CN112454599B - 一种多功能超高密度板材制作工艺 - Google Patents

一种多功能超高密度板材制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能超高密度板材制作工艺，主要涉及板材制作工艺技术领域，包括能满足生产出纤维颜色为黑色或其它颜色定制、产品密度为1000kg/m3～1400kg/m3、产品厚度为2mm～25mm的多功能超高密度板的工艺流程。本发明整体在原有的中高密度板的生产工艺流程的基础上通过改进及设备改造升级，生产的多功能超高密度板，在不添加任何无机物填充的基础上，产品密度可以达到1400kg/m3；对施胶系统特殊改造，增加四路高压螺旋喷嘴雾化施胶管路，满足多功能超高密度板生产的施胶量需求；对板坯加热、加湿系统升级改造，在纤维进入压机之前，提前对纤维加热加湿，使纤维通过蒸汽蒸煮，充分软化，纤维的屈服性能增加，反弹力下降，便于生产出更高密度的板材。

Description

一种多功能超高密度板材制作工艺
技术领域
本发明涉及一种板材制作工艺，尤其是一种多功能超高密度板材制作工艺。
背景技术
当今中、高密度纤维板的生产工艺流程主要包括备料(削片或外购木片)、木片筛选和清洗、预蒸煮、蒸煮、热磨、调施胶、干燥、铺装、预压、板坯加热、热压、裁切、冷却、砂光、锯边、检验等工序，由此生产的中、高密度纤维板由于在原料使用，蒸煮、热磨、调施胶工序采用传统技术和措施，只能满足普通纤维板的使用要求，近年来，纤维板行业发展迅猛，产品市场细分化现象逐渐明朗，用户对产品的质量要求越来越高，随着用途的扩展，针对一些特殊场所和特殊用途的密度板，产品的使用性能要求也越来越全面，特种性能定制已经是市场上的迫切要求，市场上急需一种板材制作工艺能打破常规的多层压机生产工艺、连续压机生产工艺以及特殊连续压机生产工艺(发明专利号：ZL 201510848870.9)用于生产多功能超高密度板来迎合当今特种用途要求。
发明内容
本发明提供了一种多功能超高密度板材制作工艺，这种制作工艺能满足生产出纤维颜色为黑色或其它颜色定制、产品密度为1000kg/m3～1400kg/m3、产品厚度为2mm～25mm的多功能超高密度板。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括以下工艺流程：
(1)原料选择：木材原料选用生长周期至少三年的木材，木材的相对水份控制在35％～40％，木材原料加工成木片，木片尺寸范围是长16～30mm、宽15～25mm、厚3～5mm；
(2)纤维分解：木片经预热料仓165～175℃高温软化、0.8～0.9MPa高压后经高压缩比碾压式木塞螺旋机对木片进行撕裂，然后送入热磨机，通过热磨机将经过高温高压蒸煮过的木片分解成纤维，分解后的纤维在蒸汽的推动下，经喷放阀送入施胶管道；
(3)施胶：通过施胶系统的施胶管路进行施胶，施胶量为绝干纤维的50％～100％，在施胶的同时加入着色剂、防水剂、固化剂等辅助性能原料；
(4)干燥风送：干燥系统风速提高到32～36m/s，干燥管道长度延长到140米，混合后的纤维入口温度≤175℃，出口温度50～70℃，在风速32～36m/s的气流作用下将纤维含水率控制在8～10％；
(5)纤维风选：干燥过的纤维经旋风分离器气料分离后，纤维经过纤维风选设备在气流的作用下除去纤维中的重纤维束、胶块及其它杂质，然后通过二次风速系统把合格纤维送入计量料仓，被剔除的不合格纤维及杂质，通过自身重力沉落，经排渣螺旋机输送至废纤维料仓，最终送至热能中心焚烧；
(6)机械铺装成型：纤维在计量料仓皮带的输送下，经转速为45r/min斜抛辊打散后将纤维送至布料仓，纤维经42组布料辊，在整幅宽度上均匀铺装成型，板坯秤连续自动的检测板坯重量，扫平辊平整板坯表面调整厚度，板坯密度自动在线扫描仪实时监测板坯横向密度偏差，均平辊调整铺出合格板坯，成型后的板坯进入预压机，在预压机的效果下板坯密度变高，排出空气带走施胶纤维的多余水分，加大纤维之间的交织力，减少板坯厚度；
(7)板坯加热：通过板坯加热设备，使用温度为170～180℃的过热蒸汽，连续加热，利用高温过热蒸汽对纤维连续加热，提前给纤维加热、加湿，提高纤维温度到70～80℃，纤维表面含水率为10～12％；
(8)热压：板坯在双钢带连续压机钢带的夹持下进入连续压机，板坯在上下两条移动的钢带间进行压缩，在液压缸的作用下经压板、滚杆、钢带把压力传递给板坯，多组可单独控制温度的导热油二次循环系统持续给压板加热，温度通过压板、滚杆、钢带传递给板坯，板坯在高压和高温的连续作用下完成胶水固化及纤维由弹性变形到塑性变形的过程，形成素板；
(9)横截锯：双对角锯将连续平压后的素板根据要求裁切成一定规格尺寸的标准板，裁切后的素板通过辊筒运输机经测厚鼓泡检测，剔除不合格的产品后输送到冷却工序；
(10)冷却：通过翻板冷却机对素板进行冷却，使素板的芯层温度低于60℃；
(11)养生：素板经80～120小时堆垛养生后，进行砂光，锯切；
(12)砂光、锯切：素板经过堆垛养生后进入砂光，锯切工序，经砂光机对素板表面进行抛光，并砂削到一定的厚度规格，然后进入自动裁切锯进行锯边，满足成品板的尺寸规格要求；
(13)检验、包装：砂光、锯切后的成品板经质检人员检验分等后，分类进行包装；
(14)入库：检验、包装后的成品板，经验收后，放入仓库待售。
优选的，施胶系统经过特殊改造，施胶量在原有中高密度板施胶量的基础上提高100％～300％，增加四路且每路施胶流量为300kg/h的高压螺旋喷嘴雾化施胶管路。
优选的，连续压机的液压系统和框架承压布置均进行升级改造，液压系统的升级改造是压力布局的改造，压力布局的改造是使作用在板坯上的面压力要比原来的工艺高出100N/cm2,框架承压的改造是将连续压机定厚段的压力框架厚度由原来的40～50mm提高至70mm。
优选的，热压的生产工艺配合制作工艺进行调整：
(1)压力曲线方面，高压段的压力提高50～100N/cm2，高压段延长20％；
(2)温度方面，拉大连续压机入口至出口方向的温度梯度，连续压机入口温度设定到230～240℃，出口温度控制在≤160℃。
优选的，养生采取钢托架存放、恒温、恒湿堆垛养生的方法。
优选的，包装的要求：
(1)在成品板的下面加高强度托板，成品板的板面加盖板；
(2)用防潮、隔热膜包装。
本发明采用上述结构，具有以下的优点：整体在原有的中高密度板的生产工艺流程的基础上通过改进及设备改造升级，生产的多功能超高密度板，在不添加任何无机物填充的基础上，产品密度可以达到1400kg/m3；对施胶系统特殊改造，增加四路高压螺旋喷嘴雾化施胶管路，满足多功能超高密度板生产的施胶量需求；对板坯加热、加湿系统升级改造，在纤维进入压机之前，提前对纤维加热加湿，使纤维通过蒸汽蒸煮，充分软化，纤维的屈服性能增加，反弹力下降，便于生产出更高密度的板材。
附图说明
图1为本发明的压机压力改造后的分布图；
图2为本发明的压机压力改造前的分布图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
整体包括以下工艺流程：
(1)原料选择：木材原料选用生长周期至少三年的木材，木材的相对水份控制在35％～40％之间，木材原料加工成木片，木片尺寸范围是长16～30mm、宽15～25mm、厚3～5mm；较普通的密度板，原料选择更为严格，为了保证纤维强度，使其生产的板材物理强度更高，耐水性能、抗变形能力及尺寸稳定性更好；
(2)纤维分解：木片经预热料仓165～175℃高温软化、0.8～0.9MPa高压后经高压缩比碾压式木塞螺旋对木片进行撕裂，然后送入热磨机，通过热磨机将经过高温高压蒸煮过的木片分解成纤维，分解后的纤维在蒸汽的推动下，经喷放阀送入施胶管道；
(3)施胶：通过施胶系统的施胶管路进行施胶，施胶量为绝干纤维的50％～100％，在施胶的同时加入着色剂、防水剂、固化剂等辅助性能原料；由于多功能超高密度板生产工艺特殊，施胶系统经过特殊改造，施胶量在原有中高密度板施胶量的基础上提高100％～300％，增加四路且每路施胶流量为300kg/h的高压螺旋喷嘴雾化施胶管路，以满足多功能超高密度板生产的施胶量需求；
(4)干燥风送：干燥系统风速提高到32～36m/s，干燥管道长度延长到140米，混合后的纤维入口温度≤175℃，出口温度50～70℃，在风速32～36m/s的气流作用下将纤维含水率控制在8～10％；由于施胶量的改变，进入干燥管道的纤维的比重也在增加，原有中高密度板生产工艺要求的干燥风28～32m/s的风速，干燥热容量很难达到多功能超高密度板的生产工艺要求，因此通过反复的计算和试验，通过设备改造把干燥系统风速提高到32～36m/s、为了保证足够的干燥时间，干燥管道长度由原来120米，延长到140米；
(5)纤维风选：干燥过的纤维经旋风分离器气料分离后，纤维经过纤维风选设备在气流的作用下除去纤维中的重纤维束、胶块及其它杂质，然后通过二次风速系统把合格纤维送入计量料仓，被剔除的不合格纤维及杂质，通过自身重力沉落，经排渣螺旋输送至废纤维料仓，最终送至热能中心焚烧；
(6)机械铺装成型：纤维在计量料仓皮带的输送下，经转速为45r/min斜抛辊打散后将纤维送至布料仓，纤维经42组布料辊，在整幅宽度上均匀铺装成型，板坯秤连续自动的检测板坯重量，扫平辊平整板坯表面调整厚度，板坯密度自动在线扫描仪实时监测板坯横向密度偏差，均平辊调整铺出合格板坯，成型后的板坯进入预压机，在预压机的效果下板坯密度变高，排出空气带走施胶纤维的多余水分，加大纤维之间的交织力，减少板坯厚度；由于多功能超高密度板材施胶量较大，纤维不容易抛散，为了提高纤维抛散效果，此处斜抛辊的转速通过技能改造由32r/min提到45r/min；
(7)板坯加热：通过板坯加热设备，使用温度为170～180℃的过热蒸汽，连续加热，利用高温过热蒸汽对纤维连续加热，提前给纤维加热、加湿，提高纤维温度到70～80℃，纤维表面含水率为10～12％，使纤维得到充分软化，纤维的屈服性能变好，反弹力下降；纤维屈服性好有利于板材的吸水膨胀指标，反弹力下降、便于的密度提升，预压后的板坯在进入压机前，经过板坯加热系统，提前给纤维加热、加湿，缩短热压时间，提高热压效率；
(8)热压：板坯在双钢带连续压机钢带的夹持下进入连续压机，板坯在上下两条移动的钢带间进行压缩，在液压缸的作用下经压板、滚杆、钢带把压力传递给板坯，多组可单独控制温度的导热油二次循环系统持续给压板加热，温度通过压板、滚杆、钢带传递给板坯，板坯在高压和高温的连续作用下完成胶水固化及纤维由弹性变形到塑性变形的过程，形成素板；由于原来产品的工艺要求较低，设计性能无法满足1000kg/m3以上的超高密度板生产要求，针对压制超高密度，对连续压机的液压系统和框架承压布置均进行了升级改造,满足压制超高密度纤维板的压力分布要求，液压系统的升级改造是压力布局的改造，压力布局的改造是使作用在板坯上的面压力要比原来的工艺高出100N/cm2,就可以压制出密度更高，强度更高的密度板，框架承压的改造是将连续压机定厚段的压力框架厚度由原来的40～50mm提高至70mm；
热压的生产工艺配合制作工艺进行调整，使压制出来的超高密度板材剖面结构更加合理，(1)在压力曲线方面，高压段的压力适当提高50～100N/cm2，同时高压段延长20％，这样做出的产品，表面密度高，静曲强度高、抗变形能力强，解决了产品密度越高，越容易变形的性能缺陷，(2)在温度方面，拉大了连续压机入口至出口方向的温度梯度，连续压机入口温度设定到230～240℃，出口温度控制在≤160℃，这样及满足了超高密度板较大的热能需求，又避免了由于热压时间过长，造成板面胶水降解，强度、韧性下降；
(9)横截锯：双对角锯将连续平压后的素板根据要求裁切成一定规格尺寸的标准板，裁切后的素板通过辊筒运输机经测厚鼓泡检测，剔除不合格的产品后输送到冷却工序；
(10)冷却：通过翻板冷却机对素板进行冷却，使素板的芯层温度低于60℃；刚生产出的板半成品，脲醛树脂胶未充分固化，板含水率分布不一致，表层和芯层温差大，影响板的物理性能，需要冷却；
(11)养生：素板经80～120小时堆垛养生后，进行砂光，锯切；普通中高密度板的养生周期一般为48小时，多功能超高密度板由于密度高、散热慢，施胶量大、胶水改性，胶水达到最终固化强度时间长，所以需要养生的周期也较长，一般需要经80～120小时充分养生后，方可进行砂光，锯切，板在养生过程中，为了防止板子因受力不平及散热不均造成超高密度板发生不可逆转的变形，采取钢托架存放、恒温、恒湿堆垛养生的方法；
(12)砂光、锯切：素板经过堆垛养生后进入砂光，锯切工序，经砂光机对素板表面进行抛光，并砂削到一定的厚度规格，然后进入自动裁切锯进行锯边，满足成品板的尺寸规格要求；
(13)检验、包装：砂光、锯切后的成品板经质检人员检验分等后，分类进行包装；由于多功能超高密度板使用要求平整度和表面光洁度较高，包装工序也有特殊的工艺要求：(1)在成品板的下面加高强度托板，防止板材变形，成品板的板面加盖板，防止板面挫伤；(2)用防潮、隔热膜包装，防止板材受潮，热胀冷缩发生变形和尺寸发生变化；
(14)入库：检验、包装后的成品板，经验收后，放入仓库待售。
其中，上述提及的除经升级改造的设备和系统外其余设备或系统均是现有技术。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种多功能超高密度板材制作工艺，其特征在于：包括以下工艺流程：
(1)原料选择：木材原料选用生长周期至少三年的木材，木材的相对水份控制在35％～40％，木材原料加工成木片，木片尺寸范围是长16～30mm、宽15～25mm、厚3～5mm；
(2)纤维分解：木片经预热料仓165～175℃高温软化、0.8～0.9MPa高压后经高压缩比碾压式木塞螺旋机对木片进行撕裂，然后送入热磨机，通过热磨机将经过高温高压蒸煮过的木片分解成纤维，分解后的纤维在蒸汽的推动下，经喷放阀送入施胶管道；
(3)施胶：通过施胶系统的施胶管路进行施胶，施胶量在原有中高密度板施胶量的基础上提高100％～300％；施胶量为绝干纤维的50％～100％，在施胶的同时加入着色剂、防水剂、固化剂；
(4)干燥风送：干燥系统风速提高到32～36m/s，干燥管道长度延长到140米，混合后的纤维入口温度≤175℃，出口温度50～70℃，在风速32～36m/s的气流作用下将纤维含水率控制在8～10％；
(5)纤维风选：干燥过的纤维经旋风分离器气料分离后，纤维经过纤维风选设备在气流的作用下除去纤维中的重纤维束和胶块，然后通过二次风速系统把合格纤维送入计量料仓，被剔除的不合格纤维及杂质，通过自身重力沉落，经排渣螺旋机输送至废纤维料仓，最终送至热能中心焚烧；
(6)机械铺装成型：纤维在计量料仓皮带的输送下，经转速为45r/min斜抛辊打散后将纤维送至布料仓，纤维经42组布料辊，在整幅宽度上均匀铺装成型，板坯秤连续自动的检测板坯重量，扫平辊平整板坯表面调整厚度，板坯密度自动在线扫描仪实时监测板坯横向密度偏差，均平辊调整铺出合格板坯，成型后的板坯进入预压机，在预压机的效果下板坯密度变高，排出空气带走施胶纤维的多余水分，加大纤维之间的交织力，减少板坯厚度；
(7)板坯加热：通过板坯加热设备，使用温度为170～180℃的过热蒸汽，连续加热，利用高温过热蒸汽对纤维连续加热，提前给纤维加热、加湿，提高纤维温度到70～80℃，纤维表面含水率为10～12％；
(8)热压：板坯在双钢带连续压机钢带的夹持下进入连续压机，板坯在上下两条移动的钢带间进行压缩，在液压缸的作用下经压板、滚杆、钢带把压力传递给板坯，多组能够单独控制温度的导热油二次循环系统持续给压板加热，温度通过压板、滚杆、钢带传递给板坯，板坯在高压和高温的连续作用下完成胶水固化及纤维由弹性变形到塑性变形的过程，形成素板；所述的热压的生产工艺配合制作工艺进行调整：
①压力曲线方面，高压段的压力提高50～100N/cm 2，高压段延长20％；
②温度方面，拉大连续压机入口至出口方向的温度梯度，连续压机入口温度设定到230～240℃，出口温度控制在≤160℃；
(9)横截锯：双对角锯将连续平压后的素板根据要求裁切成一定规格尺寸的标准板，裁切后的素板通过辊筒运输机经测厚鼓泡检测，剔除不合格的产品后输送到冷却工序；
(10)冷却：通过翻板冷却机对素板进行冷却，使素板的芯层温度低于60℃；
(11)养生：素板经80～120小时堆垛养生后，进行砂光，锯切；
(12)砂光、锯切：素板经过堆垛养生后进入砂光，锯切工序，经砂光机对素板表面进行抛光，并砂削到一定的厚度规格，然后进入自动裁切锯进行锯边，满足成品板的尺寸规格要求；
(13)检验、包装：砂光、锯切后的成品板经质检人员检验分等后，分类进行包装；
(14)入库：检验、包装后的成品板，经验收后，放入仓库待售。
2.根据权利要求1所述的多功能超高密度板材制作工艺，其特征在于：所述的施胶系统经过改造，增加四路且每路施胶流量为300kg/h的高压螺旋喷嘴雾化施胶管路。
3.根据权利要求2所述的多功能超高密度板材制作工艺，其特征在于：所述的连续压机的液压系统和框架承压布置均进行升级改造，液压系统的升级改造是压力布局的改造，所述的压力布局的改造是使作用在板坯上的面压力要比原来的工艺高出100N/cm 2,框架承压的改造是将连续压机定厚段的压力框架厚度由原来的40～50mm提高至70mm。
4.根据权利要求3所述的多功能超高密度板材制作工艺，其特征在于：所述的养生采取钢托架存放、恒温、恒湿堆垛养生的方法。
5.根据权利要求4所述的多功能超高密度板材制作工艺，其特征在于：所述的包装的要求：
(1)在成品板的下面加高强度托板，成品板的板面加盖板；
(2)用防潮、隔热膜包装。
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