilized malaysian bamboo (Gigantochloa scortechinii)
Kara Mechanical and Physical Properties of Particleboard Produced from Hemp Plant.
Kruse et al. Properties of Nipa-and Coconut fibers and production and properties of particle-and MDF-boards made from nipa and coconut
Çamlıbel et al. Influences of oak utilization on the medium density fiberboard properties
US4548851A (en) Composite material
US20250303607A1 (en) System and method for hemp-based composite panel products
Ikubanni et al. Production and physico-mechanical properties of ternary-made (waste ceramics, waste papers, and sawdust) particleboard
Rosli et al. Made from Eucalyptus Wood