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paineis de madeira slides da aula2

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1
PAINÉIS DE FIBRAS DE MADEIRA
Prof. Setsuo Iwakiri
UFPR
INTRODUÇÃO
� HISTÓRICO >
� 1914: Primeira fábrica > painéis fibras isolantes > processo úmido
� 1930: Primeira fábrica > painéis fibras duras > processo úmido
� 1931: Suécia > desenvolvimento > desfibrador “Asplund” > sistema 
contínuo > integrado – cozimento / desfibramento
� 1943: Desenvolvimento > sistema de formação do colchão > método 
pneumático (base – processo seco / semi-seco)
� 1951: Início > produção painéis de fibras duras – processo semi-seco
� 1952: Desenvolvimento > planta piloto > produção > painéis de fibras 
duras – processo seco
� 1975: Início > produção > painéis de fibras de média densidade “MDF”
2
INTRODUÇÃO
� CONCEITO > Painéis de fibras de madeira
� Painéis produzidos com fibras de madeira, cuja adesão primária se 
processa através do entrelaçamento das fibras e pelas propriedades 
adesivas da lignina.
� CARACTERÍSTICAS >
� Produto > com estrutura altamente homogêea / isotrópica > uso de 
fibras individualizadas > deposição aleatória ao plano do painel
INTRODUÇÃO
� USOS >
� Isolamento térmico e acústico
� Divisórias internas
� Móveis
� Portas
� Molduras
� Revestimentos em geral
3
CLASSIFICAÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS DE 
MADEIRA
� Não prensados
� Painéis isolantes (semi-rígido): 0,02 a 0,15 g/cm³
� Painéis isolantes (rígido): 0,15 a 0,40 g/cm³
� Prensados
� Painéis de média densidade: 0,50 a 0,85 g/cm³
� MDF Light: 0,50 a 0,60 g/cm³
� MDF Standard: 0,65 a 0,75 g/cm³
� HDF (delgado): 0,85 g/cm³
� Painéis de fibras duras: 0,80 a 1,20 g/cm³
� Painéis de alta densificação: 1,20 a 1,45 g/cm³
MATÉRIA PRIMA
� MADEIRA >
� Fonte > toretes / resíduos processamento / cavacos
� Coníferas > coloração clara / baixa densidade / fibras longas / parede 
celular delgada / curvam e colapsam facilmente > maior área adesão
� Folhosas > fibras curtas / parede celular espessa
� ADESIVOS / ADITIVOS >
� Resina UF
� Resina MUF > HDF (piso)
� Emulsão parafina (1%)
� Retardantes fogo (fosfato amonia, bromato amonia, ... )
� Produtos preservantes > fungos e insetos (hexaclorociclohexano)
4
PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS DE MADEIRA > 
> Processo Úmido <
PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS DE MADEIRA –
> Processo Seco <
5
> Desfibramento da madeira <
� DESCASCAMENTO DAS TORAS
� Método abrasivo – tambor rotativo > atrito entre as toras e parede do tambor / sistema de 
aspersão de água
> Desfibramento da madeira <
� DESCASCAMENTO DAS TORAS
� Método mecânico > cisalhamento do câmbio > facas rotativas
6
> Desfibramento da madeira <
� GERAÇÃO DE CAVACOS >
� Picador de disco / tambor > toretes > cavacos
� Classificador de peneira > dimensões > over size / padrão / finos
� Cavacos maiores > moinho martelo > redução
� Detector de metais
� Lavagem
> Desfibramento da madeiras <
� DESFIBRAMENTO – PROCESSO MECÂNICO (1)
� Desfibramento direto pressionando as toras contra o rebolo em contato com água
7
> Desfibramento da madeira <
� DESFIBRAMENTO – PROCESSO MECÂNICO (2)
� Transformação das toras em cavacos
� Transformação dos cavacos em fibras no moinho de discos
> Desfibramento da madeira <
� DESFIBRAMENTO – PROCESSO TERMO-MECÂNICO
� Processo contínuo e integrado / fechado > digestor / alimentador / desfibrador
pressurizado
� Digestor > T (170 – 180°C), P (0,8 – 1,0 Mpa), t (20 – 60 s)
� Alimentador de rosca (digestor > desfibrador)
� Desfibrador de discos pressurizado
� Vantagens >
� Baixo consumo > energia térmica e mecânica
� Alto rendimento > 90 – 95%
� Polpa uniforme e alto refinamento
8
> Desfibramento da madeira <
� Processo “ASPLUND” - termomecânico
> Desfibramento da madeira <
� DESFIBRAMENTO – PROCESSO MASONITE
� Princípio > alta pressão e temperatura > despressurização brusca > 
“explosão”
� (1) Digestor > Pressão = 42 kgf/cm² (1 min)
� (2) Elevação pressão > 70 – 80 kgf/cm² / temperatura de 290°C / (5 
seg.)
� Despressurização brusca > cavacos > fibras
� Desvantagens >
� Baixo rendimento > 80 – 85% (fibras “quebradas”)
� Processo descontínuo
9
> Desfibramento da madeira <
� Processo Masonite
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
ISOLANTES
> Preparação da massa de fibras <
� Preparação da massa de fibras >
� Lavagem / peneiramento
� Refinador > fragmentos não desfibrados
� Tanques > suspensão de fibras + água > controle da consistência (1% 
= 1 g fibras / 100 ml água)
� Função da água na suspensão de fibras >
� Auxiliar > manuseio do material
� Assegurar > homogeneidade > deposição das fibras
� Manter > uniformidade da espessura e densidade do painel
� Posicionamento horizontal das fibras > 
• Propriedades uniformes
• Minimizar problemas > texturas > aspereza / absorção de água / 
acabamento superficial.
� Caixa engomadora > adição de produtos químicos (parafina)
10
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
ISOLANTES
> Formação do colchão <
� Formação do colchão >
� Processo de deposição > suspensão de fibras + água > tela fomadora >
� Caixa formadora > descontínuo
� Fourdrinier > contínuo > máquina formadora papel
� Cilindro
� Compressão do colchão > ajuste espessura / conformação material
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
ISOLANTES
> Formação do colchão <
� Processo - caixa formadora
11
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
ISOLANTES
> Formação do colchão <
� Processo - Fourdrinier
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
ISOLANTES
> Secagem dos painéis <
� Fase > consolidação dos painéis
� Secagem do colchão > umidade de 50 – 80% > 3%
� Principais tipos de secadores >
� Secador tipo túnel
� Secador de pratos aquecidos
� Secador contínuo de rolos >
• Mais empregado
• 3 - 20 linhas de alimentação
• Comprimento > 90 m / Largura > 3,6 m
• Tempo secagem > função > espessura / densidade painel > 1:30 - 5:00h
• Temperatura > entrada: 230°C / saída: 170°C
� Painéis tipo > S-0-S
12
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
ISOLANTES
> Secagem dos painéis <
� Secador contínuo de rolos
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
ISOLANTES
> Secagem dos painéis <
� Tempo de secagem em função da espessura e densidade dos painéis 
isolantes >
� Espessura Tempo secagem Densidade
� 3,2 mm 1,5 h 0,268 g/cm³
� 12,7 mm 4,0 h 0,260 g/cm³
� 25,4 mm 5,0 h 0,254 g/cm³
13
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
ISOLANTES
> Acabamento dos painéis <
� Acabamento dos painéis
� Esquadrejamento
� Tratamento: aplicação retardantes fogo, proteção contra fungos e 
insetos
� Aplicação de materiais de revestimento
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DURAS
> Preparação da massa de fibras <
� Preparação da massa de fibras >
� Lavagem > peneiramento
� Refinador > fragmentos não desfibrados
� Tanques > suspensão de fibras + água > controle da consistência (1%)
� Caixa engomadora > adição de produtos químicos > parafina
14
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DURAS
> Formação do colchão <
� Processo úmido >
� Fourdrinier (processo contínuo)
� Pré-prensagem > rolos compressores
� Pré-esquadrejamento
� Prensagem a quente
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DURAS
> Formação do colchão <
� Processo seco >
� Aplicação adesivo / aditivos > secagem das fibras
� Formação do colchão (mecânico / ar)
� Pré-esquadrejamento / cortes laterais / altura colchão
� Prensagem a quente
15
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DURAS
> Formação do colchão <
� Processo de formação a seco
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DURAS
> Prensagem dos painéis <
� Prensagem dos painéis >
� Processo úmido > S-1-S
� Diagrama de prensagem – 3 fases >
• (1) Alta pressão / menor tempo > remoção água / atingir espessura 
final
• (2) Baixa pressão / maior tempo > remoção vapord’água
• (3) média pressão / menor tempo > cura final resina
� Pmx: 52 kgf/cm²; T: 180-210°C; tempo 6-15 min
� Processo seco > S-2-S
� Maior pressão e temperatura / menor tempo
� Pmx: 70 kgf/cm²; T: 260°C; tempo: 2,5 min (3,2mm)
16
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DURAS
> Tratamento dos painéis <
� Tratamento témico >
� Melhorar > propriedades > flexão estática (25% + MOR)
� Aquecimento > câmara > circulação de ar / temperatura controlada
� Temperatura > 150 – 165°C
� Tempo > 5 h (3,2 mm)
� Efeitos > mudanças físico-químicas
� Tratamento com óleo >
� Processo menos utilizado
� Impregnação > painéis > óleo aquecido – óleo linhaça (4 – 8% base 
peso seco painel)
� Métodos > imersão, pulverização, “escovamento”
� Aquecimento em câmara > T (160-170°C) / tempo (6-9 h ) > 
endurecimento óleo / reações com fibras
� Restrição > problemas ambientais
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DURAS
> Tratamento dos painéis <
� Umidificação e acondicionamento >
� Prensagem a quente + tratamento térmico > baixo teor de umidade
� Umidificação > câmaras > UR = 80 - 85% / T = 40 – 45°C / tempo = 5 –
6 h.
� Umidificação > câmaras > atmosfera saturada / T = 60°C
� Acondicionamento > TUeq = 10 – 12%
� Acabamento dos painéis >
� Esquadrejamento
� Revestimentos
� Perfuração / entalhes
17
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Desfibramento <
� Pré-aquecimento dos cavacos > digestor
� T: 170 – 180°C / t: 2 – 5 min.
� Incorporação de parafina
� Desfibrador pressurizado >
� Rotação discos > 1500 rpm
� Abertura entre discos > 0,2 – 0,4 mm
� Figura > desfibrador pressurizado
� Figura > qualidade das fibras > desfibrador pressurizado / 
atmosférico)
18
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Desfibramento <
� Desfibrador pressurizado
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Desfibramento <
� Configuração das fibras – desfibrador atmosférico / pressurizado
19
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Aplicação de resina / Secagem de fibras <
� Aplicação de Resina > UF (8 – 10% / peso fibras) + MF (5 – 10% / UF) 
> início > tubulação de secagem
� Processo de secagem > sistema “flash” > um / dois estágios > > 
sistema pneumático de arraste do material
� Geração de calor > gás, óleo, resíduo madeira
� Secador de um estágio > tubo de 70 m.
� Secador de dois estágios > tubos de 122 m.
� 1°estágio > T (200 – 316°C) > remoção água livre (30 %)
� 2°estágio > T (38 – 82°C) > remoção água impregnação (12%)
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Aplicação de resina / Secagem de fibras <
� Secador de fibras – sistema “flash”
20
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Formação do colchão / Pré-prensagem <
� Processo contínuo > estação formadora (mecânico / pneumático)
� Controle de deposição do material > densidade e espessura do painel
� Pré-prensagem a frio >
� Redução da espessura do colchão
� Redução do volume de ar > melhorar transferência calor
� Pré-compactação colchão > facilitar transferência > prensa
� Pré-prensagem – alta frequência >
� Aquecimento > camadas internas > redução tempo prensagem
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Formação do colchão <
� Estação formadora / pré-prensa – MDF
21
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Prensagem dos painéis <
� Prensa de pratos > uma / múltiplas aberturas
� Prensa de calandra (painéis finos)
� Prensa contínua >
� Comprimento > + 40,0 m
� Cintas de aço (superior / inferior) com mecanismos compressão
� Fonte de aquecimento > óleo de silicone aquecido
� 1ª metade > maior pressão e temperatura > redução espessura
� 2ª metade > compactação > espessura final do painel > cura resina
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Prensagem dos painéis <
� Prensa contínua plana
22
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Prensagem dos painéis <
� Prensa contínua – sistema de prensagem
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAINÉIS DE FIBRAS 
DE MÉDIA DENSIDADE (MDF)
> Acabamento dos painéis <
�Esquadrejamento > painéis master
�Resfriamento / acondicionamento
�Esquadrejamento final
�Lixamento
�Classificação
�Revestimentos > pintura / papel finish foil (FF) / papel 
melamínico (BP) / lâminas de madeira / laminado de alta 
pressão (fórmica), ...

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