毕业论文8

黑龙江林业职业技术学院

毕业论文

论文题目:中密度纤维板生产技术分析学生:曾静

指导教师:王巍

专业班级:木材加工技术10—1

2012年7月

目录

1纤维板概论 (3)

1.1纤维板的发展及趋势 (3)

1.2纤维板物理性能 (4)

1.4纤维板的力学性能 (8)

1.5纤维板的其他性能 (9)

1.6纤维板生产工艺过程 (10)

2纤维制造 (11)

2.1原料准备 (11)

2.2木片制造 (12)

2.3纤维分离 (16)

3纤维处理 (18)

3.1施胶 (18)

3.2纤维干燥 (21)

3.3纤维分选 (22)

4铺装与热压 (23)

4.1板坯铺装 (23)

4.2板坯预压及输送 (26)

4.3热压 (27)

4.4连续式热压工艺 (28)

5后期处理 (30)

5.1冷却和调质(湿)处理 (30)

5.2裁边 (32)

5.3砂光 (32)

5.4分等检验 (32)

总结 (35)

参考文献 (36)

中密度纤维板生产技术分析

摘要:中密度纤维板是以小径级原木、采伐、加工剩余物以及非木质的植物纤维板原料,经切片、蒸煮、纤维分离、干燥后施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂,再经热压后制成的一种人造板材。其密度一般在500-880公斤/立方米范围,厚度一般为2-30毫米。在市场需求的推动下,科技进步使纤维板的产品性能和制造得到更高水平的发展。高设备的加工使得纤维板生产加快了步伐。高新技术的应用广泛,生产规模向大型化发展。品种结构不断变化,木材原料资源扩大。当今世界经济正以势不可挡的趋势朝着全球市场一体化、企业生存数位化、商业竞争国际化的方向发展,高性能产品的生产,有了新的竞争地位。

关键词:纤维板,生产工艺,处理

1.中密度纤维板概述

1.1中密度纤维的发展及趋势

中密度纤维板是以木材或其他纤维植物为原料,加工成纤维,施加或不加胶黏剂,经过成型、热压(或干燥)所制成的一种人造板。

1.1.1纤维板的发展状况

纤维板生产起源于纸浆造纸,而正规的纤维板工业起源于美国。1926年,在美国密西西比洲的劳雷尔建成了世界上第一座高质量硬质纤维板厂。1929年,瑞典开始生产硬质纤维板。1931年发明了连续式木片热磨机,促进了湿法硬质纤维板的发展,并使其成为纤维板的主要生产方法。1952年美国开始了干法纤维板的生产,其产品为两面光硬质纤维板。1959年捷克斯洛伐克建成了半干法生产纤维板的小规模试验工厂。进入20世纪60年代,以干法生产工艺为基础出现了中密度纤维板新产品,1964年美国建成世界上第一条中密度纤维板生产

线。

我国的纤维板工业起步较晚,解放前,除我国的台湾省曾有用甘蔗渣生产软质纤维板的先例外,其它纤维板生产尚属空白。纤维板生产开始于1958年,一开始利用土法设备制纤维板,后来逐渐进行技术改造,并自制和引进设备,陆续建立了一大批工厂。半个世纪以来,我国的纤维板工业已发展成为门类齐全、规模庞大的工业体系。近十几年来,我国的纤维板发展迅速,2004年的纤维板产量比2003年增加了38.3%,2005年的纤维板产量比2004年增加了32.1%。我国已成为世界中密度生产第一大国,截止到2004年底,我国已建成和在建中、高密度纤维板生产线达500余条,生产能力超过2000万m3。

我国已成为包括刨花板和纤维板在内的世界人造板生产第一大国,但还不是人造板生产强国。从整体情况来看,与发达国家还存在较大差距,主要表现在以下几个方面:第一,平均生产规模较小。第二,平均生产效率较低。第三,生产技术与装备水平整体上较落后。第四,产品规格品种比较单一。第五,产品合格率较低。第六,产品应用领域窄。

总之,我国的人造板工业还有许多亟待解决的问题,扩大生产规模,提升设备档次和技术水平,提高生产效率、产品质量和管理水平,乃是摆在本行业面前的一系列重要任务。

1.1.2纤维板的性能

纤维板的物理性能是表征板子质量好坏的重要指标。包括颜色、外观质量、密度、含水率、吸水性、吸湿性、膨胀性、吸音性、隔音性及甲醛释放量等。

板面颜色取决于树种、胶黏剂类型、树皮含量及热压工艺等因素。对于经过饰面处理的纤维板,该项性能已不显得那么重要。从外观衡量,纤维板应该是板面光滑平整,翘曲度小,四边平直,厚度均匀,无开裂、压痕、鼓泡等缺陷。

纤维板的密度一般是指平均密度,我们直接测到的是一块试件的密度,它是指所测试件的质量与体积之比。影响纤维板密度的因素是多方面的,但主要因素有:木材材种、施胶量和热压压力。

材质较软的木材可塑性大,热压时能使被胶接物之间接触更紧密,形成的胶合力较好。软材具有良好的压缩性,在热压过程中可以压的更实一些。因此,在同样热压条件下,用针叶材制成的板比用阔叶材制成的板更加密实。

胶黏剂的密度大于木材,且随着施胶量的增加,使被胶接物之间的结合点增加,板子中的孔隙减少,同时,因施胶量增加而提高了板坯的含水率,木材的塑性增加,容易压实。因此,随着施胶量的增加,会使密度变大。

热压压力也会影响到人造板的密度,压力越大,被胶接物之间接触的越紧密,形成的板子密度也越大。

纤维板的含水率系国家标准必测项目;纤维板对水的性质,系指它的吸水性、吸湿性及吸水、吸湿后的膨胀变形情况。

纤维板的力学性能是指纤维板抵抗外力的能力。包括静曲强度、弹性模量、结合强度、抗冲击强度、硬度、握钉力与握螺钉力等。

静曲强度是纤维板的必测项目。纤维板的静曲强度是指:在静弯曲载荷作用下,板子抵抗破坏的能力.在使用过程中,大多数情况下纤维板将承受静载荷作用,不管作水平部件使用,还是作垂直部件使用,只要承受载荷,就会产生弯曲应力,为此,要求纤维板必须具有足够的抗弯能力。可见,静曲强度是一个很重要的力学性能指标。

纤维板的静曲强度不仅与密度、碎料形态和施胶量有关,而且与板的含水率、结构和加压方式等因素有关。纤维板的密度越大,板内原料接触愈紧密,抵抗破坏的能力越强,它的静曲强度也愈高。优质的纤维比较完整,纤维之间的交织性能越好。随着施胶量的增加,板内原料间的胶结点增加,将使纤维板的静曲强度提高。板子的含水率对静曲强度也有影响,如软质纤维板的含水率每增加1%,静曲强度下降4%~10%。

纤维板的结构对板子强度的影响也很大,三层结构或渐变结构板具有含胶量大且结构密实的表层,而在静弯曲载荷的作用下,材料的表层恰恰是最大弯曲应力区,故三层板和渐变结构板的强度高于单层板。对纤维板进行贴面装饰后,将提高它的静曲强度,其强度增值幅度与贴面材料和胶贴质量有关。

加压方式对纤维板的强度也有影响,如平压法比挤压法的静曲强度要高的多。纤维板的静曲强度还与板厚度有关,厚度越大,板的静曲强度越低。

弹性模量是纤维板的测定项目。弹性模量是指在比例极限内应力与应变之间的关系,是表征纤维板刚性的性能指标。测定弹性模量的装置基本同于静曲强度,只是在压力作用面的另一侧安装一百分表,用以测定纤维板的挠度。

纤维板的弹性模量与静曲强度几乎成正比例关系,因此,影响纤维板静曲强度的因素同样会影响它的弹性模量。

内结合强度是中密度纤维板的必测项目。内结合强度是指,纤维板承受垂直于其表面的拉力作用时,板子内部抵抗破坏的能力。是衡量板内原料之间胶结强度的一顶重要质量指标。

纤维板的内结合强度主要取决于板子的密度、施胶量和板材的厚度等。板材的密度增加,尤其是芯层密度的增加,将使纤维板的内结合强度成正比例的增加。施胶量愈大,纤维板被胶黏剂覆盖的面积愈大,纤维之间的胶结能力则愈强,因此,随着施胶量的增加,板子的内结合强度将显著增加。随着纤维板厚度的增加,它的内结合强度将会下降。纤维形态等因素对板的内结合强度也有影响。

1.1.3用途

(1)、家具制造

纤维板可用于制造各种桌、柜、橱、床等家具,国内外生产的纤维板多用于家具制造。目前我国用于家具制造业的各种纤维板,占纤维板78.2%。

(2)、建筑材料

在建筑方面,纤维板可作地板、墙板、吊顶板、楼梯板及室内其它装修材料。定向纤维板在建筑方面还可以作水泥模板,水泥纤维板、石膏纤维板、粉煤灰纤维板在建筑上还可以做建筑构件等。建筑业是纤维板的第二大市场,有的国家用量可达一半以上。

(3)、车辆、船舶的内部装饰

作为汽车、火车、轮船的内部装修材料,是纤维板的又一应用市场。尤其是经过表面装饰处理的纤维板,在车辆、船舶的内部装修方面,应用更为广泛。

(4)、其它方面

在其它方面纤维板的用途也很广。如工业上:制各种操纵台、控制柜等。电子和轻工业:制电视机壳、喇叭箱、仪表盒等。运输业:制各种包装箱等。

1.2纤维板的生产工艺过程

2纤维制造

2.1原料准备

原料准备,系指在制造木片以前,根据原料状况、生产设备和工艺要求,对木材进行水热处理、剥皮及截断等准备工作。

2.1.1木材的水热处理

木材水热处理的目的是:①软化木材,增加木材的含水率,便于切削加工,提高合格木片的获得率。②经过水热处理的木材,还易于剥皮。

木材含水率对木片质量及获得率影响很大,含水率太低(如低于35%)和太高都会影响纤维质量。由此可见,木材含水率以35%~50%为宜。

木材的水热处理可在水泥砌的池子里进行。一般浸泡水温以40~60℃为宜。

2.1.2木材剥皮

(1).木材剥皮的目的

木材剥皮的主要目的:①提高板子的质量②增加板面的美观性③延长切削刀具的使用寿命。

(2).木材剥皮方法及设备

剥皮及剥皮设备:①剥皮操作时,尽量不要损伤木质部,否则影响出材率②要把树皮全部剥掉。

对木段剥皮设备的要求:①使用的设备应该效率高,动力消耗小②结构简单,

不受木段的树种、直径、长度、外形等影响,③还要节省人力。

木段剥皮分人工剥皮和机械剥皮。机械剥皮机按其工作原理可分为刀具切削型、摩擦型和冲击型三种。

2.1.3木材截断和劈料

根据生产工艺和设备性能的要求,把较长的木段截成一定长度,把直径过大、过宽的木料劈开。原木截断可以用圆锯、带锯等。

劈料可以用劈裂机劈开,也可用带锯冲开。量少时可以用手工斧劈开。

2.2木片制造

木片制造就是对原料进行初步加工,使之变成有一定规格和含水率的木片。

2.2.1对木片的要求

(1)木片的规格尺寸

制成的木片应符合规格,且大小均一。木片规格应在长15~35mm、宽15~25mm、厚3~5mm范围内。

(2)木片的切口质量

木片的切口要平整光滑,木片的切口应由刀片切断,而不是打断或撕裂。具有平滑切口的木片,不仅能减少被损伤纤维的数量,而且对分离成高质量的纤维都是很有利的。

(3)木片的含水率

木片的含水率以35%~50%为宜。

在纤维板生产中,木片的含水率对纤维分离的质量影响很大。

(4)木片的洁净性

木片应保持一定的洁净性,不得混入金属物和其它杂质,以保持纤维洁净,避免损伤后续加工机械和刀具。

2.2.2木片制造

采用不同的原料和生产设备,木片生产的工艺过程是不同的,下面是两种较典型的木片生产工艺流程。

2.2.3木片分选

木片分选,包括磁选、筛选、水洗和风洗。

(1)木片磁选

为了保证纤维分离设备的正常工作,利用磁铁装置,消除混在木片中的金属物,称之为磁选。目前,常用的磁选器有鼓式和轮式两种

(2)木片筛选

木片筛选是为了除去碎屑,并将过大木片分离出,以便再碎。

鼓式削片机本身带有筛板,具有筛选作用。但在实际生产中筛板不能完全起到这个作用,往往会混进一些与工艺要求相差甚远的粗大木片,应通过筛选分离出。盘式削片机的机床本身没有筛板,则必须进行筛选。

(3)木片水洗

木片水洗工艺多用于纤维板生产过程中。木片水洗工艺有许多优点,高效完善的水洗设备可以代替筛选、磁选以及浸泡等工序。水洗工艺不仅能简化工艺和设备,而且效果很好。

2.2.4木片再碎和贮存

(1)木片再碎

木片分选后,分离出一部分过大木片,其木材质量是较好的,只是尺寸过大。若弃之不用,会浪费木材资源,且使木材利用率降低。因此,要对这部分过大木

片进行再碎加工,并予以利用,以加工出高质量的纤维

(2)木片运输

在中密度纤维板生产过程中,木片运输(纤维运输)工作量非常大,运输设备的种类繁多。现介绍几种常用的运输装置:

气力输送装置可用于木片、纤维的运输,干、湿料均可。

它的主要优点是:设备简单、结构紧凑、占地面积小,不受场地限制,能充分利用空间,可灵活布置,适合于室内外各种运输场合。但运输成本较高,且应密封好,否则,易造成空气污染。

(3)木片贮存

为保证木片的连续供应(有些情况下调湿需要),木片应有1~2天的贮存量。木片贮存在削片与纤维分离两个工序间还能起到连接和缓冲

2.3纤维分离

纤维分离是中密度纤维板生产中的一道重要工序。纤维分离,又称制浆、解纤,是指将植物纤维原料分离成细小纤维的工艺过程。

纤维分离的目的就是:通过一定方法将纤维分离,以增加其比表面积,为增强纤维板中纤维之间的结合力创造良好的条件。同时也有利于防水剂及添加剂分布均匀。

纤维分离的要求是:在纤维分离过程中,既要将纤维分离地细一些,分离成单体纤维最好,以提高纤维间的结合力,又要尽可能使纤维少受损伤,保持完整的纤维形态,以保持纤维的强度。

原料软化其目的在于使纤维原料的胞间层物质软化或部分溶化,从而使纤维间的结合力受到削弱,使整个纤维原料变得膨润松软,提高纤维原料的塑性,为纤维分离创造条件,降低纤维分离时的动力消耗,缩短分离时间,减少纤维在分离时的操作难度,提高纤维的质量。

加压蒸煮可分为蒸汽蒸煮和水蒸煮两种。前者蒸煮器内水量为绝干木片质量的1~1.5倍,后者蒸煮器内水量为木片绝干质量的3倍以上。加压蒸煮的工艺条件主要是温度和时间。蒸煮温度高低和时间长短直接影响浆料质量、纤维得率和纤维分离时的动力消耗。在一定范围内,温度越高,木片塑性越好。分离的纤维质量越高,产品强度越大。

选择蒸煮工艺条件时,应根据生产条件,对树种、纤维质量、纤维得率、电耗、纤维板质量及废水处理等因素加以综合分析。热磨法制浆时,预热温度应在165~180℃左右,预热时间应使木片温度升至木质素软化点所需要的时间。但目前多数纤维板厂的预热时间只有1min左右。这样短的时间热量很难传到木片内部,木片软化不充分,影响纤维分离质量和产量。

目前,新型热磨机都趋向于降低预热温度到160℃以下,使预热时间延长到5~7min,在低温度下使木片充分预热,分离的纤维质量更好。

原料经软化处理后,即可进行纤维分离。热磨法纤维分离(制浆)是对木片加热和研磨同时进行的方法。这种方法纤维损伤很少,动力消耗低,纤维分离效果较好。

热磨法纤维分离工艺较复杂,只有适当的选择工艺参数,才能生产出优质的纤维。木片质量要求木片大小整齐,应除去砂石和金属等杂质,木片的含水率应为35%~50%。木片含水率太低,软化处理效果不好,纤维分离难度大,且易出现粗短和过细纤维。木片含水率太高,不仅给干燥工序增加负担,而且给施胶和铺装带来困难。进料要求均匀,量要适当,在满足热磨机工艺要求的条件下,供料要连续稳定。进料过多,会产生堵塞现象,分离出的纤维太粗,动力消耗增加。进料太少,又会使生产率降低,也不利于保持均一的质量,并容易造成反喷现象。由于原料树种、木片大小及含水率、磨片磨损程度经常有变化,所以,应根据上述变化适当地调整进料量。预热蒸煮温度要求有一定的饱和蒸汽压力,以保证木片的预热温度。饱和蒸汽压力应保持在0.8~1.2MPa的范围内。针叶树材170~175℃,阔叶树材160~165℃热磨阔叶树材时,温度可以降至150~160℃。

设备技术参数热磨机的技术参数,主要指单位压力、磨盘间隙和磨片锋锐程度。磨盘间隙一般为0.1~0.2mm,具体磨盘间隙大小以接近纤维直径2~4倍为宜,过大或过小,都会影响纤维分离的产量和质量。

排料情况要求排料均匀,排料次数与排料阀的行程都会影响排浆效果。排料次数过多,阀门开启过大,研磨时间短,分离的纤维粗大,碎木片含量多,多数呈游离状浆料,且浪费蒸汽。反之,则研磨的时间长,分离的纤维呈短细状,易产生粘状浆料,且增加电机负荷。排料阀一般每分钟开启50~70次,开启程度为10~12mm左右。对于连续式排料方式,要注意控制排料孔口开启适度。

3.纤维处理

3.1施胶

施胶是指向纤维中施加一定量的胶黏剂,并拌合均匀的过程。同时,还要按工艺要求,加入一定量的防水剂和其它添加剂。施胶是中密度纤维板生产中的关键工序之一。

合成树脂胶的耐水性、耐腐性及胶合强度均优于蛋白质胶。就耐水性、耐老化性等综合性能来看,脲醛树脂胶稍差,但这种胶黏剂成本较低,热压性能良好,能保持木材本色,便于染色、油漆等,是制造室内用板的良好胶黏剂。这种胶黏剂在加入固化剂的情况下,还可冷压胶合,制板的灵活性还是较高的。酚醛树脂胶和三聚氰氨树脂胶的耐水性、耐腐性、耐气候性都很好,是制造室外用板的良好胶黏剂,但成本较高。异氰酸酯胶黏剂的价格较贵,但使用这种胶黏剂能减少施胶量,缩短热压时间,其胶合强度也很高,固化胶层的韧性较好,易于切割。异氰酸酯胶黏剂是一种无水、无溶剂型胶黏剂,在压制板子时,能使板坯芯层含水率大大降低,可减少鼓泡、分层等缺陷,不过采用的压力应高一些。

脲醛树脂胶通常都将其调至中性或弱碱性条件下贮存。若直接用这种树脂胶制板,由于其固化速度较慢,不能在预定的时间内迅速固化,将影响产品胶合质量和产量。因此,在使用前要进行调制。所谓调制,是指向脲醛树脂中加入固化剂和某种助剂并搅拌均匀的过程。调制后的脲醛树脂胶,能够在一定的热压工艺条件下,迅速形成不溶、不熔的末期树脂,使板子达到一定的胶合强度。

对脲醛树脂胶性能的要求:第一,固体含量要高。一般要求胶黏剂的固体含量在60%左右。第二,粘度要低。中密度纤维板用胶应具有较大渗透性,其粘度应更低一些,大约为(20~50)×10-3Pa·s。第三,要有一定的活性期。中密度纤维板生产中,多采用先施胶后干燥的工艺路线,其用胶的活性期应在24h以上。第四,固化速度要快一些。中密度纤维板用胶一般为60~90s。第五,游离甲醛含量要低。除了选择游离甲醛含量低的胶黏剂以外,在调制过程中加入一些具备“捕醛”功能的材料也很有必要.

中密度纤维板用胶:

外观乳白色液体

pH7.0~7.5

固体含量(50±1)%

粘度(25±5)×10-3Pa·s

固化速度90~120s(100℃)

游离甲醛含量<0.3%

活性期24h以上(25℃)

水溶性3~4倍(20℃蒸馏水)

密度 1.20±0.05(g/cm3、20℃)

脲醛树脂胶的调制工艺脲醛树脂胶的调制工艺有两种:一种是先加后调,一种是先调后加。所谓先加后调,是指将固体氯化铵配制成浓度为20%~30%的水溶液,按比例直接加到纤维中去,在搅拌或运输过程中与胶黏剂混合,起到调制作用。这种固化剂加入方法过去曾大量采用,由于其均匀性较差,目前已很少使用。所谓先调后加,是指先将固化剂配制成浓度为20%~30%的水溶液,再按比例加入到树脂中,搅拌10min,放置10~15min,待树脂的pH值稳定后便可使用。这种方法直接将调制好的胶黏剂加到原料中,胶黏剂与固化剂混合均匀,效果较好,目前采用较普遍

中密度纤维板在使用过程中,受外界条件影响时含水率变化而产生胀缩现象,从而影响其尺寸稳定性,甚至会破坏其胶合强度。为此,生产中不仅施加胶黏剂,而且要加入防水剂,以提高其防水能力。

防水剂属于憎水物质,加入后可部分的遮盖原料表面,隔离水分与原料的接触面,堵塞水分通道,从而降低纤维的吸水、吸湿机能,提高产品的尺寸稳定性。

防水剂的种类很多,如石蜡、沥青、干性油等。目前多数厂家均以石蜡为防水剂。

3.2纤维干燥

热磨机排出的纤维含水率大致为50%左右,加上施胶带入系统的水分,使纤维含水率可高达60%以上,而后续工序要求纤维的含水率为8~11%,所以纤维必须进行干燥才能输送和成型。根据纤维的特点而采用纤维气流干燥。

湿纤维在管道中的平均悬浮速度v悬=8.5m/s,湿纤维的干燥温度为干燥介质的进口温度。一级干燥工艺温度为250~350℃;二级干燥工艺:第一级:180~220℃,第二级:140~160℃。湿纤维气流速度v气=(1.3~1.5)v悬

一般热介质与纤维的混合比为12(m3)=1(kg)生产中气流速度一般为20~30%。纤维的初含水率高,可以采取较高的干燥温度。反之应采取较低的干燥温度。

目前中密度纤维板干燥的设备多为直管型气流干燥管道。这是最简单的一种型式,其主要干燥管道为直管,管经在1m以上常用的管经为800~1200mm,管道长度一般为90m以上常用的长度为98~100m。其特点是设备结构简单,容易加工,投资少,因此采用较多。但是,管道即长又高,纤维干燥的质量不够均匀,热效率较低。

3.3纤维分选

分选是将规格尺寸不同的纤维分离开的过程。在中密度纤维板生产中又称为纤维分级。

分选包含两个方面的内容:一是分离出不合格的纤维。在纤维制造过程中,无论采用那种加工设备,都不可避免的受到原料状况、设备精度、参数调整及操作情况等因素的影响,使制造出的纤维规格尺寸经常不一致。同时,经过干燥和多次运输后,还会产生一些碎屑。二是合格纤维分级,将粗大料和细小料分离开。随着生产的发展和产品用途的扩大,人们越来越重视板子的表面质量,在三层或渐变结构板的生产过程中,要把细小料铺在板坯的表面,而把粗大料铺在板坯芯层。

分选的方法有:机械分选和气流分选两种。

(1)机械分选

机械分选是利用地心引力和某种惯性力的作用,使规格尺寸不同的纤维,分别通过不同网眼的筛网得到分离。

机械分选容易掌握和调整,只要改变筛网的规格,便可以按几何尺寸进行分选。但只能纤维的平面尺寸分选,当其厚度或密度不同时,它是无法区分开的。利用这种分选设备,无法得到规格和厚度完全均匀的表层料,不容易控制板面质量。

(2)气流分选

气流分选是利用气流对大小纤维的作用力不同而将其分开的。细小的纤维比表面积大,受到气流的作用力大,而粗大纤维的比表面积小,受到气流的作用力小,因而,在气流的作用下能将其分离开。气流分选还能将密度不同的纤维分离

开。

在中密度纤维板生产中,纤维分选过程称为纤维分级,也是利用气流对不同比表面积和不同密度的纤维作用力不同而进行分离的。通过纤维分级,将粗、细纤维分离开,使细纤维分布在板坯的表面,而粗纤维分布在板坯中层,对提高产品质量具有重要意义。

气流分选不仅能对纤维的平面尺寸进行分选,而且能区分出厚度和密度不同的纤维。但它是靠调节风量和风压来达到分选要求的,因此,合理的调整风量和风压是一个比较难的问题。

4铺装与热压

4.1板坯铺装

板坯铺装又叫成型,是指在胶压前,通过一定的方法将施胶纤维铺成一定规格、质量和结构的均匀而松散的板坯的过程。板坯铺装有两个工艺过程:纤维计量和板坯铺装。

铺装设备即铺装机。按照不同的分类方法,可分成不同类别。按铺装机工作时的相对位置,可分为固定式铺装机和移动式铺装机,前者在工作时设备不作整理位移,而后者是在轨道上运动过程中完成铺装工作。按操作方式分类,可分为周期式和连续式两种,周期式铺装机每铺完一块板坯后,都要停歇一段时间,工作和停歇交替进行,铺成的板坯可以是单块独立的,也可以连成板坯带。连续式铺装机的工作是一个连续不断的过程,它能铺成连续的板坯带。按铺装板坯的结构可分为:单层铺装机、三层铺装机和渐变结构铺装机。按铺装动力可分为:机械式铺装机、气流式铺装机和静电式铺装机。

4.2板坯预压

板坯预压是指,在室温下将松软的板坯压缩到一定的密实程度。

铺装好的板坯结构疏松,纤维间隙内充满空气,不利于输送和热压,通过预压可达到下述目的:首先是使板坯密实而具有一定的支承强度,防止运输、装板等过程中因颠簸或振动而发生断裂和边部松塌现象。其次是减小板坯厚度,以减小热压机的压板间隔,缩短柱塞长度,降低压机高度;减少热压辅助时间,提高生产率。最后是排除板坯内的部分空气,防止热压机闭合时由于大量空气冲出而损坏板坯的边缘。

预压的工艺参数是压力和时间。在一定的条件下,板坯的压缩程度主要取决于预压压力。随着压力的增加,板坯厚度逐渐减小。但当压力增大到一定值时,再继续提高压力,板坯厚度减小甚微。在中密度纤维板生产中,由于板坯更蓬松,弹性更大,因此,预压的压力应该高一些。压力一般为 1.8~2.0MPa预压时间的长短,对板坯的最终厚度影响不大,往往由生产流水线的节拍而定,一般取10~30s。

4.3热压

热压是指在一定的温度和压力作用下持续一段时间,将板坯压制成一定密度和厚度的板子的过程。热压是中密度纤维板生产中最重要的一环,在很大程度上决定了产品的质量,且反映了整个生产线的生产率。主要讨论用周期式平板压机生产中密度纤维板的生产工艺和有关设备问题。

中密度纤维板中的纤维之间结合,除主要靠纤维表面上的胶黏剂胶合外,还存在着纤维之间的结合力,如木素、半纤维素的胶合力,纤维素之间的氢键等作用力等。因此,热压就是创造条件,使上述结合力向最佳状态靠近,来制成我们所需要的产品。

热压的方法是多种多样的,可分类如下:

据加热板坯的方法分类

接触加热板坯直接与热压板接触,热压板以热传导的形式向板坯传递热量。这种方法应用最多。

高频加热板坯处在高频电场下,靠板坯本身内部的介质加热。这种方法很少单独使用。

接触——高频联合加热这种方法是上述两种方法的综合,目前已有应用。

喷蒸加热用高温高压水蒸气喷射板坯,对板坯加热

中密度纤维板的热压工艺曲线,就是在一定的热压温度下,压力与时间的关系曲线。由于实际生产状况不同,热压工艺曲线也是不同的,但各主要过程是不可缺少的。现举例说明周期式压机的热压工艺曲线,见图4—34。

整个热压曲线大致可分为下列几个阶段:

T1:装板时间。是指将板坯送入热压机的整个过程所占用的时间。

T2:闭合时间。热压板由张开状态到全部闭合。此时板坯上仍未受到压力作用。

T3:升压时间。压板压紧板坯后,压力升到最高预定压力Pmax。

T4:保压时间。在最高压力下,保压一定时间,使胶黏剂固化。

T5:降压时间。压力从最高降到零。为了避免鼓泡现象的发生,可采用分段降压法,即当压力降至某一值后,再保压一定时间,然后压力下降为零,这就是两段降压法。也可以采用三段降压法。

T6:压板张开时间。热压板由闭合状态到全部张开。

T7:卸板时间。将压制好的板子从压机中卸出所占用的时间。

单层压机每个工作周期只能压一块板子,工作过程较简单,一般由板坯输送装置直接将板坯送入压机中,同时将压好的板子运出压机。可同铺装机等共用一台输送装置

5.后期处理

5.1冷却和调质(湿)处理

5.1.1板材冷却处理

在早期生产中,曾提倡过板材热堆放工艺,就是将热压后的板子堆垛于一起,目的是利用板内的余热,使胶黏剂进一步固化。这种方法对于过去使用的慢速固化胶黏剂还是比较适用的,从缩短热压周期、提高产品质量的角度看很有意义。而目前,中密度纤维板生产中普遍采用了快速固化胶和高温高压的热压工艺,胶黏剂的固化速度很快,在热压过程中就已经基本上完全固化,板材热堆放已失去意义。而且胶黏剂在长时间较高的温度下容易水解,影响板子的质量。因此,板

材热堆放的方法已基本被淘汰。而目前的纤维板生产中,板材冷却处理工艺却得到了普遍应用。

板材冷却是指采用专用冷却装置,在预定时间内,将从压机中卸出的板子冷却至60℃以下。

(1)冷却处理的目的

刚从热压机中卸出的板子,温度高且不均匀,一般表层温度为150~190℃,芯层温度为105~130℃。根据实验,热压后的板材直接堆放14h后其内部温度才降到67℃。从热压机中卸出的板子含水率也有很大差别,一般表层含水率为2%~4%,芯层含水率要高的多。采用冷却工艺,可以做到以下几点:能提高板子质量

改善车间内的操作条件

有利于实现连续化和自动化生

冷却处理的方法及设备

对板材进行冷却处理,可以采用强制通风冷却方法也可以采用自然通风冷却的方法。目前多采用后一种。

常用的是翻板冷却装置又称为星形冷却器。它主要由翻板架、滚筒运输机和翻板驱动装置等组成。

翻板冷却装置是一种自然通风冷却的冷却装置,顶部装有排气罩,用轴流式风机将排气罩内的气体抽到室外,使排气罩下的板子在自然风流作用下得到冷却。翻板架呈星形辐射状,每个间隔内装一块板子。翻板架的转动是依靠液压缸的活塞推动来实现的。小型冷却装置还要借助于棘轮机构来实现平衡停车,而大型冷却装置则靠自重来实现平衡

5.1.2板材调质(湿)处理

冷却后的中密度纤维板含水率较低,且分布不均衡。冷却后板表层含水率为2%~3%,芯层为6%~7%。当产品与大气相接触时,会吸收空气中的水分,直到接近并与大气湿度相平衡。然而由于各部位的不均匀吸湿,板子极易产生翘曲变形。为此,有的中密度纤维板生产线上,还设有调质(湿)处理工序,通过调质(湿)处理,使板子的含水率达到一定值,且分布趋于均衡,以防止产品翘曲变形。

调质(湿)处理通常有两种方法:一种是自然调湿,主要用于脲醛树脂胶制品。具体方法是将冷却后的板子堆成堆垛,用叉车送进热贮存区堆放48~72h,使板内水分均匀分布并与大气湿度趋于平衡。另一种是调湿处理,主要用于酚醛树脂胶制品。它是将板存放在70~80℃、相对湿度75%~90%的循环空气处理室中处理5~6h,使板子的含水率达到7%~8%。在处理过程中吸入板中的水分分布还是不均匀的,一般需2~3天的时间才能达到均匀

5.2裁边

裁边就是将毛边的板子锯成符合规格尺寸要求的板材的过程。

5.2.1裁边的目的和要求

裁边过程包括裁边和截断。对于小幅面的毛边板,只是按规格尺寸要求裁掉参差不齐、疏松质劣的板边即可,使之成为边缘整齐的矩形板。对于大幅面板子,在裁边的同时还要按规格尺寸要求截断,使之成为1220×2440mm的小规格板。

裁边要求:裁完边的板子必须四边平直整齐,裁口要光滑,不得出现毛刺、烧焦和原料脱落等缺陷。其长、宽尺寸偏差不得出现负值,边缘不直度和直角偏差不得超过国家标准的允许值。裁边顺序为:先纵向裁边,后横向裁边。裁边余量一般为25~50mm(单边),最少为15mm。

5.3砂光

板材裁边后,要进行板面砂光处理。对板面进行砂光处理,是中密度纤维板生产中的最后一道生产工序。

5.3.1砂光的目的和要求

板材砂光的主要目的是:减小板子的厚度公差,消除板面缺陷,使板子厚度均匀,表面光滑平整,便于使用和进行表面装饰。

热压后的中密度纤维板存在程度不同的厚度公差,且板面存在一定的不平整度,有时还存在压痕,且有一定的预固化层。预固化层结构疏松,密度较低,影响板子性能和板面质量。因此,采取板面砂光处理工艺。

裁边后的中密度纤维板,无论是否已经过冷却处理,都不宜马上砂光。板材在砂光前,应平整堆放48~72h

5.3.2砂光设备

砂光机的类型较多,有辊式砂光机和宽带式砂光机两大类。

宽带式砂光机比辊式砂光机性能优越:第一,砂光质量好。第二,生产效率高。第三,砂带的使用寿命长,更换较为方便,能缩短非生产时间。目前中密度

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