CN102423889B

CN102423889B - 单面压缩木质板材及其生产方法

Info

Publication number: CN102423889B
Application number: CN201110406249.9A
Authority: CN
Inventors: 蔡家斌
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: CN102423889A

Abstract

本技术提供一种能够缩短冷却时间，提高生产率并有效防止板材开裂的用于生产单面压缩木质板材的喷蒸冷却热压机。该喷蒸冷却热压机包括上下热压板，在下热压板内设置有蒸汽通道、与所述蒸汽通道相通的出汽孔、加热装置和冷却通道。本技术还提供了一种可以更加实用、且提高了木材利用率的单面压缩木质板材及其生产方法。其生产方法：把板坯放入两块热压板间，对下热压板加热至一定温度，下热压板相对于上热压板移动而对板坯加压，向蒸汽通道内喷压力为5-8个大气压的蒸汽5-10秒，等到板坯的压缩率达到要求时，停止对热压板加热，对冷却通道通入冷却介质对下热压板进行冷却，然后卸压即得。

Description

单面压缩木质板材及其生产方法

技术领域

本技术涉及一种喷蒸热压机、利用喷蒸热压机生产出的单面压缩木质板材和单面压缩木质板材的生产方法。

背景技术

喷蒸热压机用于木质板材的生产，一般包括上下相对的两块热压板即上热压板和下热压板，下热压板上设置有带动下热压板相对于上热压板上下移动的油缸，在两块热压板中均内设置有蒸汽通道，在两块热压板的热压面上开有与所述蒸汽通道相通的出汽孔；蒸汽通道与蒸汽源相通；在两块热压板上均设置有对热压板加热的加热装置(如电加热装置或油加热装置)。

使用该喷蒸热压机生产木质板材时，先把组坯后的板坯放入两块热压板之间，通过加热装置对两块热压板同时加热至一定温度，并通过油缸带动下热压板相对于上热压板移动而对板坯加压。在对板坯的上下面均加热加压的过程中，通过蒸汽源向蒸汽通道内短时间喷压力的蒸汽，使得蒸汽渗入到板坯的上下表面，软化木材(使得板材更容易被压缩，缩短压缩时间)；等到板坯的压缩率达到要求时，停止对两块热压板加热，待板坯自然冷却后对油缸卸压即得双面单面压缩木质板材。

喷蒸热压机主要用于低密度速生材的生产，通过加热加压可以提高其密度，增强其力学性能。喷蒸汽使得传热更快，同时高温蒸汽可以软化木材，能够以较小的压力使得木材表面压缩。但是，其存在的问题是：1、板坯自然冷却的时间较长，生产效率低。但是又不能缩短冷却时间，因为如果板坯没有充分冷却就对油缸卸压，板坯上下表面内的高压蒸汽会急速从板坯内喷出而造成“爆板”使得板坯开裂。2、该喷蒸热压机的上下热压板内均有加热装置和蒸汽通道，所以其板坯的上下表面同时加热并喷蒸汽，使得板坯的上下表面均被压缩，所以得到双面压缩木质板材。该双面压缩木质板材虽然其上下表面均有硬度高、耐磨性好的优点，但在实际应用中却未必有实际意义。例如，对于地板，一般只需要其铺装上表面硬度高、耐磨性好就行了，下表面硬度高、耐磨性好不但无实际意义。再如，对于用于制作家具的板材，一般也只需要外表面硬度高、耐磨性好就行了，内表面硬度高、耐磨性好的优点也得不到利用。3、板坯被双面压缩后，降低了木材的利用率(或者说，造成了木材的浪费)。举例来说，为了得到最终厚度为2cm的双面压缩木质板材，假定板材的上下表面在用喷蒸热压机的制备过程中的压缩率均为15％(相当于板坯的压缩率为30％)，那么就热压前的板坯的厚度就需要的2.85cm((2.85-2)/2.85*100％＝30％)。

发明内容

本技术的目的是提供一种能够缩短冷却时间，提高生产率并有效防止板材开裂的用于生产单面压缩木质板材的喷蒸冷却热压机。

本技术的喷蒸冷却热压机，包括上下相对的两块热压板，油缸带动下热压板相对上热压板作上下移动，其特征是：在下热压板内设置有蒸汽通道，在下热压板的热压面开有与所述蒸汽通道相通的出汽孔，出汽孔直径小于1mm；蒸汽通道与蒸汽源相通；在下热压板上设置有对下热压板加热的加热装置；在下热压板内设置有与冷却介质相通的冷却通道。

本技术的喷蒸冷却热压机的有益效果：1、本喷蒸冷却热压机由于只在一块热压板内设置有加热装置和喷蒸通道，所以只是对板坯的一个(与设置有加热装置和喷蒸通道的热压板接触的)主动受热面进行加热并喷入蒸汽，所以该表面木质纤维能够软化并被压缩；而板坯的另外一个表面(未受热面)未被加热，也未被喷入蒸汽，所以该未被加热的表面基本不会被压缩，从而制得单面压缩木质板材。不但更实用，也减少了压缩损耗，节约了木材。举例来说，为了得到最终厚度为2cm的单面压缩木质板材，假定板材的一个表面在用喷蒸冷却热压机的制备过程中的压缩率为15％(相当于板坯的压缩率为15％)，那么就热压前的板坯的厚度只需要2.35cm((2.35-2)/2.35*100％＝15％)。2、可以提高生产率。在板材被加热加压到需要的压缩率后，停止对热压板加热，即可以冷却介质通过冷却通道对热压板降温，当然板材也随之被降温，板材内部的高温高压的蒸汽也被降温降压，也就是说，冷却减少了热压时木材内部的蒸汽压力，防止了板材的“爆板”和开裂；也缩短板材在热压机中的时间，提高了生产率。之所以蒸汽通道、出汽孔设置在下热压板内，而不是设置在上热压板内，是因为如果蒸汽通道、出汽孔设置在上热压板内，当上热压板喷蒸气时，会由水流落到下热压板上，对木材的下表面造成影响。出汽孔直径之所以要小于1mm，是为了使得蒸汽有足够的压能够进入板坯的内部，使得蒸汽进入板坯内部更深。

虽然下热压板内有加热装置和蒸汽通道，但在生产中，板坯的(与下热压板接触的)主动受热面也会因传导而使得(与上热压板接触的)未受热面温度逐渐升高而使得木质纤维软化，也就是说，板材的未受热面也可能在生产过程中被压缩。为防止这种情况，所述的喷蒸冷却热压机，在上热压板内也设置有与冷却介质相通的冷却通道。这样，在通过加热装置对(与板材的主动受热面接触的)上热压板加热时，(与板材的未受热面接触的)下热压板通冷却介质进行冷却，防止了未受热面温度升高而被压缩。

所述的喷蒸冷却热压机，冷却介质优选是水。

本技术同时提供了一种可以更加实用、且提高了木材利用率的单面压缩木质板材。

该单面压缩木质板材是使用上述的喷蒸冷却热压机按照下述方法生产出来的：

a.把含水率低于15％的板坯放入两块热压板之间，按照常规方法通过加热装置对下热压板加热至一定温度，通过油缸带动下热压板相对于上热压板移动而对板坯加压，

b.通过蒸汽源向蒸汽通道内第一次喷压力为5-8个大气压的蒸汽5-10秒，

c.等到板坯的压缩率达到要求时，保温保压一段时间后停止对热压板加热，对冷却通道通入冷却介质对下热压板进行冷却，当板坯温度低于100℃后，对油缸卸压即得本单面压缩木质板材。

本技术的单面压缩木质板材有益效果：本方法只是对板坯的(与下热压板接触的)主动受热面进行加热并喷入蒸汽，所以该表面木质纤维能够软化并被压缩；而板坯的另外一个表面(未受热面)未被加热，也未被喷入蒸汽，所以该未被加热的表面基本不会被压缩，从而制得单面压缩木质板材。不但更实用，也减少了压缩损耗，节约了木材。

如果只喷一次蒸汽，制得的板材只是在靠近主动受热面很近的板材内部处(耐磨层)密度大、耐磨性好，在距离主动受热面稍深的板材内部密度仍未有改变、耐磨性不好。一般来说，耐磨层(的中心)到板材主动受热面的距离大约是0.5-0.8mm。但是由于密度大、耐磨性好的耐磨层离板材表面太近，在板材的后续加工过程(如刨光或砂光)中耐磨层有可能因加工而被去除。为此，上述的单面压缩木质板材，在步骤b后、步骤c前有步骤b’：在第一次喷蒸汽后4-6分钟后，向蒸汽通道内第二次喷压力为5-8个大气压的蒸汽5-10秒。这样，通过两次喷蒸汽，能够使得密度大、耐磨性好的耐磨层逐渐向板材的内部移动，使得耐磨层厚度加大，一般来说，耐磨层(的中心)到板材主动受热面的距离大约是2.0-2.5mm。这样既使经过后续加工，耐磨层也能够保留下来。

上述的单面压缩木质板材，步骤a中，对下热压板加热至160-170℃；油缸加压时间30-45分钟，步骤c中板坯的压缩率为15-18％。

本技术的再一目的是提供一种生产效率高、并保证产品质量的单面压缩木质板材的生产方法。

本技术的单面压缩木质板材的生产方法，是上述的喷蒸冷却热压机按照下述方法生产出来的：

c.等到板坯的压缩率达到要求时，保温保压一段时间后停止对热压板加热，对冷却通道通入冷却介质对热压板进行冷却，当板坯温度低于100℃后，对油缸卸压即得本单面压缩木质板材。

本生产方法的有益效果：在两块热压板合拢后，喷带压力的蒸汽，使得木质材料传热更快，同时，在板材被加热加压到需要的压缩率后，停止对热压板加热，即可以冷却介质通过冷却通道对热压板降温，当然板材也随之被降温，板材内部的高温高压的蒸汽也被降温降压，也就是说，冷却减少了热压时木材内部的蒸汽压力，防止了板材的“爆板”和开裂；也缩短板材在热压机中的时间，提高了生产率，并保证了产品质量。

上述的生产方法，在步骤b后、步骤c前有步骤b’：在第一次喷蒸汽后4-6分钟后，向蒸汽通道内第二次喷压力为5-8个大气压的蒸汽5-10秒。

上述的生产方法，步骤a中，对下热压板加热至160-170℃；油缸加压时间30-45分钟，步骤c中板坯的压缩率为15-18％。

附图说明

图1是喷蒸冷却热压机示意图

图2是下热压板的示意图(图1中的下热压板的R-R剖视图)线。

图3是制得的单面压缩木质板材的示意图。

具体实施方式

参见图1-2所示的喷蒸冷却热压机，包括上下相对的两块热压板即下热压板1和上热压板2，下热压板底部与带动下热压板相对于上热压板上下移动的油缸3相连。在下热压板1内设置有多个平行的蒸汽通道4、热油通道5、冷却通道6。在下热压板1的热压面11上开有与所述蒸汽通道相通的多个出汽孔41；出汽孔有多列，各出汽孔直径小于1mm；蒸汽通道与蒸汽源相通。热油通道5与热油源相通，冷却通道与冷却水源相通。在上热压板2内也设置有与冷却水源相通的冷却通道7。

使用其生产单面压缩木质板材的步骤如下：

a.把含水率低于15％的速生杨板坯(密度约0.4g/mm³)放入两块热压板之间，对下热压板内的热油通道通入热油，对下热压板加热至160-170℃，通过油缸带动下热压板向上热压板移动而对板坯加压；同时对上热压板内的冷却通道通冷却水对上热压板冷却。

b.通过蒸汽源向下热压板内的蒸汽通道内第一次喷压力为5-8个大气压的蒸汽5-10秒，

b’.在第一次喷蒸汽后4-6(优选5min)分钟后，向下热压板内的蒸汽通道内第二次喷压力为5-8个大气压的蒸汽5-10秒。

c.等到板坯的压缩率达到15-18％时，停止对蒸汽通道(加热通道)供热，对下热压板内的冷却通道通入冷却水对下热压板进行冷却后，对油缸卸压即得本单面压缩木质板材8。油缸加压的总计时间约30-45分钟。

参见图3，经测试该单面压缩木质板材8，密度变大(平均密度大于等于0.6g/mm³)、耐磨性好的耐磨层9中心距表层10的距离约2.0-2.5mm，实际上，耐磨层9的密度在距离表层10距离不同的地方也是不同的，所以其密度大于等于0.6g/mm³也是指平均密度大于等于0.6g/mm³。图4中采用了简化画法，耐磨层9与单面压缩木质板材8的其它部分采用了不同的剖面线，以示区别。

之所以要求板坯的初始含水率低于15％，是因为如果初始含水率过高，再加上喷蒸汽，板坯的含水率就会过高，而使得板坯压缩而损坏。

Claims

1.一种单面压缩木质板材，其特征是：它是使用下述的喷蒸冷却热压机按照下述方法生产出来的：

所述喷蒸冷却热压机，包括上下相对的两块热压板，油缸带动下热压板相对上热压板作上下移动，在下热压板内设置有蒸汽通道，在下热压板的热压面开有与所述蒸汽通道相通的出汽孔，出汽孔直径小于lmm；蒸汽通道与蒸汽源相通；在下热压板上设置有对下热压板加热的加热装置；在下热压板内设置有与冷却介质相通的冷却通道；

a.把含水率低于15％的板坯放入两块热压板之间，按照常规方法通过加热装置对下热压板加热至160-170℃，通过油缸带动下热压板相对于上热压板移动而对板坯加压，

c.等到板坯的压缩率达到15-18％时，保温保压一段时间后停止对热压板加热，对羚却通道通入冷却介质对下热压板进行冷却，当板坯温度低于100℃后，对油缸卸压即得本单面压缩木质板材；

整个生产过程中，油缸加压时间30-45分钟。

2.如权利要求1所述的单面压缩木质板材，其特征是：在步骤b后、步骤c前有步骤b’：在第一次喷蒸汽后4-6分钟，再向蒸汽通道内第二次喷压力为5-8个大气压的蒸汽5-10秒。

3.一种单面压缩木质板材的生产方法，其特征是：它是使用下述的喷蒸冷却热压机按照下述方法生产出来的：

a.把含水率低于15％的板坯放入两块热压板之间，按照常规方法通过加热装置对下热压板加热至160-170。C，通过油缸带动下热压板相对于上热压板移动而对板坯加压，

c.等到板坯的压缩率达到15-18％时，保温保压一段时间后停止对热压板加热，对冷却通道通入冷却介质对热压板进行冷却，当板坯温度低于100。C后，对油缸卸压即得本单面压缩木质板材；

整个生产过程中，油缸加压时间30-45分钟。

4.如权利要求3所述的生产方法，其特征是：在步骤b后、步骤c前有步骤b’：在第一次喷蒸汽后4-6分钟，向蒸汽通道内第二次喷压力为5-8个大气压的蒸汽5-10秒。