CN104552544A - 一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法及专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法及专用装置。喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法是将前端尖削且带有规则分布的无数小孔的喷汽喷蒸管平行于板坯表面地插入板坯内部后进行喷汽喷蒸处理，以对板坯进行加热，待板坯升至一定温度后移走喷汽喷蒸管，再继续对板坯进行加热或加压或加热加压的一种喷汽喷蒸热压方法。喷射管插入式喷汽喷蒸热压方法可有“一步法”和“两步法”之分。喷射的热源包括水蒸汽、过热水或其他热气体。本发明的目的在于提供一种可以减少能源消耗，提高生产效率，改善板材质量，设备制造技术简单，方法简易实施，不但可以适用于单层热压且可适用于多层热压，还可生产厚板，是一种可以广泛应用于人造板生产制造的一种喷汽喷蒸热压方法。

Description

一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法及专用装置

技术领域

本发明涉及一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法及专用装置。主要用于木材工业领域中的人造板生产制造。

背景技术

喷蒸热压技术是近20余年来国际上发展起来的一种人造板生产新工艺，其原理是在热压过程中将高温蒸汽注入板坯中，使板坯内部温度快速升高至胶的固化温度之上，加速胶的固化，缩短热压周期。它可以有效提高中纤板和刨花板的生产效率，保证产品产量，减少能耗，降低成本，在中密度纤维板和刨花板生产中具有广阔的应用前景。从技术角度而言，喷蒸热压工艺技术是先喷入高温蒸汽，然后抽真空的一种热压工艺。它的优点是板坯在厚度方向上受热均匀，特别适合厚板的压制，可缩短胶的固化时间，提高生产效率。国际上已有利用这种技术压制刨花板、定向结构板、中密度纤维板和一些非木质人造板的成功范例。

喷蒸热压工艺与常规热压工艺相比具有以下技术的特点：1)生产效率高。采用蒸汽喷蒸热压技术，热压时间大大减少，仅为常规热压方法(接触加热)的1/5至1/4，能有效地缩短热压周期，提高生产效率。2)产品质量高，性能好。采用喷蒸热压工艺，由于板坯表、芯层温度几乎同时提高，温差很小，从而避免了采用常规热压法压制出的成品密度梯度大的缺陷，使产品的断面结构均匀合理。采用喷蒸热压工艺时，板坯表层的温度远低于常规热压法(通常前者不超过140℃，而后者为180℃左右)，且板坯在很短的时间内被压实，因而能防止板面的胶粘剂预固化，减少产品的预固化层砂光余量，这不仅提高了产品质量，而且能降低产品成本。3)能量消耗少。喷蒸热压工艺属于直接加热法，热效率高，能量损失少，其热量消耗仅为常规热压工艺方法的30％左右。喷蒸热压能使板坯表、芯层温度迅速提高，木材的塑性好，且所采用的压力较低，一般为1.5至2.5MPa。液压系统消耗的电能少，仅为同等产量常规压机的1/10左右。4)甲醛释放量低。采用喷蒸热压工艺，通过后抽真空的处理过程，可达到有效降低板坯中的游离甲醛释放量，更趋符合产品绿色环保要求。5)产品厚度不受限制。常规热压法制厚板时产品质量难以保证，且生产效率也很低。而喷蒸热压法制板，成品厚度范围可达8至100毫米，压制厚板时更显出其优越性。

已有喷蒸热压技术原理及方法：

喷蒸热压机结构原理及工作方式。运用蒸汽喷蒸技术的热压机具有较特殊的结构，即热压机的压板表面上钻有直径为3毫米左右且按一定规律排列的蒸汽喷射孔。为防止细小纤维和刨花堵塞蒸汽射孔，压板上垫有防腐蚀、防氧化的金属网垫。网垫的边部用橡皮密封，以防止蒸汽泄漏。当压机闭合且板坯被压缩后，通过压板上的蒸汽喷射孔向板坯内喷射具有一定温度和压力的水蒸汽，水蒸汽从板坯表面冲向芯层，对纤维或刨花加热，使板坯整体温度迅速提高，促使胶粘剂快速固化，以提高热压机的生产效率。

喷蒸热压机生产中纤板、刨花板生产工艺方法。采用喷蒸喷射技术，可以单面喷射蒸汽，也可以双面喷射蒸汽，双面同时喷射蒸汽的效果更好。蒸汽压力根据胶种确定，目前，生产中多采用脲醛树脂胶，蒸汽压力通常为0.4至0.6MPa，相应的温度为140℃左右。其操作程序如下：1)板坯装进热压机，热压机启动，待热压板闭合时，用具有一定压力的饱和蒸汽，从板坯的上下两面(也可单面)注入。这样可使板坯在热压过程中芯层温度快速提高，以使板坯表层和芯层胶粘剂几乎同时达到完全固化；2)注完饱和蒸汽后，立即对板坯进行真空抽吸处理，这样可使注入板坯的蒸汽大部分回收，降低板坯的含水率。若板坯生产使用的是甲醛类胶，通过这种抽真空处理，还可明显降低板坯的游离甲醛释放量。

国外喷蒸热压工艺技术开发应用历程：蒸汽喷蒸热压法应用于人造板的工业化生产是从1987年前后开始的，其压机均为单层压机。最初采用蒸汽喷射热压法的是新西兰某公司(现为住建日商株式会社)，产品是以松木等为原料的定向大片刨花板的内层与中密度纤维板的表层组合而成的一种新颖的3层结构的板材。其次是美国威斯康星州的威哈查公司，采用脲醛树脂胶粘剂生产门芯用刨花板。1989年葡萄牙某厂开始用蒸汽喷射热压法生产中密度纤维板。1991年底美国明尼苏达州的某公司使用聚氨基甲酸酯树脂胶粘剂开始采用蒸汽喷射热压法生产定向大片刨花板。1996年美国泛太平洋中纤板公司位于荷克拉马州的厚型蒸汽喷射法热压生产线投产。

国内喷蒸热压工业技术开发应用进展：首先是深圳市福英达工业技术公司与美国金森公司作，从1997年开始就对该技术进行研究，经过小试生产性试验，已经成功地运用该技术生产了合乎要求的厚型与超厚型刨花板与中纤板。其次是南京林业大学和江苏盐城轻通机械有限公司于合作开发研制出喷蒸热压技术，拥有自己知识产权，申报了专利(专利号：ZL99229141)，利用该技术完善喷蒸热压装置，并于2003年初合作承担对广东蕉岭县德兴隆中密度纤维板厂的技术改造。

蒸汽喷蒸热压法可广泛地应用于中密度纤维板和刨花板的热压生产，特别是应用于厚板的生产。这对新产品的开发、提高木材利用率和替代某些实木制品都大有益处。运用蒸汽喷射热压技术，可以生产低密度、低甲醛释放量的多种高质量板材，代表了世界人造板工业的最新发展水平，是当代热传导技术、计算机控制技术综合应用于人造板工业的高新技术成果，它的推广应用必将对我国人造板工业的发展起到积极的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以减少能源消耗，提高生产效率，改善板材质量，设备制造技术简单，方法简易实施，不但可以用于单层热压且可用于多层热压，还可生产厚板。它是喷射管插入板坯内进行喷汽喷蒸处理的一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法。

一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法是将约干根前端尖削且带有规则分布的无数小孔的喷汽喷蒸管平行于板坯表面地插入板坯内部后进行喷汽喷蒸处理，以对板坯进行加热，待板坯升至一定温度后移走喷汽喷蒸管，再继续对板坯进行加热或加压或加热加压的一种方法。

一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法的喷汽喷蒸管可从板坯的周边插入板坯内，或可从板坯的一边插入或两对边插入或者四周插入。

一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法可有“一步法”和“两步法”之分。一步法即喷汽喷蒸处理和胶黏剂的固化胶合在同一压机内完成。两步法即先期对板坯进行喷汽喷蒸处理后再送入压机内，然后再是胶黏剂的固化胶合。

一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法的喷射管具有前端尖削，插入板坯内的管段具有无数喷汽喷蒸小孔，后端配有蒸汽控制阀门的特征。喷射管横断面可以是圆形或方形或椭圆形等规则或不规则形状的几何体，其直径或当量直径为3至25毫米。喷汽喷蒸小孔的形状可以是圆形或方形或其他形状或装配有专门的喷嘴。喷汽喷蒸小孔的直径或当量直径为0.1毫米至5毫米大小。

一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法，包括以下步骤：

1)板坯制造。按人造板制造已有技术将施胶纤维或刨花或其他人造板单元体制造成一定质量或一定厚度的符合工艺要求的人造板板坯；板坯厚度一般可为25毫米至300毫米之间。

2)喷汽喷蒸处理。在板坯进入压机后，在板坯受压或不受压的情况，将喷汽喷蒸管插入板坯内，并开启蒸汽控制阀对板坯进行喷汽喷蒸加热处理，由于蒸汽的热含量大，所以板坯快速升温，待板坯温度达到要求后停止喷汽喷蒸并移出喷汽喷蒸管，或移出喷汽喷蒸管与停止喷汽喷蒸先后进行；蒸汽压力为0.1至2.5MPa，喷汽喷蒸时间一般可控制在3秒至60秒之间。

3)热压。待喷汽喷蒸管移出后，热压板对板坯进行加热加压，直至胶黏剂固化；热压温度可控制在常温至250℃之间，热压时间根据胶黏剂的固化及素板质量确定。

4)后期处理。热压完成后，按现有人造板生产技术对板材进行后期处理。

以上方案是根据现有人造板生产中的板坯厚度一般为产品厚度的3至20倍，板坯形成后板坯内部比较松散，完全可以将带有尖削的喷射管插入板坯内部而不至于破坏板坯结构，且快速将板坯升温至一定温度，满足工艺要求。

喷汽喷蒸专用装置，包括喷汽喷蒸管、蒸汽流量控制阀及蒸汽控制总阀。其特征在于喷汽喷蒸管是一根前端具有一定尖削度，插入板坯内部的管道上有无数喷汽喷蒸小孔，可以对板坯进行喷汽喷蒸处理。

一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法具有以下优点：

1)与现有的喷汽喷蒸热压法相比，具有设备简单，投资少，易于实施，且可用于多层热压等优点。压板喷蒸法由于压板具有加热和喷蒸两套蒸汽通路，从而加大压板厚度尺寸，且压板构成复杂，技术难度大，因而一般都只用于单层热压。射管喷蒸热压法可以在不改变现有热压机的基本构成的前提下，加装一套喷蒸系统即可实现喷蒸热压，且喷蒸系统结构简单。

2)与普通热压法相比，具有压板喷汽喷蒸的喷蒸热压方法相同的优点。即产量高，质量好，节约能源，降低脲醛树脂胶黏剂板中的甲醛释放量，且可用于厚板生产等。

附图说明

图1喷汽喷蒸系统的基本组成

图2喷汽喷蒸热压系统的基本组成

图3喷汽喷蒸示意图

图中：1蒸汽进汽总管 2蒸汽流量平衡调节阀 3喷汽喷蒸管 4蒸汽喷口5蒸汽控制总阀 6喷汽喷蒸系统 7上热压板 8板坯 9下热压板 10蒸汽

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：纤维板的一步法喷汽喷蒸热压工艺

结合附图，本实施例的喷汽喷蒸热压系统由热压机系统和喷汽喷蒸系统两大部分组成。喷汽喷蒸系统则由蒸汽进汽总管1、蒸汽流量平衡调节阀2、喷汽喷蒸管3、蒸汽喷口4、蒸汽控制总阀5几部分构成，喷射管具有前端尖削，插入板坯内的管段具有无数喷汽喷蒸小孔，后端配有蒸汽控制阀门的特征。

喷汽喷蒸系统是将蒸汽源供给的蒸汽通过蒸汽控制总阀5，再通过蒸汽流量平衡调节阀送入喷汽喷蒸管，然后经过蒸汽喷口喷入板坯内，对板坯进行喷汽喷蒸处理。蒸汽控制总阀的作用是控制喷蒸时间；蒸汽流量平衡调节阀的作用是调节各喷汽喷蒸管的蒸汽流量，使各喷汽喷蒸管的喷蒸量相等或相近；喷汽喷蒸管的尖削头的作用是将纤维推向喷汽喷蒸管的周围，尽量保持板坯结构不被破坏。

加工时先按已有纤维板制造技术将施加有胶黏剂的纤维铺装成纤维板坯送入压机内，并由压机对板坯施加一定的压力；利用纤维板坯的松散性，将布置在压机两边的喷汽喷蒸管同时从左右压机两边插入板坯内，见图2和图3，并保持板坯完整，打开蒸汽控制总阀，对板坯进行喷蒸处理，待板坯达到一定温度后，关闭蒸汽控制总阀，并将喷汽喷蒸管移出板坯；最后压机对板坯继续加热加压，直至胶黏剂固化和板材质量符合要求，如此制成出纤维板。

Claims (6)

1.一种喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法，其特征是将前端尖削且带有规则分布的无数小孔的喷汽喷蒸管平行于板坯表面地插入板坯内部后进行喷汽喷蒸处理一种热压方法。

2.根据权利要求1所述的喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法，其特征在于所述热压方法是一种用于人造板生产制造的方法。

3.根据权利要求1所述的喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法，其特征在于所述喷汽喷蒸处理可以在板坯进入压机内进行，也可在板坯进入压机之前进行。

4.根据权利要求1所述的喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)板坯制造。按人造板制造已有技术将施胶纤维或刨花或其他人造板单元体制造成一定质量或一定厚度的符合工艺要求的人造板板坯；板坯厚度一般可为25毫米至300毫米之间。

(2)喷汽喷蒸处理。在板坯进入压机后，在板坯受压或不受压的情况，将喷汽喷蒸管插入板坯内，并开启蒸汽控制阀对板坯进行喷汽喷蒸加热处理，由于蒸汽的热含量大，所以板坯快速升温，待板坯温度达到要求后停止喷汽喷蒸并移出喷汽喷蒸管，或移出喷汽喷蒸管与停止喷汽喷蒸先后进行；蒸汽压力为0.1至2.5MPa，喷汽喷蒸时间一般可控制在3秒至60秒之间。

(3)热压。待喷汽喷蒸管移出后，热压板对板坯进行加热加压，直至胶黏剂固化；热压温度可控制在常温至250℃之间，热压时间根据胶黏剂的固化及素板质量确定。

(4)后期处理。热压完成后，按已有人造板生产技术对板材进行后期处理。

5.根据权利要求1所述的喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法的专用装置，包括喷汽喷蒸管、蒸汽流量调节控制阀、蒸汽进汽总管和蒸汽控制总阀。其特征在于喷汽喷蒸管为一个前端尖削且带有无数规则分布的小孔，其截面形状可为圆形、方形或椭圆形等规则形状，小孔可为圆孔或其他形状或装有专用喷嘴等，其带有尖削的一端具有喷汽喷蒸小孔，而另一端与热源联接。

6.根据权利要求1所述的喷射管插入式的喷汽喷蒸热压方法所述喷射的热源可为水蒸汽、过热水或其他热气体。