CN104175383B - 跑步机板及其连续式平压法生产工艺方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种跑步机板及其连续式平压法生产工艺方法和应用，包括步骤1施胶，步骤2干燥，步骤3铺装、预压，步骤4热压；其通过有效控制施胶量、施蜡量、纤维含水率、热压的压力和温度、压机速度、跑步机板密度等工艺参数，从而提高跑步机板的静曲强度及其一致性、稳定性，并且控制生产成本，实现连续式平压法生产跑步机板的产业化，可满足跑步机的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及中密度纤维板技术领域，特别公开一种跑步机板及其连续式平压法生产工艺方法和应用。
背景技术
目前人们工作越来越忙，城市户外活动空间越来越小，生活水平不断提高，参加体育锻炼的人们越来越多。户外活动场所没有空间时就会转移到室内，室内活动主要以在跑步机上跑步运动为首选。跑步机的市场需求量很大，跑步机的底板主要是用中密度纤维板，跑步机板市场前景很好，具有良好的经济效益。
连续式平压机生产出来的中密度纤维板厚度均匀，板面质量好，预固化层薄，已广泛用于中密度纤维板的生产中，多层压机设备将被淘汰。例如，郑开镇对连续平压法生产中密度纤维板的热压工艺进行了相关研究(郑开镇，浅析连续平压法生产MDF热压工艺的控制，木材工业，1999(6):34-36.)。曲岩春等人分别以杨木、杉木为原料，采用正交试验方法，进行中密度纤维板生产工艺研究(曲岩春等，低施胶量和短热压周期中纤板工艺研究，人造板通讯，2002(05):11-12.)。
生产跑步机板首先是在生产家具板的基础上改进而得来的，跑步机板本就是中密度纤维板的一种，跑步机板与家具板的主要区别在于静曲强度的不同，跑步机板静曲强度要比家具板高很多。检验过程中，在试件的长、宽、厚相同的情况下，试件抗破坏力大小来检测是否满足跑步机板要求。要得高抗破坏力的板，就需要高的表面硬层和很厚的硬层，这两者都比普通的中密度纤维板高很多，在连续平压法压机生产要得到很高的表面硬层和很厚硬层较困难，这是连续平压法压机生产的技术难点。目前，国内外生产跑步机板主要在多层压机上生产，而采用连续式压机生产跑步机板的生产厂家几乎没有。连续式平压法生产跑步机板还没有成熟的工艺，生产出来的跑步机板产品质量不稳定，生产成本高。正如专利CN101695598A所提到的，现有技术生产的跑步机板中，静曲强度高的可以超过40MPa，静曲强度低的仅有20MPa，同一批次的材料制造出来的跑步板其静曲强度差异在20％以上，但表面上却看不出来。
发明内容
本发明的目的在于提供一种跑步机板，采用连续式平压法生产工艺，可显著提高跑步机板的静曲强度及其一致性、稳定性，符合跑步机的使用要求，而且生产成本低。
本发明的另一个目的在于提供一种跑步机板的连续式平压法生产工艺方法，其通过有效控制施胶量、施蜡量、纤维含水率、热压的压力和温度、压机速度、跑步机板密度等工艺参数，从而提高跑步机板的静曲强度及其一致性、稳定性，并且控制生产成本。
本发明的又一个目的在于提供一种连续式平压法工艺生产的跑步机板在跑步机中的应用。
本发明提供一种跑步机板，成品密度为760-800kg/m3，由连续式平压法生产工艺制得，其工艺步骤包括：
步骤1，施胶：在木质纤维原料中施加石蜡、脲醛树脂胶黏剂，施胶量控制在170-200kg/m3，施蜡量控制在2-6kg/m3；
步骤2，干燥：施胶后的湿纤维进行干燥，纤维含水率控制在8％-11％；
步骤3，铺装、预压：干燥后的湿纤维进行铺装，铺装扫平后的板坯经连续预压实现板坯成型；
步骤4，热压：板坯进入连续式热压机热压，生产出连续的跑步机板，压机速度控制在300-310mm/s，高压温度控制在230-235℃，高压压力控制在400-450N/cm2，低压压力控制在20-60N/cm2。
较佳的，所述木质纤维为柞木、水曲柳、白蜡木、桦木、榆木、枣木、橡木等硬杂木纤维。
较佳的，所述胶黏剂为脲醛树脂。
较佳的，连续式热压机各区温度控制为，一区：控制在225-235℃；二区：控制在220-235℃；三区：控制在205-220℃；四区：控制在195-205℃；五区：控制在175-190℃。
较佳的，连续式热压机各个系统的压力控制为，第一系统200-250N/cm2，第二系统300-350N/cm2，第三系统380-440N/cm2，第四系统380-450N/cm2，第五系统320-430N/cm2，第六系统270-390N/cm2，第七系统220-350N/cm2，第八系统180-320N/cm2，第九系统150-290N/cm2，第十系统120-250N/cm2，第十一系统90-200N/cm2，第十二系统60-150N/cm2，第十三系统30-90N/cm2，第十四、十五、十六、十七系统20-60N/cm2，第十八系统40-80N/cm2，第十九系统50-100N/cm2，第二十系统50-120N/cm2，第二十一系统50-80N/cm2。
本发明还提供一种跑步机板的连续式平压法生产工艺方法，包括下述步骤：
步骤1，施胶：在木质纤维原料中施加石蜡、脲醛树脂胶黏剂，施胶量控制在170-200kg/m3，施蜡量控制在2-6kg/m3；
步骤2，干燥：施胶后的湿纤维进行干燥，纤维含水率控制在8％-11％；
步骤3，铺装、预压：干燥后的湿纤维进行铺装，铺装扫平后的板坯经连续预压实现板坯成型；
步骤4，热压：板坯进入连续式热压机热压，生产出连续的跑步机板，成品密度为760-800kg/m3；其中，热压工艺参数为：压机速度控制在300-310mm/s，高压温度控制在230-235℃，高压压力控制在400-450N/cm2。
其中，施胶量需要特别控制，若施胶量过低，则跑步机板的静曲强度不稳定，对批量生产则不允许静曲强度不稳定的产品；若施胶量过高，跑步机板产品的物理性能过剩且增加生产成本。
跑步机生产中，石蜡作为防水剂使用。施蜡量过少，跑步机板的吸水厚度膨胀率达不国家标准；施蜡量过多，则增加板成本。
纤维含水率是跑步机板板生产的重要工艺参数，其影响生产速度，也影响跑步机板的板面硬层。若跑步机板纤维含水率过低，很难生产出高密度的板面，进而影响跑步机板的静曲强度；若纤维含水率过高，生产过程中极易爆板，生产出大量废板，增加生产成本。
较佳的，所述木质纤维为硬杂木纤维。密度比较大、重量级木材称为硬杂木，国产有柞木、水曲柳、白蜡木、桦木、榆木、枣木、橡木等都属于硬杂木。
优选的，所述木质纤维包括5-90重量份的水曲柳木纤维和5-90重量份的橡木纤维。
优选的，所述木质纤维包括5-90重量份的水曲柳木纤维和5-90重量份的白蜡木纤维纤维。
进一步优选的，所述木质纤维包括5-90重量份的水曲柳木纤维、5-90重量份的柞木纤维、5-90重量份的白蜡木纤维、5-90重量份的桦木纤维、5-90重量份的榆木纤维和5-90重量份的枣木纤维。
较佳的，所述胶黏剂为脲醛树脂。
较佳的，连续式热压机各区温度控制为，一区：控制在225-235℃；二区：控制在220-235℃；三区：控制在205-220℃；四区：控制在195-205℃；五区：控制在175-190℃。
较佳的，连续式热压机各个系统的压力控制为，第一系统200-250N/cm2，第二系统300-350N/cm2，第三系统380-440N/cm2，第四系统80-450N/cm2，第五系统320-430N/cm2，第六系统270-390N/cm2，第七系统220-350N/cm2，第八系统180-320N/cm2，第九系统150-290N/cm2，第十系统120-250N/cm2，第十一系统90-200N/cm2，第十二系统60-150N/cm2，第十三系统30-90N/cm2，第十四、十五、十六、十七系统20-60N/cm2，第十八系统40-80N/cm2，第十九系统50-100N/cm2，第二十系统50-120N/cm2，第二十一系统50-80N/cm2。
本发明提供上述连续式平压法工艺生产的跑步机板在跑步机中的应用。
本发明的有益效果有：采用连续式平压法生产工艺可实现跑步机板的产业化，并可显著提高跑步机板的静曲强度及其一致性、稳定性，符合跑步机的使用要求，而且生产成本低。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例和比较实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例和比较实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1
连续式平压法工艺生产跑步机板，按如下步骤方法：
(1)原料：选择桉树的枝桠材、次小薪材、速生丰产林材、木片等原料。
(2)切片：采用削片机将枝桠材、次小薪材、速生丰产林材等削成适合生产木片。
(3)热磨施胶：木片蒸煮软化、热磨解纤后，施加石蜡、脲醛树脂等。其中，施胶量控制在170-200kg/m3，施蜡量控制在2-6kg/m3。
(4)干燥：施胶后的湿纤维进入闪急式管道干燥机，干燥介质为热烟气，干燥机设有温控装置、含水率检测仪、高灵敏火星探测和火花探测自动灭火装置，确保纤维干燥质量和生产安全。其中，纤维含水率控制在8％-11％。
(5)成型铺装：采用高精度铺装技术保证密度分布均匀。通过成品板密度与毛板密度相同来计算出板坯面密度，板坯面密度需要控制才能保证成品板密度的稳定，板坯面密度的控制主要通过板坯称、扫平辊和纤维仓底部皮带三者来实现板坯密度的稳定性。
(6)预压：铺装扫平后的板坯经连续预压实现板坯成型。
(7)热压：合格的板坯进入连续式热压机热压，生产出连续毛跑板带。
(8)裁切：压制好的连续毛板带经横向分割锯锯成符合长度尺寸要求的毛跑步机板。
(9)冷却：合格毛跑步机板进入凉板机冷却到一定温度。
(10)砂光：毛板堆存48小时养生后经高精度砂光机砂成符合厚度公差要求和板面平整光滑的板。
(11)裁边：将产品裁成符合要求幅面尺寸。
(12)片检：采用逐片检验确保板的外观质量符合标准要求。
(13)成品：检验合格打包入库。
采用相同的桉树纤维，控制相同的施蜡量，控制相同的纤维含水率为9.0-10.0％，采用相同的高压温度(具体为235℃)，采用相同的压机速度，调整控制不同的施胶量、采用不同的板密度、高压压力及时间，生产制得的跑步机板的物理性能参数详见表1。
表1不同施胶量、板密度、高压压力参数对跑步机板物理性能的影响
实施例2
该实施例的实施过程完全参考实施例1，其具体的工艺参数有所调整：采用相同的木质纤维(具体是桉树纤维)，控制相同的施胶量(具体是185kg/m3)、相同施蜡量(具体是4.5kg/m3)，控制相同的纤维含水率为9.0-10.0％，采用相同的板密度(具体是770kg/m3)，采用相同的高压温度(具体为235℃)，调整控制不同的压机速度、以及各系统压力(不同压力组的各系统压力控制详见表2)，生产制得的跑步机板的物理性能参数详见表3，其中，从第十四系统开始对板的抗破坏力影响不明显，没有特别列出；而实际生产中，可以在如下范围内选择：第十四、十五、十六、十七系统20-60N/cm2，第十八系统40-80N/cm2，第十九系统50-100N/cm2，第二十系统50-120N/cm2，第二十一系统50-80N/cm2。
表2连续热压机各系统压力参数
表3不同压机速度、高压压力参数对跑步机板物理性能的影响
实施例3
该实施例的实施过程完全参考实施例1，其具体的工艺参数有所调整：采用相同的木质纤维(具体是桉树纤维)，控制相同的施胶量(具体是185kg/m3)、相同施蜡量(具体是4.5kg/m3)，控制相同的纤维含水率为9.0-10.0％，采用相同的板密度(具体是770kg/m3)，采用相同的热压的压力参数(具体为表3中的组4)，调整控制不同的压机速度、以及各区温度(不同压力组的各区温度控制详见表4)，生产制得的跑步机板的物理性能参数详见表5。
表4连续热压机各区温度参数
表5不同压机速度、各区温度参数对跑步机板物理性能的影响
对比例1
该对比例的过程与实施例1基本相同，其将木质纤维原料调整为柞木5kg，水曲柳20kg、白蜡木10kg、桦木20kg、榆木20kg、枣木20kg、橡木10kg等硬杂木纤维。由其制得的跑步机板的破坏力为1560N，吸水厚度膨胀率为6.0％，内胶合强度为0.85MPa。
对比例2
该对比例的过程与实施例1基本相同，将其施胶量调整为160kg/m3，板密度调整为730kg/m3。由其制得的跑步机板的破坏力为1320N，吸水厚度膨胀率为7.8％，内胶合强度为0.45MPa。
对比例3
该对比例的过程与实施例1基本相同，将其干燥步骤的纤维含水率调整为7.5％。由其制得的跑步机板的破坏力为1250N，吸水厚度膨胀率为8.9％，内胶合强度为0.43MPa。
对比例4
该对比例的过程与实施例1基本相同，将压机速度调整为320mm/s，高压压力调整为380N，高压温度为220℃。由其制得的跑步机板的破坏力为1200N，吸水厚度膨胀率为7.3％，内胶合强度为0.5MPa。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种跑步机板，成品密度为760-800kg/m3，其特征在于：由连续式平压法生产工艺制得，其工艺步骤包括：
步骤1，施胶：在木质纤维原料中施加石蜡、脲醛树脂胶黏剂，施胶量控制在170-200kg/m3，施蜡量控制在2-6kg/m3；
步骤2，干燥：施胶后的湿纤维进行干燥，纤维含水率控制在8％-11％；
步骤3，铺装、预压：干燥后的湿纤维进行铺装，铺装扫平后的板坯经连续预压实现板坯成型；
步骤4，热压：板坯进入连续式热压机热压，生产出连续的跑步机板，压机速度控制在300-310mm/s，高压温度控制在230-235℃，高压压力控制在400-450N/cm2；
连续式热压机各区温度控制为，一区：控制在225-235℃；二区：控制在220-235℃；三区：控制在205-220℃；四区：控制在195-205℃；五区：控制在175-190℃；
连续式热压机各个系统的压力控制为，第一系统200-250N/cm2，第二系统300-350N/cm2，第三系统380-440N/cm2，第四系统380-450N/cm2，第五系统320-430N/cm2，第六系统270-390N/cm2，第七系统220-350N/cm2，第八系统180-320N/cm2，第九系统150-290N/cm2，第十系统120-250N/cm2，第十一系统90-200N/cm2，第十二系统60-150N/cm2，第十三系统30-90N/cm2。
2.根据权利要求1所述的跑步机板，其特征在于：所述木质纤维为柞木、水曲柳、白蜡木、桦木、榆木、枣木和/或橡木纤维。
3.一种跑步机板的连续式平压法生产工艺方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤1，施胶：在木质纤维原料中施加石蜡、脲醛树脂胶黏剂，施胶量控制在170-200kg/m3，施蜡量控制在2-6kg/m3；
步骤2，干燥：施胶后的湿纤维进行干燥，纤维含水率控制在8％-11％；
步骤3，铺装、预压：干燥后的湿纤维进行铺装，铺装扫平后的板坯经连续预压实现板坯成型；
步骤4，热压：板坯进入连续式热压机热压，生产出连续的跑步机板，成品密度为760-800kg/m3；其中，热压工艺参数为：压机速度控制在300-310mm/s，高压温度控制在230-235℃，高压压力控制在400-450N/cm2；
连续式热压机各区温度控制为，一区：控制在225-235℃；二区：控制在220-235℃；三区：控制在205-220℃；四区：控制在195-205℃；五区：控制在160-190℃；
连续式热压机各个系统的压力控制为，第一系统200-250N/cm2，第二系统300-350N/cm2，第三系统380-440N/cm2，第四系统380-450N/cm2，第五系统320-430N/cm2，第六系统270-390N/cm2，第七系统220-350N/cm2，第八系统180-320N/cm2，第九系统150-290N/cm2，第十系统120-250N/cm2，第十一系统90-200N/cm2，第十二系统60-150N/cm2，第十三系统30-90N/cm2。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述木质纤维为硬杂木纤维。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述木质纤维包括5-90重量份的水曲柳木纤维、5-90重量份的柞木纤维、5-90重量份的白蜡木纤维、5-90重量份的桦木纤维、5-90重量份的榆木纤维和5-90重量份的枣木纤维。
6.根据权利要求1或2所述的跑步机板或根据权利要求3至5中任一项所述的方法制得的跑步机板在跑步机中的应用。
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