CN101073933B - 工程用阻燃防火防霉型瓦楞蜂窝的制作工艺 - Google Patents

Abstract

工程用阻燃防火防霉型瓦楞蜂窝的制作工艺，依次包括多工位放卷机构，多工位放卷机构是在放纸架上具有至少两层辊轴，多个阻燃瓦楞卷筒纸滚分别置于辊轴上、导向装置、多工位包敷胶装置，多工位包敷胶装置的每一层均由上下涂胶辊和对应瓦楞面的喷胶头组成、多工位烘干装置、多工位分条切割装置、聚拢栅栏组、复合烘干装置、切割装置和同向拼板装置。本发明制得的瓦楞蜂窝复合体经过了阻燃和包覆防火胶处理，符合工程用材料标准，达到A级不燃材料标准；多工位，产量高，高速、高效；为竖筋结构，力学强度高，抗弯荷载能力强，符合工程用材料；瓦楞蜂窝结构规整，保持了良好的结构性能。

Description

工程用阻燃防火防霉型瓦楞蜂窝的制作工艺

技术领域

本发明属于工程用瓦楞蜂窝复合体的制作工艺。

背景技术

瓦楞蜂窝材料由于方便制作、密度较大、蜂窝孔径较小，适合制作平压强度大的托盘等产品，也是良好的吸音材料。

已有技术中国专利公开号2558510、1322622、1392045公开的瓦楞蜂窝复合纸板的制作工艺及设备，其基本方法通过单面瓦楞制作，再经上胶分条切割成条状送至牵引竖条装置，再通过压紧装置复合拼成板芯，然后烘干后送至侧面上胶装置进行单面上胶随即送至切割装置进行同步切割，在拼板装置上拼成条状板芯，转弯90度后在复合装置上复合面纸即成为成品瓦楞蜂窝纸板。

上述已有技术能够从制作单面瓦楞开始至终端制作出瓦楞蜂窝复合板，整套生产线一气呵成，但也存在如下问题：一是生产效率不适合制作高度在50mm至100mm的建筑材料，不适宜用作隔墙等用途的厚板。一般单面瓦楞板涂胶分条的生产速度在20m/min以内，板芯干燥速度也很慢，生产厚度在50mm以上制品时压紧干燥非常困难，干燥能耗大，热能利用率低。而工程建筑用材多在50～120mm之间，因此已有技术不适合制作工程用大规格材料。二是存在着力学结构不合理和整机工序过多，能耗效率配合同步性差的缺点，以至影响产品的开发和推广。瓦楞蜂窝材料不同于六边形蜂窝结构材料，为竖筋结构，受力是明显的单向性，也就是竖向抗弯力远大于横向抗弯力。用一般高强瓦楞150g/m²纸板制作距高4mm，厚度为50mm的瓦楞蜂窝芯板，测试其纵向抗弯强度为横向抗弯强度的8倍。上述已有技术在拼板时90度转向拼合，把可以长的纵向变成了横向结构，从而改变了其力学应用价值。三是属于单工位生产线，效率比较低。四是阻燃防火性能差。对于一般的工程用纸质材料要求的几个重要指标是阻燃、防火、防霉以及力学强度、抗弯荷载能力等，因此已有技术制作的瓦楞蜂窝复合材料主要是用于托盘、包装行业，不适合作为工程材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工程用阻燃防火防霉型瓦楞蜂窝的制作工艺，高速高效，保持产品良好的力学性能并阻燃防火。

本发明工程用阻燃防火防霉型瓦楞蜂窝的制作工艺，其特征在于包括如下步骤：

将单面瓦楞纸卷成筒状，放入阻燃剂中浸泡，然后干燥，形成阻燃瓦楞卷筒纸滚；

阻燃瓦楞卷筒纸滚置于多工位放卷机构的辊轴上，多工位放卷机构是在放纸架上具有至少两层辊轴，多个阻燃瓦楞卷筒纸滚从多工位放卷机构上同时放卷通过导向装置进入多工位包敷胶装置对单面瓦楞纸板的上下两面包敷防火胶层，胶液为阻燃防火胶；

经过多工位包敷胶装置包敷有防火胶层的瓦楞纸板进入多工位烘干装置进行干燥，然后进入多工位分条切割装置切割分条，条状瓦楞纸板再进入多工位涂胶装置涂抹粘合剂，或者经过多工位烘干装置的瓦楞纸板先涂抹粘合剂再进入多工位分条切割装置切割分条；

处于多工位上涂有粘合剂的条状瓦楞纸板依次经过聚拢栅栏组变向为竖条聚拢成重叠为同一平面的多层竖条状瓦楞纸板；

多层竖条状瓦楞纸板经过复合烘干装置，复合为一体并同时进行烘干，得到条形复合瓦楞蜂窝纸芯；

条形复合瓦楞蜂窝纸芯经过切割装置进行定尺切断，然后经过同向拼板装置拼接成竖筋结构的所需规格的瓦楞蜂窝复合体；

以上阻燃瓦楞卷筒纸滚从放卷到得到瓦楞蜂窝复合体为连续化工艺。

本发明根据单面瓦楞材料的结构特点，瓦楞材料卷筒后，蜂窝孔具有中空通透性，便于浸渍阻燃防霉剂和通风对流干燥。卷筒后整体浸渍，浸透后滴尽阻燃防霉剂进入烘干房干燥或者通过蜂窝孔强制性对流自然对流干燥。瓦楞纸材料浸渍涂布阻燃防霉剂的主要成本来源于烘干热能，比较运动中加热烘干方式，本发明的方式成本要低得多。在运动的生产线上，瓦楞纸浸渍阻燃防霉剂后加热烘干，热效率比较低，耗能比较大。实践证明，采用将瓦楞纸卷筒整体浸渍、干燥的方式能耗成本是涂布机浸渍阻燃处理的方式的1/3～1/4。本发明的方法更适合于大批量生产，节能高效、科学巧妙。本发明所使用所使用的水基阻燃剂，中华人民共和国公共安全行业标准《水基型阻燃处理剂通用技术条件》(GA 159-1997)规定的水基阻燃剂是以水为分散介质，采用喷涂或浸渍等方式使木材、织物或纸板等获得规定的燃烧性能的阻燃剂，公知技术中由若干这样的阻燃剂。如通常的水基阻燃剂由铵盐、硼酸、硼砂和水组成，铵盐可以是磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸氢二铵、聚磷酸铵等。本发明水基阻燃剂优选采用水基阻燃防霉剂。水基阻燃防霉剂为水溶性金属盐的复合配方，可以是硼酸及其盐如硼酸锌、硼酸钠、硼酸铵、二硼酸钡等，也可以选择磷酸盐、硫酸基、盐酸盐、铵盐或钼盐中的两种或两种以上，如磷酸铵、磷酸胍、磷酸二氢钡、聚磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、双氰铵等。

本发明阻燃处理好的卷筒瓦楞纸依次从多工位放卷、多工位涂胶、多工位烘干、多工位分条切割都是对应的多工位，高速高效，产量高，通过聚拢栅栏组将处于多工位上的条状瓦楞纸板由横向结构变向为竖向结构，通过复合烘干装置复合为一体。切割装置、同向拼接装置均采用已有技术装置和方式。

以下分别描述各步骤：

多工位放卷机构：是保障瓦楞材料喂入量的基本方法，每一层辊轴的数量都设置有备用的辊轴，以备换卷之用。放纸架上应按照公知技术方式设置涨力控制器和导向辊。

多工位包敷胶装置：与多工位放卷机构对应，每一工位的包敷胶装置均由上下涂胶辊和对应瓦楞面的喷胶头组成。该步骤对瓦楞纸板进行上下两面的涂胶，包敷一层防火胶。由于辊涂只能在平面上涂胶，瓦楞的沟槽内不能涂敷，因此采用喷涂的方式在瓦楞沟槽内喷涂上胶液。本步骤所用的胶液是防火胶，与之前采用的阻燃处理具有协同效果，使瓦楞纸板具有更好的防火性，满足工程需要的强度。防火胶是已有的适宜的产品，主要为硅酸钠或硅酸钠与氟硅酸钠或淀粉衍生物的混合胶液。

以下列举几种，但并不限于这些：

(1)按照重量百分数计由波美度为35-60℃的硅酸钠80-90％、氟硅酸钠5-15％、聚乙烯醇2-5％和硬脂酸钠1-1.5％组成。

(2)按照重量百分数计由波美度为35-60℃的硅酸钠80-90％、淀粉衍生物5-15％、硬脂酸钠1-1.5％和乙二醇3-5％组成。

(3)按照重量百分数计由硅酸钠85-98％、丙三醇1-14％和硬脂酸钠1-1.5％组成。

在多工位放卷机构与多工位包敷胶装置之间的导向装置本发明优选采用负压吸附传送装置，由带轮和在带轮上运行的负压传送带组成，负压传送带为带孔的橡胶带，橡胶带底面设有负压汽盒，产生负压。由于瓦楞材料不同于普通的纸板，利用传统的上下辊筒牵引传送，会将瓦楞材料的凸面压变形，损坏瓦楞结构。负压传送带吸附瓦楞纸板的平板面，起到传送牵引的作用。可以设置一组和多组负压吸附装置。

多工位烘干装置：包括箱体及箱体内设置的多层托辊，箱体内设有热风机，箱体顶部带有排风扇。也可以是多个箱体上下排列，每个箱体具有各自的传送和热风循环系统，箱体的数量与多工位涂胶装置对应。

多工位分条切割装置：一般采用圆盘刀具，瓦楞纸板的上下两面对应上下刀具。多层刀具的刀距相同，上刀具的转速相同。在每一层(每一工位)上根据所需切割的宽度将整幅瓦楞纸板切割成多条。

多工位涂胶装置：与上述多工位包敷胶装置相同，可以是单面涂胶，也可以是双面涂胶。胶液主要是粘合作用，最好采用阻燃性能的粘合剂，如淀粉与硅酸钠的混合胶液。

聚拢栅栏组：由多组聚拢栅栏依次排列而成，聚拢栅栏由转动的呈栅栏状排列的立辊组成。多组聚拢栅栏，从前一级到后一级，立辊之间的距离越来越小，使各分离的瓦楞纸板逐渐复合在一起。转动的立辊主要是减少对粘合剂的刮擦，并保持瓦楞面的结构。

复合烘干装置：包括横向压合立辊组和位于箱体内的上下压辊及两侧的输送辊，箱体顶部带有排风扇，上压辊与汽缸相连。通过横向压合立辊组将复合的瓦楞纸板紧密的复合在一起，箱体内上下压辊将同一平面的多层瓦楞纸板对齐平面，两侧的输送辊对瓦楞纸板进一步复合并起输送作用。上下压辊之间的压力通过汽缸可调。热风循环机设置在箱体两侧。

切割装置：主要是将复合后的瓦楞板芯同步定尺裁断，切割锯片连接汽缸，锯片沿导轨锯割板芯，由行程开关或光电开关设定锯片切割位置。有公知技术可实现。

同向拼板装置：主要是将瓦楞蜂窝纸芯拼接成所需宽度的规格，主要有立轮、涂胶辊、横向平移汽动压合机构及拼接平台、光电控制开关或行程开关组成。同向拼接时，蜂窝均是竖筋结构，以保证产品在应用中获得优良的抗弯荷载性能。有公知技术可实现。

本发明的优点：

1、瓦楞蜂窝复合体经过了阻燃和包覆防火胶处理，符合工程用材料标准，达到A级不燃材料标准。

2、独特的阻燃处理方式，耗能低，成本低，更符合工业化生产。

3、多工位，产量高，高速、高效。

4、为竖筋结构，力学强度高，抗弯荷载能力强，符合工程用材料。

5.瓦楞蜂窝结构规整，保持了良好的结构性能。

总之，本发明得到的瓦楞蜂窝复合材料阻燃、防火、防霉及优异的力学性能，符合工程用纸质材料的要求。广泛用于礼堂、影剧院、KTV练歌房、舞厅、会议室等作为吸音材料，与昂贵的高密度板打孔形成的吸音槽板相比，是其吸音效果的2～5倍。

附图说明

图1为本发明的工艺装置流程图；

图2为聚拢栅栏的工作原理示意图。

图中：1多工位放卷机构  2放纸架  3辊轴  4横向瓦楞纸板  5导向装置  6带轮  7负压汽盒  8传送带  9多工位包敷胶装置  10胶液流动方向  11上涂胶辊  12喷胶头  13下涂胶辊  14胶槽  15回收胶槽  16多工位烘干装置  17干燥箱体  18托辊  19排湿风扇  20多工位分条切割装置  21上切刀  22底刀  23多工位涂胶装置  24上涂胶辊  25下涂胶辊  26聚拢栅栏  27立辊  28横向压合立辊组  29复合烘干装置  30汽缸  31上压辊  32瓦楞蜂窝复合板芯  33下压辊  34汽缸  35同步切割装置  36同向拼接装置的涂胶立辊  37瓦楞纸板竖条

具体实施方式

按照图1所示的工艺流程制作，主动力可以设置在多工位包敷胶装置(涂胶辊连接动力)、多工位分条切割装置的切割刀辊连接动力、复合烘干装置的复合辊连接动力、切割装置的锯片连接动力、同向拼接装置连接动力，其他装置可为从动力。

多工位放卷机构1是在放纸架2上具有至少两层辊轴3，多个阻燃瓦楞卷筒纸滚从多工位放卷机构1上同时放卷瓦楞纸板(横向)4。

导向装置5采用负压吸附传送装置，由带轮6和在带轮上运行的负压传送带8组成，负压传送带8为带孔的橡胶带，橡胶带底面设有负压汽盒7，产生负压。负压传送带8吸附瓦楞纸板4的平板面，起到传送牵引的作用，同时对瓦楞的凸面没有优选。可以设置一组和多组负压吸附装置。

多工位包敷胶装置9涂胶辊的下涂胶辊13浸在涂胶槽14中，上涂胶辊11之间由泵从胶槽中抽取胶液喷于之间(涂中箭头所示方向为胶液流动方向10)，使瓦楞纸板的上下两面涂胶，同时喷胶头12喷胶，使瓦楞槽内也涂有一层防火胶。多工位涂胶装置23与多工位包敷胶装置工作方式相同。

多工位烘干装置16包括干燥箱体17及箱体内设置的多层托辊18，箱体内设有热风机(图中未示出)，箱体顶部带有排湿风扇19。本实用新型也可采用公知的其它烘干装置。

多工位分条切割装置20一般采用圆盘刀具，瓦楞纸板的上下两面对应上刀21和底刀22。多层刀具的刀距相同，上刀具的转速相同。在每一层(每一工位)上根据所需切割的宽度将整幅瓦楞纸板切割成多条。

经过多工位分条切割装置20，在每一工位上，瓦楞纸板根据所需要的宽度切割成多条，如图2示意了聚拢栅栏的使用原理(图中是以三层，每一层切割成3条为例)，瓦楞纸板竖条37(由横向瓦楞纸板4逐渐成竖条)在进入聚拢栅栏26时，第一工位(层)上的第一条、第二工位上的第一条、第三工位上的第一条……依次排列在聚拢栅栏立辊之间的空隙中，再排列第一工位的第二条、第二工位的第二条、第三工位的第二条……，然后是第一工位的第三条、第二工位的第三条、第三工位的第三条……，依次类推，按照这样的顺序排列进入聚拢栅栏，使处于多工位、横向的瓦楞变为竖向结构而且在同一平面呈多层状，便于复合，而且得到较大宽度的竖筋状瓦楞蜂窝复合体，瓦楞纸板条的宽度恰好是瓦楞蜂窝复合体的高度。

聚拢栅栏组由多组聚拢栅栏26依次排列而成，聚拢栅栏由转动的呈栅栏状排列的立辊27组成。多组聚拢栅栏，从前一级到后一级，立辊之间的距离越来越小，使各分离的瓦楞纸板逐渐复合在一起。转动的立辊主要是减少对粘合剂的刮擦，并保持瓦楞面的结构。

复合烘干装置29：包括横向压合立辊组28和位于箱体内的上压辊31、下压辊33及两侧的输送辊(类似立辊组28的立辊，图中省略)，箱体顶部带有排风扇，上压辊31与汽缸30相连。通过横向压合立辊组28将复合的瓦楞纸板紧密的复合在一起，箱体内上下压辊将同一平面的多层瓦楞纸板对齐平面，两侧的输送辊对瓦楞纸板进一步复合并起输送作用。上下压辊之间的压力通过汽缸29可调。热风循环机设置在箱体两侧，对瓦楞蜂窝复合板芯32进行干燥。

同步切割装置35、同向拼接装置(图中只示意了同向拼接装置的涂胶辊36)可以采用公知技术方式。

实施例1：

单面瓦楞纸板工作幅宽1.6m，用170g/m2的高强瓦楞纸制作，瓦楞距高5mm，模数8.4mm，卷成直径为2.5m的单面瓦楞卷筒纸滚，然后将卷筒纸滚放入相应的透水笼型模具内，在备好的硼盐或铵盐水基阻燃剂浸池内浸渍，浸透后滴尽阻燃剂，放入烘干室内干燥，室温在40～200℃，最好沿瓦楞蜂窝孔自然或强制对流，烘干室内并设有排湿风机和温度控制系统，室温为85～95℃时，干燥时间一般3～4小时，含水率在8～13％(质量百分数)。

浸有阻燃剂的卷筒纸滚在夏季季节气温在20℃以上时，可以采用自然露天晾晒的办法，节约能源。

多工位放卷机构以三个为例，相对应多工位涂胶装置(防火胶)、多工位烘干装置、多工位分条切割装置、多工位涂胶装置(粘合剂)均为三层。设定制作蜂窝高度为5mm(也即分条切割的条状瓦楞纸板的宽度)的瓦楞蜂窝复合体。每一工位(层)切割得到1.6m÷5mm＝32条瓦楞纸板条，三个工位得到32×3＝96条，因瓦楞距高为5mm，则得到的瓦楞蜂窝复合体的宽度为：96×5mm＝480mm＝48cm。

阻燃剂按照重量百分数计由硼酸锌3-8％、四硼酸钠5-8％、磷酸氢二钠3-5％及余量的水组成。

防火胶按照重量百分数计由波美度为35-60℃的硅酸钠80-90％、氟硅酸钠5-15％、聚乙烯醇2-5％和硬脂酸钠1-1.5％组成。

粘合剂采用与防火胶相同的组分。

经测试，瓦楞蜂窝复合体的氧指数OI≥68(GB/T 2406-93)，烟密度等级SDR≤3(GB/T 8627-1997)，根据GB/T8625-88、GB/T8624-97为复合A级不燃材料。

实施例2：

按照与实施例1相同的生产工艺，阻燃剂按照重量百分数计由硫酸铵5-8％、四硼酸钠5-6％、钼酸铵4-5％及余量的水组成。

防火胶按照重量百分数计由波美度为35-60℃的硅酸钠80-90％、淀粉衍生物5-15％、硬脂酸钠1-1.5％和乙二醇3-5％组成。

粘合剂采用通常公知产品。

瓦楞蜂窝复合体厚度100mm，密度为200kg/m3。测试平面抗压强度3.1mpa，导热系数：0.055W/M·K，隔音性RW≥36dB符合A级(夹芯)不燃材料GB8624标准。

实施例3：

按照实施例1的工艺，阻燃剂按照重量百分数计由氯化铵3-6％、钼酸铵4-5％、聚磷酸铵4-8％、丙酸钙2-3％及余量的水组成。

防火胶粘剂按照重量百分数计由硅酸钠85-98％、丙三醇1-14％和硬脂酸钠1-1.5％组成。

粘合剂采用公知产品。

利用制得的瓦楞蜂窝复合体生产木制防火门测得其厚度为50mm主要技术指标：耐火极限≥1.2h，复合材质为A2级(复合夹芯材料GB8624-97)，平压强度≥2.5mpa，导热系数：0.068W/M·K。

实施例4：

按照实施例1的方法，利用制得的瓦楞蜂窝复合体生产内隔墙板，敷面为厚度10mm的氧化镁板，总厚度为100mm的隔板测得指标如下：

隔音性：RW≥40dB，导热系数：0.07W/M·K，耐火板限≥1.5h(GB9978-99)

抗弯荷载为板自重的12.5倍。单点吊挂力承重800N×24h，板面无破损裂缝，横向荷载4.26KN/m2。

实施例5：

按照实施例2的方法，利用制得的瓦楞蜂窝复合体作为夹芯复合体制得彩钢洁净工程复合板，夹芯复合体厚度50mm，敷面板为0.476mm的彩钢板。测得的主要技术指标：导热系数0.075W/M·K，防火性：复合A级(夹芯)不燃材料GB8624，氧指数≥70，烟密度等级SDR≤6，抗压强度：3.05mpa，芯材密度：160kg/m3。

Claims (5)

1.一种工程用阻燃防火防霉型瓦楞蜂窝的制作工艺，其特征在于包括如下步骤：

将单面瓦楞纸卷成筒状，放入阻燃剂中浸泡，然后干燥，形成阻燃瓦楞卷筒纸滚；

阻燃瓦楞卷筒纸滚置于多工位放卷机构的辊轴上，多工位放卷机构是在放纸架上具有至少两层辊轴，多个阻燃瓦楞卷筒纸滚从多工位放卷机构上同时放卷通过导向装置进入多工位包敷胶装置对单面瓦楞纸板的上下两面包敷防火胶层，胶液为阻燃防火胶；

经过多工位包敷胶装置包敷有防火胶层的瓦楞纸板进入多工位烘干装置进行干燥，然后进入多工位分条切割装置切割分条，条状瓦楞纸板再进入多工位涂胶装置涂抹粘合剂，或者经过多工位烘干装置的瓦楞纸板先涂抹粘合剂再进入多工位分条切割装置切割分条；

处于多工位上涂有粘合剂的条状瓦楞纸板依次经过聚拢栅栏组变向为竖条聚拢成重叠为同一平面的多层竖条状瓦楞纸板；

多层竖条状瓦楞纸板经过复合烘干装置，复合为一体并同时进行烘干，得到条形复合瓦楞蜂窝纸芯；

条形复合瓦楞蜂窝纸芯经过切割装置进行定尺切断，然后经过同向拼板装置拼接成竖筋结构的所需规格的瓦楞蜂窝复合体；

以上阻燃瓦楞卷筒纸滚从放卷到得到瓦楞蜂窝复合体为连续化工艺。

2.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于所述多工位放卷机构与多工位包敷胶装置之间的导向装置为负压吸附传送装置，由带轮和在带轮上运行的负压传送带组成，所述负压传送带为带孔的橡胶带，橡胶带底面设有负压汽盒。

3.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于所述聚拢栅栏组由多组聚拢栅栏依次排列而成，聚拢栅栏由转动的呈栅栏状排列的立辊组成，聚拢栅栏组从前一级到后一级，立辊之间的距离逐渐缩小。

4.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于所述多工位包敷胶装置的每一层均由上下涂胶辊和对应瓦楞面的喷胶头组成。

5.根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于所述复合烘干装置包括横向压合立辊组和位于箱体内的上下压辊及两侧的输送辊，箱体顶部带有排风扇，上压辊与汽缸相连。

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