專利名稱：?jiǎn)螌訜釅簷C(jī)中密度薄板平壓法及裝置的制作方法
〔所屬技術(shù)領(lǐng)域〕本發(fā)明屬于中密度薄板加工方法及裝置，特別是用單層熱壓機(jī)生產(chǎn)中密度薄板的方法及裝置。
〔背景技術(shù)〕目前國內(nèi)外生產(chǎn)中密度纖維板2.5～8mm薄板幾乎都是采用連續(xù)式熱壓機(jī)設(shè)備及工藝生產(chǎn)，其核心設(shè)備---連續(xù)式熱壓機(jī)均由德國的siempelramp.kusters.dieffembacher.bison四大機(jī)械制公司提供。各公司生產(chǎn)的連續(xù)式熱壓機(jī)，在結(jié)構(gòu)上和主要格局上相似，技術(shù)指標(biāo)相近，工作原理一樣，制造技術(shù)十分精湛，互換性好，性能可靠，并且各自都擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，加之連續(xù)式熱壓機(jī)的結(jié)構(gòu)、供熱、材質(zhì)和制造也有許多特殊要求，致使我國目前沒有能力生產(chǎn)連續(xù)式熱壓機(jī)。我國的中密度纖維板的生產(chǎn)工藝技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量與規(guī)格品種處于落后階段，生產(chǎn)薄板工藝是用中厚板經(jīng)過砂削來形成2.5～8mm厚度的薄板，生產(chǎn)成本較高，環(huán)境污染嚴(yán)重。
〔發(fā)明目的〕本發(fā)明的目的是針對(duì)上述背景技術(shù)問題而創(chuàng)造一種用單層熱壓機(jī)生產(chǎn)中密度薄板的方法。
〔發(fā)明的內(nèi)容〕本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。包括原料制備、熱磨、調(diào)供膠、鋪裝成型、熱壓、完成工序，其特征在于纖維干燥終點(diǎn)含水率8～14％，熱壓機(jī)壓力高于生產(chǎn)中厚板，熱壓機(jī)的閉和、加壓、張開時(shí)間比中厚板時(shí)間短、熱壓溫度為160～200℃。其特征還在于熱壓壓力2～3.5mPa，熱壓時(shí)間30～80秒，壓機(jī)閉合時(shí)間為3秒，壓機(jī)升壓時(shí)間應(yīng)小于6秒，壓機(jī)卸壓時(shí)間應(yīng)大于10秒，熱壓機(jī)壓板張開時(shí)間小于4秒。還具有特征在于調(diào)供膠工序的膠粘劑的固化時(shí)間90～130秒，施膠量大于200kg/m3，用涂4杯測(cè)量粘度為16～23秒，熱磨工序木片蒸煮溫度為135℃～175℃、臥式蒸煮蒸煮時(shí)間為15～45min。完成工序翻板冷卻后，薄板成品縱橫向鋸邊，鋸片轉(zhuǎn)速為6500～7100r/min之間。
用于上述的單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法的裝置，包括真空氣流鋪裝成型鋪裝室、熱壓機(jī)，其特征在于鋪裝室外的掃平輥可以呈腰鼓形，其傾角為1°～5°之間；熱壓機(jī)的上熱壓板裝有不銹鋼襯板。
通過多次實(shí)驗(yàn)得出熱壓前板坯含水率在8～14％壓制出來的中密度薄板表面質(zhì)量及物理力學(xué)性能符合薄板物性。由于熱磨機(jī)剛排出熱纖維含水率加施膠時(shí)增加水份，干燥前濕纖維含水率在70～80％，這種濕狀態(tài)的纖維無法均勻鋪裝成型。因此，濕纖維需要干燥到一定范圍以符合鋪裝成型未經(jīng)預(yù)壓板坯含水率工藝要求板坯加濕。
在中密度纖維板，即MDF薄板的生產(chǎn)中，熱壓機(jī)是主要生產(chǎn)設(shè)備之一。本發(fā)明主要就是對(duì)MDF薄板熱壓工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來獲得理想的產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)MDF薄板的過程中，熱壓溫度對(duì)成品的靜曲強(qiáng)度(MOR)的影響較大。在180℃以下隨熱壓溫度升高成品板的靜曲強(qiáng)度隨之提高，但當(dāng)溫度過高時(shí)引起纖維的變性及結(jié)合力下降導(dǎo)致成品板MOR下降。因此，本發(fā)明熱壓溫度控制在160～200℃范圍內(nèi)。
熱壓壓力主要用來克服板坯在熱壓過程中產(chǎn)生的摩擦力即反彈力，其大小與原料，纖維的分離度，纖維的含水率，施膠方式與施膠量，熱壓溫度，加壓方式及加壓速度等因素有關(guān)。在熱壓壓力增加、纖維交織力、緊密度增加、彈性恢復(fù)減少，且易于傳熱。但過高壓力造成成品板斷面密度梯度。同時(shí)，會(huì)造成水蒸汽難以蒸發(fā)，而延長熱壓周期。本發(fā)明MDF薄板的熱壓壓力為2～3.5Mpa，在這個(gè)范圍內(nèi)，壓力提高有利于改善板的物理力學(xué)性能。這與生產(chǎn)厚板熱壓壓力相比要稍高。
無論采用多少溫度和壓力都要一定時(shí)間來保證膠料的固化。熱壓時(shí)間也是關(guān)鍵的熱壓工藝參數(shù)。熱壓時(shí)間的確定與膠料性能，纖維質(zhì)量，板坯含水率，熱壓溫度壓力，熱壓方式，以及板坯厚度等有關(guān)。熱壓時(shí)間延長，成品板的MOR增大，但過長反而下降，熱壓時(shí)間對(duì)成品板的IB影響趨勢(shì)與對(duì)成品板的MOR影響一致。其對(duì)成品板吸水厚度膨脹率(T秒)影響呈下降趨勢(shì)。除此之外，熱壓機(jī)的閉合、升壓、卸壓及壓板張開等這些輔助時(shí)間，對(duì)MDF薄板的產(chǎn)量、性質(zhì)、質(zhì)量以及斷面結(jié)構(gòu)也有顯著影響。
MDF薄板成品的翻板冷卻；縱、橫鋸邊與中厚板的后期處理大致相同。僅對(duì)其鋸切速度要求高于中厚板。
〔發(fā)明效果〕本發(fā)明生產(chǎn)的中密度薄板各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到了GB/T11718-1999室內(nèi)型物理力學(xué)性能指標(biāo)技術(shù)規(guī)范要求。采用桉樹為原料樹種為例，產(chǎn)品規(guī)格為(長×寬×厚)2440×1220×(2.5～8)mm，板厚度名義尺寸3mm，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11718-1999的各項(xiàng)指標(biāo)性能檢測(cè)薄板的物理力學(xué)性能。經(jīng)國家技術(shù)監(jiān)督局云南省產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表
發(fā)明還具有明顯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。從德國進(jìn)口一臺(tái)50000m3m2的中密度板連續(xù)式熱壓機(jī)，離岸價(jià)高達(dá)5600多萬元。相同的投資，可購買本發(fā)明10條生產(chǎn)線。使用連續(xù)熱壓機(jī)生產(chǎn)中密度薄板機(jī)的生產(chǎn)需要幾萬立方米以上原料，對(duì)資源要求很高。而我廠提供的生產(chǎn)線中主要設(shè)備——單層熱壓機(jī)，單機(jī)年產(chǎn)量5000m3可組合為年產(chǎn)量5000～30000m3的生產(chǎn)線，可以因地制宜，適用地域廣泛。本發(fā)明對(duì)于原有刨花板生產(chǎn)線來講許多設(shè)備還可再利用，投資可大大節(jié)省。生產(chǎn)的成品板兩面光滑平整、不用砂光，與需砂光量達(dá)8％的生產(chǎn)設(shè)備相比，不僅節(jié)省砂光機(jī)的投資，還節(jié)約了能源，保護(hù)了環(huán)境。


圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
圖2為熱壓曲線圖。
圖3為掃平輥示意圖。
實(shí)施例木片制備通過人工剝皮的桉樹原木，經(jīng)過削片機(jī)切削的木片以長16～30mm；寬15～25mm；厚3～5mm；作為標(biāo)準(zhǔn)木片。通過篩選的木片組成如表，作為本工藝生產(chǎn)用木片。木片含水率40～60％；木質(zhì)切削的木片大小合格、均勻、切口勻整平滑。
熱磨(纖維分離)工藝木片在一定的蒸汽壓力下，臥式蒸煮的蒸煮時(shí)間為40min、蒸煮溫度為105℃、蒸煮使木片軟化，便于纖維的分離。蒸煮過的木片進(jìn)入熱磨機(jī)磨室體內(nèi)，進(jìn)行纖維分離。熱麻機(jī)制得的纖維濾水度控制在一定范圍，符合工藝要求。施蠟為改善板的耐水性，借助柱塞泵，將熔融石蠟噴入熱磨機(jī)排料管道中處于高速懸浮分散狀態(tài)的熱磨纖維上。使石蠟均勻分布到纖維上。施加量為1.5～2.2％(為絕干纖維重量比)。石蠟熔點(diǎn)48～58℃，石蠟含油量不超過1.3％，絕干纖維石蠟用量1.5％施膠供膠工序采用先施膠、蠟后干燥的生產(chǎn)工藝。膠粘劑的固化時(shí)間90～130秒，固體含量50％，保存期30d以上，施膠量大于240kg/m3，粘度19秒(涂4杯)。本工藝此工藝具有施膠均勻，板面不會(huì)出現(xiàn)膠斑，但干燥后纖維含水率比先干燥后施膠纖維含水率要高。這就要求，樹脂在高溫纖維干燥時(shí)，膠料不會(huì)產(chǎn)生提前固化；與防水石蠟有較好的混溶性。纖維干燥采用二級(jí)管道干燥機(jī)。前段即加速段，管道直徑稍小，在此段濕纖維含水率較高，要求此段熱空氣流速也高。濕纖維在自身慣性下流動(dòng)和翻滾。濕纖維與熱空氣有較大速度差。導(dǎo)致濕纖維水分快速汽化、含水率快速降低。管道后段即加熱段，此段管道內(nèi)徑略有加大，熱空氣流速較前段減小。此段的管道長度占管道總長的80％。以保證纖維有較長的管道滯留時(shí)間，獲得較好的纖維，避免因過熱而損壞纖維和膠粘劑提前固化。同時(shí)強(qiáng)以減少著火的機(jī)率。本工藝?yán)脽嵊妥鳛楦稍餀C(jī)加熱空氣的介質(zhì)熱載體，采用的熱油溫度在150～180℃，熱介質(zhì)與纖維的混合比12(m3)∶1(kg)，纖維在管道內(nèi)的停留時(shí)間3.7秒，管道內(nèi)氣流速度18～32m/秒，纖維干燥終點(diǎn)含水率13％。在纖維干燥過程中，帶膠纖維粘附在管壁上，由于長期的高溫作用，逐漸熱解炭化，形成易燃物，同時(shí)，干燥段高溫的纖維也處于極易著火的狀態(tài)。在偶然發(fā)出火星或產(chǎn)生靜電火花。會(huì)引起整個(gè)管道物料的燃燒。為避免火災(zāi)發(fā)生，生產(chǎn)工藝上在干燥管道上裝配火花探測(cè)控制系統(tǒng)。經(jīng)過干燥的纖維運(yùn)送到干纖維料倉中保存。鋪裝成型經(jīng)過干燥的纖維在纖維貯存料倉作短暫存放后，由料倉的輸送鏈均勻向前輸送。由運(yùn)送設(shè)備送到鋪裝機(jī)進(jìn)行鋪裝，鋪裝室外的掃平輥呈腰鼓形，1為軸頭組合，2為筒體，3為輥針，4為軸頭組合，其傾角α為3.5°。鋪裝的板坯厚度為65mm，刮平量20％(板坯厚度)，鋪裝板坯兩邊稍高，中間稍薄，鋪裝板坯采用板坯稱對(duì)板坯的重量進(jìn)行計(jì)量，重量在1.4kg。調(diào)整鋪裝機(jī)的鋪裝速度，適宜生產(chǎn)的需要。預(yù)壓鋪裝成型后的板坯比較蓬松，厚度大，板坯內(nèi)留有空氣，在熱壓時(shí)會(huì)有大量空氣外逸沖破板坯。因此，需壓實(shí)使板坯具有一定密度，便于板坯運(yùn)輸。橫鋸、裝板時(shí)不會(huì)斷裂和破損，同時(shí)，可提高熱壓速度，提高產(chǎn)量。本工藝所使用的是連續(xù)式多輥預(yù)壓機(jī)，預(yù)壓時(shí)最大壓力230kg/cm3，板坯保壓時(shí)間7秒，板坯平壓時(shí)間20秒；板坯預(yù)壓壓縮率70％，預(yù)壓后板坯寬度方向伸張5％。預(yù)壓后對(duì)符合工藝要求的板坯，由廢板坯回收系統(tǒng)回收到料倉再次利用。板坯縱、橫鋸裁鋪裝的板坯帶，經(jīng)預(yù)壓后邊部不夠整齊，甚至呈板散狀。為使板坯滿足快速短周期熱壓機(jī)熱壓板幅面要求，進(jìn)一步提高原料的利用率，必須對(duì)板坯帶進(jìn)行縱向齊邊及橫向截?cái)?。在板坯橫切時(shí)，橫截分速度必須等于運(yùn)輸帶的速度。板坯運(yùn)輸齊邊、橫截后的板坯，為便于熱壓機(jī)熱壓提高各個(gè)設(shè)備利用率，加速運(yùn)輸機(jī)使板坯之間距離增大，提高熱壓機(jī)的工作效率。運(yùn)輸機(jī)高速與低速切換用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)。這有利于濕板坯在速度切換時(shí)運(yùn)輸比較平穩(wěn)。熱壓本工藝主要對(duì)MDF薄板熱壓工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來獲得理想的產(chǎn)品質(zhì)量。熱壓工序采用單層平壓，熱壓板的加熱介質(zhì)為熱油或蒸汽，熱壓溫度選取熱壓溫度為180℃。因生產(chǎn)MDF薄板纖維含水率較生產(chǎn)中厚板的高。所采用的膠粘劑為尿醛膠。熱壓壓力本工藝MDF薄板的熱壓壓力2～3.5mPa，在這個(gè)范圍內(nèi)，壓力提高有利于改善板的物理力學(xué)性能。熱壓時(shí)間工藝的熱壓曲線所示熱壓時(shí)間60秒，壓機(jī)閉合時(shí)間為3秒，壓機(jī)升壓時(shí)間應(yīng)小于6秒，壓機(jī)卸壓時(shí)間應(yīng)大于10秒，熱壓機(jī)壓板張開時(shí)間小于4秒。Pmax-高壓壓力2.8～4Mpa；P-保壓壓力3～3.5MPa；Pmin-低壓壓力2.5～2.8Mpa。完成工序翻板冷卻后，縱、橫向鋸邊鋸片轉(zhuǎn)速7000r/min。
權(quán)利要求
1.單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法，包括原料制備、熱磨、調(diào)供膠、鋪裝成型、熱壓、完成工序，其特征在于纖維干燥終點(diǎn)含水率8-14％，熱壓機(jī)壓力高于生產(chǎn)中厚板，熱壓機(jī)的閉和、加壓、張開時(shí)間比中厚板時(shí)間短、熱壓溫度為160-200℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法，其特征在于熱壓壓力2-3.5mPa，熱壓時(shí)間30-80秒，壓機(jī)閉合時(shí)間為3秒，壓機(jī)升壓時(shí)間應(yīng)小于6秒，壓機(jī)卸壓時(shí)間應(yīng)大于10秒，熱壓機(jī)壓板張開時(shí)間小于4秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法，其特征在于調(diào)供膠工序的膠粘劑的固化時(shí)間90-130秒，施膠量大于200kg/m3，用涂4杯測(cè)量粘度為16-23秒，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法，其特征在于熱磨工序木片蒸煮溫度為135℃-175℃、臥式蒸煮蒸煮時(shí)間為15-45min。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法，其特征在于完成工序翻板冷卻后薄板成品縱、橫向鋸邊，鋸片轉(zhuǎn)速為6500～7100r/min之間。
6.用于權(quán)利要求1所述的單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法的裝置，包括真空氣流鋪裝成型鋪裝室、熱壓機(jī)，其特征在于鋪裝室外的掃平輥呈腰鼓形，其傾角為1°～5°之間。
7.用于權(quán)利要求6所述的單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法的裝置，其特征在于熱壓機(jī)的上熱壓板裝有不銹鋼襯板。
全文摘要
單層熱壓機(jī)中密度薄板平壓法及裝置，屬于生產(chǎn)中密度薄板的方法及裝置。本發(fā)明包括原料制備、熱磨、調(diào)供膠、鋪裝成型、熱壓、完成工序，其特征在于纖維干燥終點(diǎn)含水率8～14％，熱壓機(jī)壓力高于生產(chǎn)中厚板，熱壓機(jī)的閉和、加壓、張開時(shí)間比中厚板時(shí)間短、熱壓溫度為160～200℃。用于上述的平壓法的裝置包括真空氣流鋪裝成型鋪裝室、熱壓機(jī)，鋪裝室外的掃平輥可以呈腰鼓形，其傾角為1°～5°之間；熱壓機(jī)的上熱壓板裝有不銹鋼襯板。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11718－1999的各項(xiàng)指標(biāo)性能檢測(cè)，本發(fā)明生產(chǎn)的中密度薄板各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到了室內(nèi)型物理力學(xué)性能指標(biāo)技術(shù)規(guī)范要求。本發(fā)明因地制宜、節(jié)省投資、成品板兩面光滑平整、不用砂光、避免資源耗費(fèi)，保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)B27N3/02GK1473689SQ0314085
公開日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月2日
發(fā)明者李學(xué)新, 楊增明, 楊正東, 楊兆金, 成國精, 杜毓亮, 施金國, 孫英 申請(qǐng)人:昆明人造板機(jī)器廠