CN106142265A - 低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低施胶量环保木质单复合材料常压低温等离子体处理设备及其操作方法。一种低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，所述机体由型材框架拼装组成，低温等离子体电极基台安装在带式传送平台与辊式传送平台之间，带式传送平台安装在机体前端固定于型材框架上，辊式传送平台安装在机体尾端固定于型材框架上，微量施胶装置安装在型材框架上，位置处于低温等离子体电极基台后端，在辊式传送平台上方，还设有冷却风机位于机体内部，位于低温等离子体基台下方，机体外还设有上集风金属罩和下集风金属罩，还设有动力装置。还提供了操作方法。本发明提供的低施胶量木质单复合材料等离子体处理设备操作简便、可控性强、处理成本低。

Description

低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备及操作方法

技术领域

本发明涉及等离子体实验设备技术领域，公开了一种低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备及操作方法。

背景技术

等离子体是一种高能量的物质聚集态，其中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子、光子和自由基等活性粒子。利用等离子体对材料进行处理可引起材料表面的物理变化(如刻蚀、解吸、溅射、注入、激发和电离等)和化学变化(如氧化、分解、交联、聚合和接枝等)，以达到改变材料表面特性(包括亲水性、疏水性、粘合性、阻燃性、防腐性、防静电性以及生物适应性)的目的。等离子体可以通过辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电以及微波放电等方式产生。介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电。在两个放电电极之间充满某种工作气体，并将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖，也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体会被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电。

随着我国天然林保护工程的实施，人造板生产所用大径级原木供应日益紧张。速生树种(如杨木、杉木、桉木和松木等)的成功营种大大缓解了木材资源供不应求的矛盾。然而，速生树种由于生长周期短，导致了材质疏松，组织结构不均匀，木材强度低，易变形的问题，这给人造板的生产带来了技术上的难度。通过物理、化学和生物等方法对速生木材进行改性处理，从而提高了以其为原料的人造板产品性能，这已成为木材行业界的研究热点。通过低温等离子体改性提高木质材料的胶合性能是一条改善速生材人造板产品性能的有效途径。利用等离子体对木质材料表面进行改性的实验性研究已有报道，但没有工业化应用，而且，实验性研究报道中采用的常压低温等离子体处理方式主要是低温等离子体喷枪处理。这种等离子体喷枪的处理宽度有限，一般不超过100mm，且一次只能处理材料的一个表面，不适合工业生产中对宽幅木质材料的处理。介质阻挡放电低温等离子体处理在纺织纤维材料的改性方面应用比较广泛。例如：ZL 02151229.9和ZL 02151228.0分别公开了一种用于纤维物料表面改性的介质阻挡放电连续处理装置，该装置适合处理厚度非常小的材料如各种高分子薄膜和纤维纺织品材料，其介质阻挡放电的间隙比较小，一般不超过5mm，否则不易产生宽幅均匀的放电。显然上述这些处理设备都不适合厚度较大、有一定不平度和幅面尺寸较大的木质材料的工业化连续处理。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

现有的等离子体对木质材料表面进行改性的技术不适合厚度较大、有一定不平度和幅面尺寸较大的木质材料的工业化连续处理。

2、技术方案：

为了解决以上问题，本发明提供了一种低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，包括低温等离子体电极基台6、低温等离子体电源2和机体，所述机体由型材框架拼装组成，低温等离子体电极基台6安装在带式传送平台17与辊式传送平台18之间，并固定于机体的中部，带式传送平台17安装在机体前端固定于型材框架上，辊式传送平台18安装在机体尾端固定于型材框架上，微量施胶装置9安装在型材框架上，位置处于低温等离子体电极基台6后端，在辊式传送平台18上方，还设有冷却风机14位于机体内部，位于所述低温等离子体基台6下方，机体外还设有上集风金属罩12和下集风金属罩13，还设有动力装置，用于驱动带式传送平台17和辊式传送平台18上传动带的运动。

所述低温等离子体电极基台6包括低温等离子体放电模块、高度调节器。

所述低温等离子体电源为高频高压差分脉冲输出激励电源。

所述的低温等离子体放电模块包括低温等离子体电极，所述的低温等离子体电极由4组上下对称式刚玉或石英电极管组成。

所述低温等离子体电极为金属管或金属棒，且电极表面覆盖刚玉介质或者石英介质。

所述带式传送平台17由2根传送辊通过平面PVC带连接组成，所述辊式传送平台18由5根传送辊分别固定在机体的尾端型材框上。

还设有进料压辊装置和出料压辊装置，分别安装在机体的型材框架上，紧靠于低温等离子体电极基台6的前端和后端，所述的进料压辊装置和出料压辊装置分别由2对表面复合高硅橡胶套的硅胶辊并通过可调节压力装置的压合辊组成。

机体外还设有机柜，机柜中设有控制面板，低温等离子体电源2，控制面板上设有触摸屏3，分别与低温等离子体电源2、冷却风机14相连接，用于进行人机交互控制。

本发明还提供了低施胶量木质单复合材料等离子体处理设备的操作方法，包括以下步骤：步骤一、根据环保木质单复合材料的厚度，调整对应的低温等离子体电极垂直间隙，最大不超过10mm。将木质复合材料放置在带式传送平台上；步骤二、开启总电源开关15，开启低温等离子体电源，由触摸屏设置控制参数。按下启动开关；步骤三、电机输出动力驱动传送带运动，当工件的进入，此时位于表面覆盖陶瓷介质或者石英介质的电极中间的低温等离子体区域产生低温等离子体；当低温等离子体区域产生低温等离子体时，延时2秒，等离子体区域到达喷胶区域传送时间后，微量喷胶装置开始微量喷胶，当工件完全过了出口后，等离子体区域停止放电；微量喷胶装置也同时停止喷胶；步骤四、按下停止按钮，传送带停止运动。取走已处理的工件；步骤五、步骤三中产生的臭氧和热能经集风金属罩排到室外。

在所述的工件进入处和出口处设有传感器检测口。

3、有益效果：

本发明提供的低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明操作简便、可控性强、处理成本低；可根据处理试件的幅面尺寸及处理效果要求，灵活调整装置尺寸及处理工艺，且在常压空气中处理，处理成本低廉、效率高。

附图说明

图1为低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备的立体结构前视图。

图2为低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备的立体结构后视图。

图3为低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备的立体结构左视图。

图4为低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备的立体结构右视图。

图5为低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备的立体结构俯视图。

图6为低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备的立体结构立体图。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明进行详细说明 。

如图1-6所示，本发明提供了一种低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，包括低温等离子体电极基台6、低温等离子体电源2和机体，所述机体由型材框架拼装组成，低温等离子体电极基台6安装在带式传送平台17与辊式传送平台18之间，并固定于机体的中部，带式传送平台17安装在机体前端固定于型材框架上，辊式传送平台18安装在机体尾端固定于型材框架上，微量施胶装置9安装在型材框架上，位置处于低温等离子体电极基台6后端，在辊式传送平台18上方，还设有冷却风机14位于机体内部，位于所述低温等离子体基台6下方，机体外还设有上集风金属罩12和下集风金属罩13，还设有动力装置，用于驱动带式传送平台17和辊式传送平台18上传动带的运动。

所述低温等离子体电源通过高频高压差分脉冲发生器产生高频高压作用于低温等离子体上电极和下电极，使其中间区域产生低温等离子体放电区。

所述的低温等离子体发生部分是由高频高压差分脉冲输出激励电源和4组管式电极组成。高频高压差分脉冲输出激励电源是差分高频高压脉冲输出的电源，用于激励电极产生低温等离子体。放电电极为金属管或者金属棒或者其他圆形导电材料，表面覆盖一层刚玉介质或石英介质。高频高压差分脉冲输出激励电源输出端分别与两个电极相连接。两电极间的间隙为低温等离子体产生和处理区域。当两电极间隙所加电压达到间隙间空气的放电电压时，空气放电产生低温等离子体。

木质复合材料通过传送带到低温等离子体产生和处理区域，经过处理后，微量施胶装置9对木质复合材料进行施胶，然后通过传送带传到制定位置，取走已处理工件。所述微量施胶装置9，是由水溶性胶通过耐腐蚀软管，并由空压气体从微量喷胶头均匀的施胶。

所述的低温等离子体内部冷却风机是安装在机体内部，低温等离子体电极基台的下方。是由8根气管连接低温等离子电极和低温等离子体内部冷却风机的。其主要是对低温等离子体电极的内部冷却作用。

所述的带式传送平台安装在机体前端，是由2根传送辊通过平面PVC带连接组成，固定在柜体的前端型材框架上。

所述的辊式传送平台安装在柜体尾端，是由5根传送辊分别固定在柜体的尾端型材框架上。喷胶后的木质复合板上会有些滴落胶液从各传送辊自由滴落，清洗也相对简单。

所述的进料压辊装置和出料压辊装置，分别安装与基体的型材框架上，紧靠于低温等离子体电极基台的前端和后端。分别是由2对表面复合高硅橡胶套的硅胶辊并通过可调节压力装置的压合辊组成。是用于木质复合材料的压平作用。

还设有集胶室8和胶液回收箱10，所述的集胶室和胶液回收箱，是分别安装与微量施胶装置的上方与下方。集胶室是用于盛装水溶性胶液的，并通过管道输送到微量施胶装置喷嘴。胶液回收箱是用于收集微量施胶木质复合板材时滴落的残胶，便后二次施胶用途。

还设有进气油水分离器11，所述的进气油水分离器11是外挂在机体的侧板上，位于机体的后面。主要是用于分离进入微量施胶装置气体中含有的水分和油。并控制进气的压力输入。

还设有标准大地接线端子16，所述的标准大地接线端子16，是安装在机体的后方侧板上。可靠连接标准大地用的，低温等离子体是属于高压范畴，机体的可靠接线，可有效的保证低温等离子体的损耗及操作人员的安全性。所述的处理区域冷却排臭氧系统是由电极冷却系统和排臭氧系统两部分组成。电极冷却系统是由风扇与电极组成构成，通过风扇致使电极的温度保持稳定。排臭氧系统由后部的金属管、排气管和风机组成。用风机向外抽风，即可以排除臭氧，同时对电极进行外部冷却。冷却系统可确保放电过程中，电极外覆盖的介质不会应长期处于高温下而变形，而导致电极间产生的低温等离子体不均匀。

低施胶量环保木质单复合材料常压低温等离子体处理设备的工作过程如下：

将环保木质单复合材料放置带传输平台（可根据环保木质单复合材料的宽度，设计成不同长度的电极基台以及传输带）上，通过低温等离子体电极高度调节器调节低温等离子体放电的间隙。开启总电源开关，开启高频高压差分脉冲输出激励电源，由控制触摸屏设置传输带的运动速度、放电区域放电响应时间等等。按下启动开关，当环保木质单复合材料到达进料检测点时，低温等离子体区开启等离子体放电，环保木质单复合材料表面被处理，微量喷胶装置启动，环保木质单复合材料上表面被施胶。当环保木质单复合材料完全通过出口检测点时，低温等离子体区停止等离子体放电，微量喷胶装置关闭。按下停止按钮。工件处理完毕。

Claims (10)

1.一种低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，包括低温等离子体电极基台（6）、低温等离子体电源（2）和机体，其特征在于：所述机体由型材框架拼装组成，低温等离子体电极基台（6）安装在带式传送平台（17）与辊式传送平台（18）之间，并固定于机体的中部，带式传送平台（17）安装在机体前端固定于型材框架上，辊式传送平台（18）安装在机体尾端固定于型材框架上，微量施胶装置（9）安装在型材框架上，位置处于低温等离子体电极基台（6）后端，在辊式传送平台（18）上方，还设有冷却风机（14）位于机体内部，位于所述低温等离子体基台（6）下方，机体外还设有上集风金属罩（12）和下集风金属罩（13），还设有动力装置，用于驱动带式传送平台（17）和辊式传送平台（18）上传动带的运动。

2.如权利要求1所述的低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，其特征在于：所述低温等离子体电极基台（6）包括低温等离子体放电模块、高度调节器。

3.如权利要求1所述的低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，其特征在于：所述低温等离子体电源为高频高压差分脉冲输出激励电源。

4.如权利要求2所述的低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，其特征在于：所述的低温等离子体放电模块包括低温等离子体电极，所述的低温等离子体电极由4组上下对称式刚玉或石英电极管组成。

5.如权利要求4所述的低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，其特征在于：所述低温等离子体电极为金属管或金属棒，且电极表面覆盖刚玉介质或者石英介质。

6.如权利要求1-4任一权利要求所述的低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，其特征在于：所述带式传送平台（17）由2根传送辊通过平面PVC带连接组成，所述辊式传送平台（18）由5根传送辊分别固定在机体的尾端型材框上。

7.如权利要求1-4任一权利要求所述的低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，其特征在于：还设有进料压辊装置和出料压辊装置，分别安装在机体的型材框架上，紧靠于低温等离子体电极基台（6）的前端和后端，所述的进料压辊装置和出料压辊装置分别由2对表面复合硅橡胶套的硅胶辊并通过可调节压力装置的压合辊组成。

8.如权利要求1-4所述的低施胶量木质单复合材料低温等离子体处理设备，其特征在于：机体外还设有机柜，机柜中设有控制面板，低温等离子体电源（2），控制面板上设有触摸屏（3），分别与低温等离子体电源（2）、冷却风机（14）相连接，用于进行人机交互控制。

9.一种如权利要求1-8任一权利要求所述的低施胶量木质单复合材料等离子体处理设备的操作方法，包括以下步骤：步骤一、根据环保木质单复合材料的厚度，调整对应的低温等离子体电极垂直间隙，最大不超过10mm，将木质复合材料放置在带式传送平台上；步骤二、开启总电源开关，开启低温等离子体电源，由触摸屏设置控制参数，按下启动开关；步骤三、电机输出动力驱动传送带运动，当工件的进入，此时位于表面覆盖陶瓷介质或者石英介质的电极中间的低温等离子体区域产生低温等离子体；当低温等离子体区域产生低温等离子体时，延时2秒，等离子体区域到达喷胶区域传送时间后，微量喷胶装置开始微量喷胶，当工件完全过了出口后，等离子体区域停止放电；微量喷胶装置也同时停止喷胶；步骤四、按下停止按钮，传送带停止运动，取走已处理的工件；步骤五、步骤三中产生的臭氧和热能经集风金属罩排到室外。

10.如权利要求9所述的操作方法，其特征在于：在所述的工件进入处和出口处设有传感器检测口。