CN109746993A - 一种湿刨片的浸渍装置及湿刨片的浸渍方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于木材加工领域，具体涉及一种湿刨片的浸渍装置及湿刨片的浸渍方法。本发明显著提高了浸渍效果和运行稳定性。并且，本发明的浸渍装置可以改善阻燃剂在刨片上的覆盖率和均匀性，显著提高了刨片的阻燃性能。本发明不仅实现稳定的浸渍工艺，而且可以实现阻燃剂溶液的重复利用。本发明所使用的阻燃剂成本低，不会腐蚀传输装置，对刨片表面颜色影响极小，可以明显提升刨片的阻燃性能。使用本发明的浸渍方法，可以实现完全浸渍并且不需要精确控制进料速率、进料量，只需保证刨片在皮带上运行，不大量飘离皮带，保证刨片在浸渍池中的停留时间满足工艺设计即可，操作简单方便。

Description

一种湿刨片的浸渍装置及湿刨片的浸渍方法

技术领域

本发明属于木材加工领域，涉及木材加工用机器，具体涉及一种湿刨片的浸渍装置及湿刨片的浸渍方法。

背景技术

定向刨花板(OSB)是以杨木、松木等木材为原料，通过专用设备加工成刨片，经干燥、施胶、定向铺装、热压成型等工艺制成的一种定向结构板材。其表层刨片呈纵向排列，芯层刨片呈横向排列。这种纵横交错的排列，重组了木质纹理结构，彻底消除了木材内应力对加工的影响，使之具有优异的易加工性和防潮性。OSB内部为定向结构，无接头、无缝隙、裂痕，整体均匀性好，内部结合强度极高，因此“OSB”具有广阔的使用空间和发展空间。

然而，由于普通定向刨花板具有可燃性，使其在诸多领域的应用上受到了限制。尽管现有的定向刨花板通常通过添加阻燃剂改善阻燃性能，但其工艺往往复杂程度非常高，或者使用昂贵的阻燃剂导致成本居高不下，并且阻燃性能也无法满足更高安全性的要求。因此亟需对定向刨花板及刨片的生产装置和生产工艺作出改进，以期提升定向刨花板及刨片的阻燃性能，并使其能够在工业上实施批量生产。

发明内容

为改善上述技术问题，本发明提供一种湿刨片的浸渍装置，所述浸渍装置包括：入料口、浸渍池、浸渍传输结构、挤压结构、出料口；

所述浸渍传输结构包括上传输带与下传输带；

所述上传输带的至少一部分设置在浸渍池中，且所述上传输带设置有朝向下传输带的多个齿状部件；

所述下传输带的至少一部分设置在浸渍池中。

根据本发明的实施方案，所述下传输带可以进一步不设置或设置有朝向上传输带的多个齿状部件。当所述下传输带设置有齿状部件时，其与上传输带设置的齿状部件交错分布。

所述上传输带和下传输带可以为循环带，其形状可以根据需要设置，例如环形。

根据本发明的实施方案，所述入料口、挤压结构、出料口设置在浸渍池外。

根据本发明的实施方案，所述挤压结构的下游与额外的传输结构或料仓连接。根据本发明的实施方案，所述传输结构可以为传输带，例如皮带。

根据本发明的实施方案，所述浸渍池可以包含阻燃剂溶液。

根据本发明的实施方案，所述湿刨片的浸渍装置还包括回收装置，例如回收池。所述回收装置至少部分设置于挤压结构下方，以回收挤压出的阻燃剂溶液。优选地，所述回收装置至少部分设置于浸渍传输结构、挤压结构及其之间的连接装置和/或传输装置下方。

根据本发明的实施方案，所述浸渍传输结构、挤压结构、传输结构可分别连接有电机，以驱动其运行；

根据本发明的实施方案，所述下传输带可以设置有通孔，所述通孔均匀分布在所述下传输带上；

根据本发明的实施方案，所述下传输带的数量可以为连续式或分段式。当其为分段式，可以分为2个、3个或更多个工段；

当下传输带的工段数量为2个以上时，各工段依次相互连接，以输送物料，例如输送待浸渍和被浸渍的物料。优选地，所述物料为木材刨片，例如用于定向刨花板的刨片。

所述入料口设置在介于上传输带和下传输带之间的位置。优选地，所述入料口由上传输带和下传输带与介于其间的空间共同构成。例如，所述入料口位于所述上传输带和下传输带远端处的最大宽度大于所述入料口位于所述上传输带和下传输带近端处的最大宽度。

根据本发明的实施方案，所述上传输带与下传输带之间的距离、齿状部件的尺寸均是可以独立调节的。本领域技术人员应当理解，这可以根据物料的尺寸来确定和调节。

根据本发明的实施方案，所述挤压结构可以为挤压传输带或挤压运输螺旋；

根据本发明的实施方案，所述挤压传输带可以包括上挤压传输带与下挤压传输带；

根据本发明的实施方案，所述上挤压传输带与下挤压传输带之间的距离可以改变；

根据本发明的实施方案，所述上传输带、下传输带、上挤压传输带、下挤压传输带可以分别设置有与其皮带表面垂直或不垂直的通孔，例如可以选自网带。

当挤压结构选自挤压运输螺旋时，所述挤压运输螺旋挤压的压力为1N-50N，优选为1N-20N，例如10N；挤压的时间可以为1-7秒，优选为3-5秒；所述挤压的时间是刨片通过挤压运输螺旋的时间；优选地，可以通过调节挤压运输螺旋的转速来控制时间。

所述浸渍池与回收装置之间还设置有输送管道，以将回收装置回收的阻燃剂溶液回收至浸渍池。优选地，所述管道的一端、两端或中间还设置有过滤装置，以滤除物料碎块或碎片。作为实例，输送管道的材质可以为不锈钢或其他适宜材质；优选地，输送管道上设置有泵。

根据本发明的实施方案，所述浸渍池还设置有温度调节装置，例如加热器。

根据本发明的实施方案，所述浸渍池的长度、宽度和深度没有特别限定，本领域技术人员可以根据物料量、传输速度和需要通过浸渍达到的阻燃剂附着量来确定。

根据本发明的实施方案，浸渍传输结构中，上传输带与下传输带的宽度可以根据需要设置为相同或不同，优选相同。对于所述宽度没有特别限定，作为实例，所述宽度可彼此独立地选自800-3000mm，例如1000-2500mm，如1200mm、1400mm、1600mm、1800mm、2000mm。

本发明还提供一种湿刨片的浸渍方法，所述浸渍方法包括使用上述湿刨片的浸渍装置处理湿刨片，所述浸渍方法包括以下步骤：

(1)湿刨片从入料口进入到设置在浸渍池中的浸渍传输结构，进行浸渍；

(2)浸渍后的刨片经挤压结构挤压，去除部分阻燃剂；

(3)挤压之后的刨片进入额外的传输结构或料仓。

根据本发明的实施方案，步骤(1)具体为：湿刨片从入料口进入到设置在浸渍池中的上传输带与下传输带的缝隙；

根据本发明的实施方案，所述浸渍方法还包括任选的步骤(4)：将回收池中的阻燃剂溶液回收至浸渍池。

根据本发明的实施方案，所述浸渍方法还包括检测浸渍池中阻燃剂溶液的浓度的步骤。

如果检测到浸渍池中的阻燃剂溶液的浓度低于期望浓度，则补充阻燃剂或进行回收步骤。

根据本发明的实施方案，所述物料为刨片，例如湿刨片，特别是用于生产定向刨花板的湿刨片。对于所述湿刨片的规格没有特别限定。作为实例，所述刨片的宽度可以为5-40mm，例如10-30mm；厚度可以为0.4-0.8mm，例如0.5-0.7mm；长度可以为100-180mm，例如120-160mm。

根据本发明的实施方案，所述湿刨片的含水率为10-70wt％，例如30-50wt％。

根据本发明的实施方案，所述阻燃剂溶液为阻燃剂的水溶液，所述阻燃剂溶液的浓度可以为20-45wt％，例如25-40wt％，如30-35wt％。

根据本发明的实施方案，所述阻燃剂可以选自本领域已知的水溶性阻燃剂的任意一种、两种或更多种。例如，所述阻燃剂可以含有聚磷酸铵、磷酸铵、硫酸铵、硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠、磷酸脒基脲、氨基磺酸胍、聚磷双胍、磷酸二氢胍、磷酸氢二胍、硫酸胍等中的至少一种；优选地，所述阻燃剂可以为聚磷酸铵、磷酸铵和硫酸铵的混合物，硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠和磷酸铵的混合物，磷酸脒基脲、硼酸、硼砂和/或氨基磺酸胍的混合物。示例性地，所述阻燃剂中可以含有聚磷酸铵(例如聚合度低于20，例如6、8、10的聚磷酸铵)、磷酸铵和硫酸铵，例如质量比(1-3):(3-5):1的聚磷酸铵(例如聚合度低于20，例如6、8、10的聚磷酸铵)、磷酸铵和硫酸铵；示例性地，所述阻燃剂可以含有硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠和磷酸铵，例如质量比为2:3:2:3的硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠和磷酸铵。

根据本发明的实施方案，阻燃剂溶液的温度可以为10-45℃，例如20-35℃；

根据本发明的实施方案，刨片的浸渍时间可以为30秒-10分钟，优选为1-5分钟，例如2分钟、3分钟。

根据本发明的实施方案，挤压结构中，上挤压传输带与下挤压传输带挤压的压力可以为5-35N，优选为10-30N，例如20N。

根据本发明优选的实施方案，调节挤压的压力、上挤压传输带与下挤压传输带的长度，以使经过挤压的物料不会滴落阻燃剂溶液。

根据本发明的实施方案，浸渍后，由输出结构输出的刨片中的阻燃剂附着量为5-30wt％，优选为10-25wt％，优选为13.81％-20.84wt％；所述阻燃剂附着量指附着于刨片的阻燃剂重量占绝干刨片的重量百分比，其中所述阻燃剂的重量以固体阻燃剂计。

根据本发明，所述附着包括以吸附、浸润或其他方式结合至刨片表面及其内部的状态。

本发明的有益效果

本发明提供了一种物料，特别是用于定向刨花板的湿刨片的浸渍装置及浸渍方法，显著提高了浸渍效果和运行稳定性。并且，本发明的浸渍装置可以改善阻燃剂在刨片上的覆盖率和均匀性，显著提高了刨片的阻燃性能。本发明不仅实现稳定的浸渍工艺，而且可以实现阻燃剂溶液的重复利用。

本发明所使用的阻燃剂成本低，不会腐蚀传输装置，且回潮率低、不迁移、不析出、防霉变、无腐蚀，且分子基团结构稳定，热分解温度高，对刨片表面颜色影响极小，可以明显提升刨片的阻燃性能。

使用本发明的浸渍方法，可以实现完全浸渍并且不需要精确控制进料速率、进料量，只需保证刨片在皮带上运行，不大量飘离皮带，保证刨片在浸渍池中的停留时间满足工艺设计即可，操作简单方便。

附图说明

图1为本发明实施例的湿刨片的浸渍装置的结构示意图。

附图标记：1-湿刨片入料口，2-带状部件的上皮带，3-下皮带，4-上挤压皮带，5-运输皮带，6-回收池，7-泵，8-浸渍池，9-带网状通孔的下挤压皮带；10-电机。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

实施例中电机的型号：TDY75 5.5KW。

除非另有说明，下文中的百分比均指重量百分比。

实施例1

如图1所示的浸渍装置，该浸渍装置包括湿刨片入料口1、带状部件的上皮带2、下皮带3、浸渍池8、上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9、运输皮带5、回收池6、泵7、电机10。

湿刨片入料口1、上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9和运输皮带5均设置在浸渍池8外；

带状部件的上皮带2、下皮带3的一部分设置在浸渍池8中，一部分设置在浸渍池8外；

湿刨片入料口1与上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9分别设置在浸渍池8的两侧；运输皮带5与上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9设置在浸渍池8的同一侧；

运输皮带5设置在上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9的下方；

所述回收池6设置在上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9的下方。

所述带状部件的上皮带2、下皮带3、上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9、运输皮带5分别连接有电机；

浸渍装置还包括输送管道；输送管道设置在回收池与入料口之间；输送管道上设置有泵7。

湿刨片从入料口1进入到浸渍池8中带状部件的上皮带2与下皮带3之间的空间，被齿状部件和皮带推进并浸渍；湿刨片在浸渍池4中进行浸渍；挤压之后经设置在上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9挤压，刨片中的阻燃剂溶液进入回收池6；挤压后的刨片经运输皮带5输出；进行回收步骤，回收池6中的阻燃剂溶液通过设置在输送管道上的泵7将阻燃剂溶液输送至浸渍池8。

实施例2

实施例2装置的其他结构与实施例1相同，区别在于实施例2中的装置不含上挤压皮带4、带网状通孔的下挤压皮带9，但设置挤压运输螺旋。

实施例3-34

采用实施例1的装置浸渍湿刨片(湿刨片规格：宽度5-40mm、厚度0.4-0.8mm、长度100-180mm)；

阻燃剂溶液的温度为25±5℃；储罐中的阻燃剂溶液为硼砂、氨基磺酸铵、磷酸钠、磷酸铵按质量比2:3:2:3混合配制的阻燃剂水溶液。

上挤压皮带4与带网状通孔的下挤压皮带9挤压的压力为20N，至湿刨片无滴落液体时，挤压结束。

通过实施例3-26，以确定生产中不同厚度刨片的阻燃剂吸附量达到20％左右所需要的时间，测试结果见表2。

通过实施例27-34，以确定浸渍装置在使用过程中，浸渍池中阻燃剂溶液浓度的变化范围，测试结果见表3。

实施例35性能测试

对实施例3-26和实施例27-34使用浸渍装置得到的刨片进行测试，测试内容如下。

1、阻燃剂用量

通过检测喷洒前后刨片含水率变化计算阻燃剂用量。

(1)阻燃剂浓度检测：浸渍池内取50g左右阻燃剂溶液，从50g阻燃剂溶液中取2g滴入表面皿，放入50±5℃烘箱烘干2小时，计算固体含量。阻燃剂固体含量记为a。

(2)未浸渍刨片含水率测定：在进行该工序之前就近分别多次取样，间隔30秒，分3次取样，混合均匀。从混匀的刨片中随机选取10片刨片(面积不小于标准刨片面积的40％)，放入快速水分测定仪，在100±2℃、10分钟下，测得含水率，记为含水率b。

(3)阻燃刨片含水率测定：在挤压后的检查门处取样，间隔30秒，分3次取样，混合均匀。从混匀的刨片中随机选取10片刨片(面积不小于标准刨片面积的40％)，放入快速水分测定仪，在100±2℃、10分钟下，测得含水率，含水率记为c。

(4)阻燃剂附着量(指阻燃剂喷洒完毕附着到刨片的重量占绝干刨片的重量百分比)计算：

计算公式x＝(c-b)×a/((1-b)×(1-a-c))×100％。

2、阻燃刨片的阻燃效果检测

检测方法：

(1)将阻燃刨片在100±2℃烘箱烘10分钟，然后放在酒精灯上燃烧，目视判断刨片被引燃所需要的时间，记为阻燃时间。根据是否达到本步骤要求的阻燃时间判断该刨片是否达到该步骤的阻燃效果。

(1)在螺旋挤压器下方的检查门处取样，间隔30秒，分3次取样，混合均匀。从混匀的刨片中随机选取50片刨片(面积不小于标准刨片面积的40％)。

(2)将刨片放入100±2℃烘箱铺放均匀，无叠加，烘10分钟。

(3)在无风橱窗中，点燃酒精灯，用夹具竖向夹住阻燃刨片的一角，置于酒精灯上方，刨片最低角位于酒精灯外焰中心。观察刨片燃烧情况，记录刨片被引燃的时间，以及移开酒精灯后的续燃时间和阴燃时间。

刨片阻燃性的合格判断标准如表1所示。

表1.

阻燃性以阻燃合格率做判断结果：

阻燃合格率＝(阻燃性合格的刨片数量/刨片总数量)×100％。

实施例3-26的测试结果见表2，可根据表2的实验数据确定刨片的标准浸渍时间。实施例27-34采用的刨片规格为120mm x 20mm，测试结果见表3。

表2实施例3-26的测试结果

由表2的测试结果可知，当刨片厚度为0.6mm时，刨片在浸渍池中浸渍120秒，刨片的阻燃剂吸附量可达到20％左右。当刨片厚度为0.8mm时，刨片在浸渍池中浸渍180秒，刨片的阻燃剂吸附量可达到20％左右。

表3实施例27-34的测试结果

由表3可知，刨片吸附阻燃剂后再进行挤压回收阻燃剂后，浸渍池中的阻燃剂溶液浓度无明显差异。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种湿刨片的浸渍装置，其特征在于，所述浸渍装置包括：入料口、浸渍池、浸渍传输结构、挤压结构、出料口；

所述浸渍传输结构包括上传输带与下传输带；

所述上传输带的至少一部分设置在浸渍池中，且所述上传输带设置有朝向下传输带的多个齿状部件；

所述下传输带的至少一部分设置在浸渍池中；

优选地，所述下传输带可以进一步不设置或设置有朝向上传输带的多个齿状部件；当所述下传输带设置有齿状部件时，其与上传输带设置的齿状部件交错分布；

优选地，所述上传输带和下传输带为循环带，其形状为环形。

2.根据权利要求1所述的湿刨片的浸渍装置，其特征在于，所述入料口、挤压结构、出料口设置在浸渍池外；

优选地，所述挤压结构的下游与额外的传输结构或料仓连接；

优选地，所述传输结构为传输带；

优选地，所述浸渍池包含阻燃剂溶液；

优选地，所述湿刨片的浸渍装置还包括回收装置；所述回收装置至少部分设置于挤压结构下方，以回收挤压出的阻燃剂溶液；优选地，所述回收装置至少部分设置于浸渍传输结构、挤压结构及其之间的连接装置和/或传输装置下方。

3.根据权利要求1或2所述的湿刨片的浸渍装置，其特征在于，所述浸渍传输结构、挤压结构、传输结构可分别连接有电机，以驱动其运行；

优选地，所述下传输带设置有通孔，所述通孔均匀分布在所述下传输带上；

优选地，所述下传输带的数量为连续式或分段式；

当下传输带的工段数量为2个以上时，各工段依次相互连接，以输送物料，例如输送待浸渍和被浸渍的物料；优选地，所述物料为木材刨片。

4.根据权利要求1-3任一项所述的湿刨片的浸渍装置，其特征在于，所述入料口设置在介于上传输带和下传输带之间的位置；优选地，所述入料口由上传输带和下传输带与介于其间的空间共同构成；例如，所述入料口位于所述上传输带和下传输带远端处的最大宽度大于所述入料口位于所述上传输带和下传输带近端处的最大宽度；

优选地，所述挤压结构为挤压传输带或挤压运输螺旋；

优选地，所述挤压传输带包括上挤压传输带与下挤压传输带；

优选地，所述上传输带、下传输带、上挤压传输带、下挤压传输带分别设置有与其皮带表面垂直或不垂直的通孔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的湿刨片的浸渍装置，其特征在于，当挤压结构选自挤压运输螺旋时，所述挤压运输螺旋挤压的压力为1N-50N；挤压的时间为1-7秒，优选为3-5秒；

所述浸渍池与回收装置之间还设置有输送管道，以将回收装置回收的阻燃剂溶液回收至浸渍池；优选地，所述管道的一端、两端或中间还设置有过滤装置，以滤除物料碎块或碎片；

优选地，所述浸渍池还设置有温度调节装置；

优选地，浸渍传输结构中，上传输带与下传输带的宽度可以相同或不同，所述宽度可彼此独立地选自800-3000mm。

6.一种湿刨片的浸渍方法，其特征在于，所述浸渍方法包括使用权利要求1-5任一项所述的湿刨片的浸渍装置处理湿刨片，所述浸渍方法包括以下步骤：

(1)湿刨片从入料口进入到设置在浸渍池中的浸渍传输结构，进行浸渍；

(2)浸渍后的刨片经挤压结构挤压，去除部分阻燃剂；

(3)挤压之后的刨片进入额外的传输结构或料仓。

7.根据权利要求6所述的湿刨片的浸渍方法，其特征在于，步骤(1)具体为：湿刨片从入料口进入到设置在浸渍池中的上传输带与下传输带的缝隙；

优选地，所述浸渍方法还包括任选的步骤(4)：将回收池中的阻燃剂溶液回收至浸渍池；

优选地，所述浸渍方法还包括检测浸渍池中阻燃剂溶液的浓度的步骤；

如果检测到浸渍池中的阻燃剂溶液的浓度低于期望浓度，则补充阻燃剂或进行回收步骤。

8.根据权利要求6或7所述的湿刨片的浸渍方法，其特征在于，所述物料为刨片，例如湿刨片，特别是用于生产定向刨花板的湿刨片；

优选地，所述湿刨片的含水率为10-70wt％；

优选地，所述阻燃剂溶液为阻燃剂的水溶液，所述阻燃剂溶液的浓度为20-45wt％。

9.根据权利要求6-8任一项所述的湿刨片的浸渍方法，其特征在于，所述阻燃剂选自水溶性阻燃剂的任意一种、两种或更多种；

优选地，阻燃剂溶液的温度为10-45℃；

优选地，刨片的浸渍时间为30秒-10分钟；

优选地，挤压结构中，上挤压传输带与下挤压传输带挤压的压力为5-35N。

10.根据权利要求6-9任一项所述的湿刨片的浸渍方法，其特征在于，浸渍后，由输出结构输出的刨片中的阻燃剂附着量为5-30wt％；所述阻燃剂附着量指附着于刨片的阻燃剂重量占绝干刨片的重量百分比，其中所述阻燃剂的重量以固体阻燃剂计；

优选地，所述附着包括以吸附、浸润或其他方式结合至刨片表面及其内部的状态。