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Futuri del panel
[ Gen 12,2020 ]
Uno speciale trentesimo anniversario del BioComposites Center ha fatto da sfondo al International Panel Products Symposium (IPPS) di quest”anno in Galles

La città balneare vittoriana di Llandudno, in Galles, è stata di nuovo la cornice dell”International Panel Products Symposium (IPPS). L”evento di quest”anno dal 7 al 9 ottobre, la 17a conferenza che si terrà, è tornato nella sede del primo IPPS: l”Imperial Hotel. Nella storia di IPPS sono stati presentati ben 600 articoli tecnici su una vasta gamma di argomenti relativi all”industria dei pannelli a base di legno. Le notizie su ricerca e sviluppo sono una grande caratteristica della conferenza e ancora una volta produttori di pannelli e fornitori del settore erano presenti per conoscere gli ultimi sviluppi. Ed è stato davvero speciale dato che il 2019 è anche il 30 ° anniversario del BioComposites Center (BC), l”organizzatore della conferenza. Rob Elias, direttore di BC, ha riferito a circa 70 delegati che il centro ha piani entusiasmanti per il futuro, con una nuova struttura da £ 1,6 milioni progettata per ospitare i suoi impianti pilota, tecnologie di estrusione e recupero di fibre, nonché nuove sale riunioni. “In termini di soddisfare la domanda futura saremo in una posizione migliore per aiutare l”industria”, ha detto. Future su materie prime L”oratore principale Marcel Vroege, consulente Indufor Asia Pacific Ltd, ha dato il via ai lavori fornendo una panoramica della futura disponibilità di materie prime per l”industria globale dei pannelli a base di legno. “A mio avviso, dovremo affrontare alcune sfide chiave nei prossimi anni”, ha affermato Vroege. “L”industria è cresciuta enormemente nel corso degli anni”. Ha affermato che l”aumento della produzione di LVL e altri prodotti in legno ingegnerizzati è stato un fattore che ha contribuito ad aumentare la domanda di legno. La determinazione dell”India per la crescita economica e “essere un”altra Cina” sarà un fattore chiave per la continua crescita della domanda di pannelli a base di legno. Oggi circa 900 milioni di m3 di legno tondo equivalente sono utilizzati dall”industria globale dei pannelli a base di legno. “Possiamo raddoppiarlo?” Chiese Vroege. “Possiamo andare a 1,7 miliardi di m3 di fibra utilizzata dal nostro settore? Non credo. ”Ha aggiunto che oggi sono stati utilizzati circa 2 miliardi di m3 di fibra per tutti i prodotti a base forestale, compresa la polpa. “In futuro verranno prodotte più fibre dalle piantagioni, ma non abbiamo abbastanza terra per le piantagioni. La domanda di buona terra dove è possibile coltivare il cibo sta aumentando per servire la crescita della popolazione. Quindi dobbiamo cercare modi per utilizzare meglio la nostra fibra. ”Altre nuove richieste sulla fibra di legno includono la bioenergia. Circa 40 milioni di tonnellate di pellet di legno vengono attualmente prodotte ogni anno, con una cifra destinata a crescere a circa 60 milioni di tonnellate nel 2038 – o 110 milioni di m3 di legname tondo equivalente. La tendenza degli edifici in legno massiccio che utilizzano prodotti in legno ingegnerizzato come il legno a strati incrociati (CLT) è un altro uso crescente della fibra di legno. E, ha aggiunto Vroege, c”erano minacce alla risorsa in fibra come infestazioni di coleotteri, catastrofi naturali, deforestazione e sfide climatiche. L”impatto dei danni dello scarabeo di pino mugo in Canada è stato stimato a 752 milioni di m3 di pini entro il 2017, mentre gli incendi boschivi negli ultimi anni hanno rappresentato 8,5 milioni di ettari in Russia e 906.000 ettari in Amazzonia. “Dobbiamo fare di più con meno”, ha affermato Vroege. “Dobbiamo estendere il ciclo di vita in modo massiccio e realizzare prodotti che possano durare più a lungo, oltre a riutilizzarli”. Sviluppo di COV e resine Numerosi relatori hanno analizzato gli sviluppi in materia di emissioni di COV. Martin Ohlmeyer, dell”Istituto Thünen, ha dichiarato che i COV hanno il minore impatto sulla salute umana in ambienti chiusi “eppure stiamo regolando contro di loro”. “I materiali da costruzione hanno il minor impatto sulla salute umana, ma stiamo regolando contro di loro”, ha aggiunto. Diversi sistemi di regolamentazione erano in funzione in Germania e Francia, ha aggiunto. Nella stessa Germania, lo stato del Baden- Württemberg ha una regola diversa rispetto agli altri stati, mentre la Francia ha un sistema di classificazione. “Come si inserisce questo in Europa, non lo sappiamo.” Ohlmeyer ha affermato che la gente sperava in una norma europea armonizzata sui COV. “Ma il problema è che regoliamo i prodotti ma non osserviamo la temperatura e il clima all”interno”, ha aggiunto. Ha citato una ricerca che ha mostrato un aumento delle emissioni di COV in estate e una riduzione in inverno. “La temperatura dell”aria ambiente in una casa ha un effetto molto maggiore sulle emissioni rispetto al materiale stesso. Dobbiamo guardare alla fisica piuttosto che solo al materiale stesso. ”La combinazione di materiali diversi nelle case ha anche un impatto sui COV. “Per me non ha alcun senso [che guardiamo solo alla composizione del tabellone]”, ha detto. Il sig. Ohlmeyer ha concluso che le emissioni dei prodotti sarebbero un giorno parte della marcatura CE. Friederike Mennicke, anche lui dell”Istituto Thünen, ha quindi condiviso un metodo derivato per una rapida valutazione delle emissioni di COV per i pannelli a base di legno. Un metodo di test rapido è stato basato su una microchamber con campioni OSB3 di 15 mm di spessore condizionati a 23 ° C e 50% di umidità relativa per diverse settimane. I test standard secondo DIN EN 16516: 2018-01 vengono effettuati in una camera di prova delle emissioni per 28 giorni, il che richiede molto tempo. Lo sviluppo di un metodo di test rapido è il risultato di numerosi studi per ottenere risultati più rapidi e affidabili. I risultati del test hanno mostrato un elevato coefficiente di determinazione per i terpeni e il metodo del test rapido può essere utilizzato per derivare il valore di 28 giorni del metodo di riferimento. Tuttavia, non è stata trovata alcuna correlazione per i risultati delle emissioni secondarie, quindi ulteriori studi dovranno concentrarsi su questo. BIO-Adesivi L” interesse per gli adesivi “bio” naturali è cresciuto per sostituire gli adesivi sintetici a causa di problemi ambientali e sanitari per questi ultimi, in particolare quelli a base di formaldeide. Bruno Gorrini, di Arauco in Cile, ha condiviso i risultati di laboratorio dimostrando il potenziale del tannino di pino radiata e della nanocellulosa per rinforzare la resina amminica per i pannelli a base di legno. Gorrini ha affermato che la sfida consiste nel raggiungere le stesse prestazioni e costi simili o inferiori degli adesivi sintetici. Arauco ha usato il proprio legno per produrre tannini dalla corteccia di pino e ha aggiunto agenti reticolanti gliossali e tris idrossimetil nitrometano per produrre pannelli truciolari e MDF. I risultati hanno mostrato che i bioadesivi hanno raggiunto prestazioni simili agli adesivi per legno commerciali a base di fenolo e formaldeide. L”aggiunta di acido citrico ha favorito la reazione tra tannini e reticolanti, aumentando il contenuto di solidi riducendo la viscosità. La forza di legame interna delle schede ha soddisfatto gli standard normativi europei. L”uso di fibre di cellulosa omogeneizzate (H-CNF) e nanofibre di cellulosa macinata (G-CNF) per rinforzare la resina UF nel pannello truciolare ha consentito una riduzione del 10-20% nel consumo di resina, con lo stesso miglioramento della forza adesiva e suggerendo anche un aumento della reattività. In MDF, la resistenza del legame interno è stata aumentata aggiungendo l”1% in peso di G-CNF alla resina UF, migliorando i tempi di pressatura. “Penso che in futuro molte aziende useranno adesivi rispettosi dell”ambiente e che miglioreranno l”ambiente”, ha affermato Gorrini. L”uso del tannino di provenienza britannica di abete Sitka è stato al centro di Dave Preskett, del Centro biocompositi. La corteccia di abete rosso di BSW Timber a Newbridge, in Galles, è stata essiccata, quindi martellata con un martello attraverso un setaccio prima del lavoro di estrazione presso il BioComposites Center e infine con formulazione e test della resina da parte di Hexion. Il materiale è stato utilizzato con una percentuale di sostituzione del fenolo del 20% per produrre un lotto di laboratorio di resina fenolo-formaldeide per produrre fogli di compensato di betulla da 10,5 mm di spessore 7 strati. I risultati hanno mostrato che i punti di forza del legame sulle schede di test erano migliori delle normali schede di controllo e che la rottura del legno era inferiore. I test futuri esamineranno tassi più elevati di sostituzione del fenolo. “Ci sono molte opportunità per i biofenoli, non solo nelle industrie delle resine”, ha affermato Preskett. “Può essere usato per sostituire i petrochimici e produrre bioetanolo e per applicazioni nell”industria farmaceutica.” Magda Dias dell”Università di Porto ha condiviso i test sull”uso della paraffina nel pannello truciolare per migliorare la sua resistenza all”acqua e pannelli MDF realizzati con resine MUF. I risultati dei test di 24 ore hanno mostrato che l”incorporazione di solidi di paraffina allo 0,85% ha portato a una riduzione del 28% del gonfiore rispetto al pannello truciolare standard, mentre l”1,2% di solidi di paraffina ha portato a una riduzione del 41%. Anche la paraffina utilizzata solo nello strato centrale ha apportato benefici, riducendo il gonfiore del 16%. Lo spessore del gonfiore è aumentato del 3% con la paraffina solo nello strato superficiale. Tuttavia, i test EN321 per tre settimane hanno dimostrato che i campioni non hanno raggiunto l”obiettivo del test, ottenendo un rigonfiamento dello spessore inferiore al 13%. Ma nel complesso, le emulsioni di paraffina sono il metodo più efficace per migliorare la resistenza all”acqua del pannello truciolare, ha concluso la ricerca. Innovazione e prestazioni David Murray di MEDITE SMARTPLY ha sottolineato la necessità di innovazione nel settore dei pannelli, condividendo i prodotti di valore aggiunto dell”azienda come Ultima OSB4 e Propassiv OSB con proprietà integrate di controllo del vapore e barriera dell”aria, oltre al MDF modificato MEDITE TRICOYA EXTREME. Nell”ambito del recente investimento della società di € 60 milioni incentrato su una nuova macchina da stampa Contiline, ha anche installato una macchina da stampa pilota R&D. Ma Murray ha affermato che è stato il problema del fuoco ad essere il problema principale e ha predetto che molto presto tutti i prodotti dovranno essere Classe Euroclass Reaction to Fire “B”. Il prodotto FR di MEDITE SMARTPLY, ha aggiunto, ha avuto il vantaggio dei ritardanti di fiamma aggiunti nel processo di fabbricazione della scheda, non in superficie, offrendo in tal modo ritardanti di fiamma in tutta la scheda. Un”altra innovazione, evidenziata da RFIDdirect, è stata lo sviluppo della tecnologia RFID (Radio Frequency Identification) nell”industria del legno. Il suo progetto RFID Smart Wood ha portato a una domanda di brevetto per il suo set di chip passivi su misura “rendendo possibile l”identificazione univoca a livello di singolo articolo”. Mouna Ghorbel e Frits van Caker di RFIDdirect hanno affermato che le aziende del settore del legno hanno lottato per rintracciare componenti e ordini, il che ha ridotto gli sforzi per capitalizzare su Industry 4.0: la digitalizzazione della fabbrica. Il progetto RFID Smart Wood ha portato alla progettazione di un set di chip progettato per superare due ostacoli principali che utilizzano la tecnologia RFID integrata nei prodotti in legno: potenziali danni fisici al tag RFID a causa del rigonfiamento e del restringimento del legno; e frequenza dell”antenna a retrodiffusione dovuta a proprietà del legno, fattori esterni e invecchiamento. La tecnologia, afferma, non ha comportato la necessità di interferenze manuali, acquisizione automatica dei dati sulle prestazioni digitali, garanzia di qualità e tracciabilità inversa del prodotto. Nel frattempo, presso l”Università Tecnica di Dresda, sono state condivise le ricerche sull”utilizzo di un”anima a nido d”ape in carta senza adesivo per pannelli leggeri ecocompatibili. L”anima di carta di forma esagonale utilizza strisce di carta ad incastro anziché adesivo. I risultati hanno mostrato una resistenza alla compressione ridotta rispetto al tradizionale nucleo a nido d”ape di carta espandibile, mentre al momento non esistono macchinari per collegare le strisce di carta. Tuttavia, l”università sta sviluppando una soluzione insieme ai partner del settore. Temi emergenti Il Centro BioCompositi Graham Ormondroyd ha affrontato le tendenze europee del legname e della biomassa europei, affermando che vi è stata una “compressione delle materie prime”. I concorrenti per il legno includevano i settori dell”energia da biomassa e dei prodotti chimici a base biologica. Attualmente, il 60% dei residui legnosi nell”UE-28 è andato in bioenergia. “Siamo un piccolo pesce in un grande stagno”, ha detto. Nel 2017-2018, circa tre milioni di tonnellate di materiale sono state destinate all”energia del legno. “L”industria dei pannelli viene ridotta al 10% dell”utilizzo totale del legno”, ha aggiunto Ormondroyd. “Ora esiste un caso per la selezione, la classificazione e l”uso di rifiuti di legno post-consumo”. Il contributo dei pannelli a base di legno all”abbattimento dei gas a effetto serra nei moderni metodi di costruzione è stato coperto dal dott. Morwenna Spear, anch”esso del Centro biocompositi. Il suo studio su diversi archetipi abitativi che utilizzano materiali diversi ha mostrato che l”effetto dell”uso della struttura in legno per spostare i sistemi di muratura era di ridurre il carbonio incarnato per tutti i progetti. I pannelli a base di legno rappresentavano fino al 27% del carbonio sequestrato immagazzinato all”interno di case con struttura in legno, mentre la percentuale era fino al 40% in condomini con struttura in legno. “Avremo considerato molto di più i materiali da costruzione negli edifici”, ha affermato Spear. Ha detto ai delegati che le dichiarazioni ambientali di prodotto (EPD) erano importanti e che questi dati sarebbero stati utilizzati nella progettazione di processi e nei processi decisionali. Standard Nel regno degli standard di qualità, Janet Sycamore della Timber Decking & Cladding Association (TDCA) ha fornito uno sguardo al mercato britannico dei compositi in legno-plastica (WPC). Il mercato del decking WPC è cresciuto negli ultimi anni a causa della durabilità del prodotto, della bassa manutenzione e della solidità del colore. Numerosi esempi di guasti e problemi del prodotto sono stati registrati nell”infanzia del mercato quando erano prevalenti i profili cavi. Un richiamo del prodotto nel 2015 presso un grande rivenditore nel Regno Unito ha creato increspature nel mercato. In risposta alla popolarità del prodotto, quest”estate il TDCA ha istituito un sistema di qualità WPC per garantire che i prodotti fossero adatti allo scopo. I candidati devono dimostrare la resistenza allo scivolamento, i test di impatto di massa in caduta, le proprietà di flessione, i test di ebollizione, la resistenza all”umidità e le prestazioni di incendio, mentre anche il materiale di marketing del prodotto e le informazioni sulla garanzia vengono esaminati. L”etichetta di accreditamento DeckMark può essere utilizzata da candidati idonei. L”intenzione generale è quella di aumentare la qualità, garantire la trasparenza, indagare sulle scarse prestazioni, sviluppare una risorsa di informazioni generiche e consentire al TDCA di agire come autorità indipendente. È già stata presentata una domanda di schema, con altre società WPC che attualmente esaminano i loro dati e test prima di richiedere l”accreditamento DeckMark. La questione del fuoco non è mai lontana e, afferma il consulente Jerry Quayle, la situazione non è resa più semplice dalla confusione e dall”incomprensione sui termini “resistenza al fuoco” e “reazione al fuoco”. Ha affermato che esistono pochissimi standard direttamente applicabili per aiutare l”industria, gli specificatori e il pubblico a comprendere le prestazioni antincendio dei pannelli a base di legno. “Grenfell ha concentrato il mondo intero su prodotti combustibili”, ha affermato. Eventi catastrofici come l”incendio alla Torre Grenfell del 14 giugno 2017, cambiano il panorama dopo circa cinque anni. “Sono trascorsi tre anni da quell”orribile evento”, ha dichiarato Quayle, “sono state apportate alcune modifiche alle normative relative al rivestimento e alle porte tagliafuoco in composito (plastica), il resto deve venire”, ha aggiunto. Jussi Rupponen, di Palonet Ltd in Finlandia, ha presentato il liquido ionico come ignifugo per pannelli a base di impiallacciatura, citando la Classe B-s1, prestazioni. La ricerca di Palonet e Aalto University mirava a trovare una soluzione a basso costo per i ritardanti di fiamma con pannelli a base di legno. Il test – secondo gli standard giapponesi – ha visto un”impiallacciatura di 3 mm trattata con Palonet F1 comprendente una soluzione acquosa di acido bifosfonato, un”alcina amminica e facoltativamente un agente alcalino con acqua come solvente. L”impiallacciatura è stata applicata su una superficie di pannelli LVL e il prodotto è stato sottoposto a un test di combustione di 30 minuti. I risultati indicano che il tasso di carbonizzazione del LVL trattato con F1 è stato ridotto del 39% rispetto al LVL non trattato. Test su pannelli di particelle in cui i trucioli dello strato superficiale sono trattati con Palonet F1 prima della diffusione della resina MUF hanno rivelato che la resistenza alla flessione e il modulo di elasticità sono entrambi aumentati, mentre il tempo prima dell”accensione è quadruplicato. Un altro progetto si concentra sul compensato di betulla e spruzzando entrambe le superfici con Palonet F1. Ulteriori test si concentreranno sui tassi di carbonizzazione in scenari di incendi reali e sull”ottimizzazione della composizione e della concentrazione di F1. Un ulteriore studio incentrato sul fuoco di Sergej Medved dell”Università di Lubiana, in Slovenia, ha dimostrato che è possibile realizzare pannelli truciolari a tre strati in cui il ritardante di fiamma viene utilizzato solo nello strato superficiale. Burnblock ignifugo è stato utilizzato negli esperimenti. La presentazione finale della giornata è stata di Mark Irle dell”Ecole Superieur du Bois, in Francia, che ha affrontato il riciclaggio del pannello di fibre di scarto. Attualmente non esiste praticamente alcun riciclaggio commerciale di MDF. Esiste anche la questione dell”utilizzo dei residui agricoli, con Irle che suggerisce che la risposta potrebbe essere la bioraffineria su piccola scala. Si stima che nel 2018 siano stati generati 55 milioni di m3 di MDF di rifiuti globali (39 milioni di tonnellate), rispetto ai 100 milioni di m3 di capacità di produzione di MDF annuale globale ogni anno. I rifiuti, ha affermato Irle, rappresentavano “una risorsa significativa per la conversione in altri prodotti”. Il progetto Flexibi si è concentrato sulla miscelazione dei rifiuti delle piante di pomodoro (di solito bagnati e si degrada rapidamente) con l”MDF per mantenere il materiale asciutto e durare più a lungo, poiché l”MDF ha un contenuto di umidità relativamente basso. Lo scopo della ricerca è vedere se l”umidità può essere trasferita dai rifiuti agricoli ai rifiuti di trucioli di MDF e se ciò può stabilizzare la conservazione dei rifiuti combinati. “Possiamo sicuramente utilizzare i rifiuti MDF per risolvere questo problema di rifiuti agricoli”, ha affermato Irle. È in programma un secondo esperimento che utilizza rifiuti agricoli del 2019.

 
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