CN102120334B

CN102120334B - 一种木塑生物复合板生产工艺

Info

Publication number: CN102120334B
Application number: CN201010607012A
Authority: CN
Inventors: 陈立言
Original assignee: SHANDONG HEYOU GROUP CO Ltd
Current assignee: SHANDONG HEYOU GROUP CO Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: CN102120334A

Abstract

本发明公开了一种木塑生物复合板生产工艺，采用的技术方案是：1）原料的采集和处理；2）刨花的制备；3）干燥和分选；4）铺装和热压；5）毛板处理；6）砂光。本发明的有益效果在于：本发明采用热压的方式代替了传统的木塑复合板的挤压成型生产法，能够生产出大幅面的木塑复合板；采用该种热压工艺加工的木塑复合板，由于在热压过程中采用了以板坯的实际厚度为主要的评价指标，且在热压加工中加入了汽化阶段和固化稳定阶段，使得板坯厚度更加的精确，板坯的表面强度、表面密度和芯层密度更加的可控和稳定，从而降低了废品率，提高了板材质量的稳定性。

Description

一种木塑生物复合板生产工艺

技术领域

本发明涉及板材技术生产领域，尤其是涉及一种木塑生物复合板生产工艺。

背景技术

生产和使用人造板是节约和高效利用木材资源的重要途径之一，人造板制造业已经成为我国木材工业综合利用木材和节约木材资源的核心产业，它对于提高森林资源综合利用率、缓解日益紧张的木材资源供求矛盾和保护生态环境具有积极而重要的意义。

刨花板作为木质人造板的主要板种之一，自20世纪40年代问世以来，在半个多世纪的发展历程中，凭借其优良的特性、广泛的应用领域及相对低廉的市场价格，得到迅速发展，现已遍及世界各大洲。

随着人们环境保护意识的增强和对居住与生产环境中有害物质释放的重视，环境友好的新材料是未来材料科学发展的必然需求。

木塑复合材料（Wood-polymer Composites 缩写WPC），是以木纤维或植物纤维为主要组份，经过预处理使之与热塑性塑料树脂或其它材料结合而成的一种新型材料。这种材料能够充分发挥材料中各组份的优势，克服单一材料的缺点，不仅改进材料的物理力学性能和加工性能，降低成本并扩大应用范围，还提高了材料的附加值。由于本产品呈结晶态和无序态的多相状态，使其既具有木质材料的高强度、高弹性，又具有聚合物基体的高韧性、耐疲劳等优点，因此具有木材和塑料的综合性能，即：力学强度好、抗冲击强度高、耐水性好、尺寸稳定性好、耐磨、耐化学腐蚀、不怕虫蛀、非易燃、并兼具木材和塑料的双重加工性能，可锯、刨、旋、切、削、敲击、粘贴与胶合，也可压制成型。

现有技术在生产木塑生物刨花复合刨花板的过程中，用来加工成木片的主要是枝桠材、木材加工的剩余物而没有用到出材率高的树墩；所用的热塑性原材料可以是新原料，也可以是回收而来的原料，但是回收来的原料必须要经过回收造粒的步骤之后方能使用；板坯的生产由挤压机完成，生产出来的木塑生物复合板产品的幅面大大受到了生产工艺的限制，无法得到大幅面的复合刨花板；在热压过程中采用以时间为主要评价指标的热压方式，时间达到，热压过程即结束，由此而得到的复合刨花板板坯稳定性差，给复合刨花板的二次加工过程带来了一定的难度，从而使后续的木塑复合板产品不能连续生产，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，而提供一种大幅面、板坯厚度稳定、回收而来的塑料无需造粒加工过程即可使用的木塑生物复合板生产工艺，采用的技术方案是：一种木塑生物复合板生产工艺，该种生产工艺的方法和步骤如下：

1）原料的采集和处理：

1．1采集树墩、枝桠材、木材加工的剩余物；将树墩、枝桠材、木材加工剩余物加工成木片，削好的木片送入木片仓贮存；

1．2将植物木质原料制成木粉，放进木粉仓中贮存；

1．3将外购塑料由人工进行分选去除杂物和不可用塑料，然后将选好的塑料进行粉碎，粉碎成尺寸不超过1cm²的小片状，粉碎后的塑料进行清洗，清洗后的塑料将水沥干后进行干燥，干燥后的塑料送至塑料仓贮存；

2）刨花的制备：将从木片仓输出的木片进行筛选除去杂质，合格的木片和较小的木片分别输出、制成湿刨花放入湿刨花仓保存，过大的木片和碎屑剔除；

3）干燥和分选：湿刨花从湿刨花仓中送出后进行干燥，将湿刨花经过一次干燥和二次干燥后干燥到含水率25%，干燥好的刨花进行筛分，合格的刨花送入刨花仓，过大刨花经过打磨后重新筛选，细小碎料送入木粉仓；

4）铺装和热压：

4．1从木粉仓出来的木粉，从刨花仓出来的刨花和从塑料仓出来的塑料按照木粉3：刨花4：塑料3的比例进行混合，混合后的木塑材料是木塑复合板的中间芯层的原料并被送进铺装机；

4．2木塑复合板的表层木粉也被送往铺装机，经过计量后，铺装机铺装出上下表层为木粉、中间为混合后的木塑混合材料的三层复合结构的连续板坯带；

4．3连续板坯带分割成板坯段，合格的板坯带进行热压后压制成毛板，不合格的板坯段送入回收料仓后送入湿刨花仓回用；

5）毛板处理：

对毛板进行冷压，冷压后的毛板经过纵向和横向锯割成规格板后贮存；

6）砂光：

将规格板贮存48-72小时后进行双面定厚和精细砂光，砂光后的成品板经过检验合格后进入成品库。

本发明的技术方案还有：所述木塑生物复合板的成品尺寸大于等于2440×1220mm，成品厚度为9-32mm。

本发明的技术方案还有：所述木塑生物复合板的成品尺寸为2460×1255mm，成品厚度为12mm。

本发明的技术方案还有：所述热压工艺采用的是热压机，所述热压机的热压工艺是：

1）所述合格板坯段在所述热压机上到位后，所述热压机启动，此时，热压机的开档尺寸是35mm；

2）所述热压机启动后，逐渐对所述合格板坯段加压，一直加压到所述合格板坯段的厚度为17.6mm时停止加压，此时热压机第一汽化过程完成；

3）所述热压机再次起动并逐渐对合格板坯段加压，一直加压到所述合格板坯段的厚度为15.0mm时停止加压，此时热压机第二汽化过程完成；

4）所述热压机再次起动并逐渐对合格板坯段加压，一直加压到所述合格板坯段的厚度为12.6mm时停止加压，此时热压机的第三汽化过程完成；

5）由热压机保持合格板坯段的厚度为12.6mm的时间不少于150秒后固化稳压过程完成；

6）热压机逐渐卸荷开档，一直到热压机开档尺寸恢复到35mm时卸压过程完成。

本发明的技术方案还有：所述热压机第一汽化过程中的压力大小为220公斤力/厘米²。

本发明的技术方案还有：所述第二汽化过程中的热压机压力大小为30-50公斤力/厘米²。

本发明的技术方案还有：所述第三汽化过程中的热压机的压力大小为160公斤力/厘米²。

本发明的技术方案还有：所述植物木质原料包括次小薪柴、稻壳、花生壳、麦秆、锯末。

本发明的有益效果在于：

1）本发明采用热压的方式代替了传统的木塑复合板的挤压成型生产法，能够生产出大幅面的木塑复合板；

2）采用该种热压工艺加工的木塑复合板，由于在热压过程中采用了以板坯的实际厚度为主要的评价指标，且在热压加工中加入了汽化阶段和固化稳定阶段，使得板坯厚度更加的精确，板坯的表面强度、表面密度和芯层密度更加的可控和稳定，从而降低了废品率，提高了板材质量的稳定性。

3）木塑复合板中采用的回收废弃聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的塑料膜、塑料袋等无需经过造粒过程即可使用，简化了加工工艺，降低了生产成本。

4）木塑复合板的生产节约资源，可充分利用树墩、枝桠材、木材加工的剩余物、次小薪柴、稻壳、花生壳、麦秆、锯末、回收的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的塑料膜、塑料袋等等废弃资源，尤其是用到了传统工艺中弃之不用的树墩，有效减少了对原材料的占用。

附图说明

附图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明进行具体说明。本发明公开了一种木塑生物复合板生产工艺，该种生产工艺的方法和步骤如下：

1．原料的采集和处理：

1．1采集树墩、枝桠材、木材加工的剩余物等均由装载机运至上料皮带运输机旁，由人工送到皮带运输机上，进入鼓式削片机加工成木片，削好的木片经螺旋运输机、皮带运输机送入木片仓贮存；

1．2将植物木质原料制成木粉，所谓植物木质原料是指次小薪柴、稻壳、花生壳、麦秆、锯末等，将该一种或是几种物质制成的粉末放进木粉仓中贮存；

1．3将外购塑料，如聚乙烯、聚丙烯等废塑料由人工进行分选去除杂物和不可用塑料，然后送入塑料粉碎机粉碎成尺寸不超过1cm²的小片状，粉碎后的塑料进入清洗池进行清洗，去除杂质和提高塑料清洁度。清洁后的塑料经旋转式沥水器将水沥干后经过皮带运输机进入闪急式管道干燥机进行干燥，干燥后的塑料送至塑料仓贮存。

清洗池的脏水经过带式压滤脱水机，过滤后的清水通过水箱再注入清洗池循环使用，沉淀物送往锅炉燃烧。清洗池的过脏污水排入污水处理站进行处理。

2．刨花的制备：从木片仓出料螺旋运输机输出的木片，直接进入木片筛选机进行筛选。木片筛设三层筛网，可筛出四种物料。合格的木片经刮板运输机进入木片仓暂存，然后由木片仓的调速出料螺旋均匀出料进入三台环式刨片机制成湿刨花，较小的木片送到另外一台刨片机加工成湿刨花，过大木块和碎屑被剔除。

3．干燥和分选：湿刨花从湿刨花仓可调速出料装置连续均匀地送出，经刮板运输机进入刨花干燥机干燥，按工艺要求将刨花干燥到一定的含水率范围。本工段设有二台干燥机，对刨花进行二级干燥。

干燥好的刨花经刮板运输机送至防火螺旋运输机，随后进入刨花筛选机筛分，筛分出三种料。较大刨花进入气流分选机分选出过大刨花和合格刨花，过大刨花进入筛环式打磨机打磨后回生产线重新筛选；筛分出的合格刨花通过气力输送系统送入刨花仓；细小碎料通过气力输送系统送入木粉仓。

4．铺装和热压：

木粉从木粉仓经计量螺旋运输机直接送往铺装机，刨花从刨花仓经螺旋运输机运至计量秤计量，与塑料仓出来的塑料经计量后按一定3:4:3的比例在木塑混合机中混合。混合后的木塑材料经皮带运输机送往铺装机。

木塑生物复合板的表层木粉与芯层混合好的木塑材料分别送入相应的铺装机计量料仓中，铺装机在连续运行的板坯运输机上铺撒出表层为木粉、中间为木塑材料的三层复合结构的连续板坯带。

板坯带由板坯横截装置分割成一定长度的板坯段。合格的板坯段进入单层平压热压机，在压力和温度的共同作用下，经过一定时间后压制成毛板。不合格的板坯段排入废板坯回收料仓，然后由气力输送系统送入湿刨花仓回用。热压机的热压工艺是：

1）合格板坯段在所述热压机上到位后，热压机启动，此时，热压机的开档尺寸是35mm。

2）热压机启动后，逐渐对合格板坯段加压，一直加压到合格板坯段的厚度为17.6mm时停止加压，此时热压机第一汽化过程完成，热压机第一汽化过程中的压力大小为220公斤力/厘米²。

3）所述热压机再次起动并逐渐对合格板坯段加压，一直加压到所述合格板坯段的厚度为15.0mm时停止加压，此时热压机第二汽化过程完成，热压机压力大小为30-50公斤力/厘米²。

4）所述热压机再次起动并逐渐对合格板坯段加压，一直加压到所述合格板坯段的厚度为12.6mm时停止加压，此时热压机的第三汽化过程完成。

5）由热压机保持合格板坯段的厚度为12.6mm的时间不少于150秒后固化稳压过程完成，热压机的压力大小为160公斤力/厘米²。

5．毛板处理：

从压机出来的毛板由进板辊台运输机送入冷压机，冷压机内注入循环冷却水将毛板进行冷却。冷却后的毛板经纵向齐边锯和横截锯锯割成规格板，再经堆垛装置堆成板垛，由叉车送往中间贮存库贮存。

为有效排除热压和冷却过程中板坯内排出的湿热气体，热压机和冷压机都配备特别排气系统，将有害气体排出车间。

6．砂光：

木塑生物复合板经过中间贮存2～3天后由叉车运至砂光生产线。该生产线设有一台双头砂光机和一台四头砂光机，可先后对板材进行双面定厚和精细砂光。

采用本发明公开的工艺能够加工出来幅面更大的木塑生物复合板，尤其是采用板坯高度评价指标为主的热压三段汽化方式加工出来的刨花板，其参数指标要优于传统的以时间为主要评价指标的热压工艺，下面对相关的参数进行对比：

按照GB/T4897.7-2003“刨花板第7部分：在潮湿状态下使用的增强结构用板要求”的规定，对传统工艺下生产的木塑生物复合板和新工艺下生产的木塑生物复合板的相关参数进行对比：

[0001] 检测项目	[0002] 单位	[0003] 标准规定值	[0004] 传统工艺下检测值	[0005] 新工艺下检测值
					[0006] 密度	[0007] g/cm³	[0008] 0.4-0.9	[0009] 0.67	[0010] 0.80
[0011] 内结合强度	[0012] MPa	[0013] ≥0.9	[0014] 1.01	[0015] 1.10
					[0016] 2小时沸水煮内结合强度	[0017] MPa	[0018] ≥0.23	[0019] 0.29	[0020] 0.33
[0021] 24小时吸水厚度膨胀率	[0022] %	[0023] ≤8	[0024] 5.1	[0025] 5.24
					[0026] 静曲强度	[0027] MPa	[0028] ≥20	[0029] 28.32	[0030] 34.96
[0031] 弹性模量	[0032] MPa	[0033] ≥3100	[0034] 3852	[0035] 4073

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种木塑生物复合板生产工艺，该种生产工艺的方法和步骤如下：

1）原料的采集和处理：

1．2将植物木质原料制成木粉，放进木粉仓中贮存；

4）铺装和热压：

4．3连续板坯带分割成板坯段，合格的板坯段进行热压后压制成毛板，不合格的板坯段送入回收料仓后送入湿刨花仓回用；

5）毛板处理：

6）砂光：

将规格板贮存48-72小时后进行双面定厚和精细砂光，砂光后的成品板经过检验合格后进入成品库，其中，所述热压工艺采用的是热压机，所述热压机的热压工艺是：

4.3.1）所述合格板坯段在所述热压机上到位后，所述热压机启动，此时，热压机的开档尺寸是35mm；

4.3.2）所述热压机启动后，逐渐对所述合格板坯段加压，一直加压到所述合格板坯段的厚度为17.6mm时停止加压，此时热压机第一汽化过程完成；

4.3.3）所述热压机再次起动并逐渐对合格板坯段加压，一直加压到所述合格板坯段的厚度为15.0mm时停止加压，此时热压机第二汽化过程完成；

4.3.4）所述热压机再次起动并逐渐对合格板坯段加压，一直加压到所述合格板坯段的厚度为12.6mm时停止加压，此时热压机的第三汽化过程完成；

4.3.5）由热压机保持合格板坯段的厚度为12.6mm的时间不少于150秒后固化稳压过程完成；

4.3.6）热压机逐渐卸荷开档，一直到热压机开档尺寸恢复到35mm时卸压过程完成。

2.按照权利要求1所述的木塑生物复合板的生产工艺，其特征在于：所述木塑生物复合板的成品尺寸大于等于2440×1220mm，成品厚度为9-32mm。

3.按照权利要求2所述的木塑生物复合板生产工艺，其特征在于：所述木塑生物复合板的成品尺寸为2460×1255mm，成品厚度为12mm。

4.按照权利要求1所述的木塑生物复合板生产工艺，其特征在于：所述热压机第一汽化过程中的压力大小为220公斤力/厘米²。

5.按照权利要求1所述的木塑生物复合板生产工艺，其特征在于：所述第二汽化过程中的热压机压力大小为30-50公斤力/厘米²。

6.按照权利要求1所述的木塑生物复合板生产工艺，其特征在于：所述第三汽化过程中的热压机的压力大小为160公斤力/厘米²。

7.按照权利要求1所述的木塑生物复合板生产工艺，其特征在于：所述植物木质原料包括次小薪柴、稻壳、花生壳、麦秆、锯末。