CN1375386A - 利用单板旋切机下脚料芯轴制作优质细木工板加工工艺和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用单板旋切机加工后的废弃物料生产优质细木工板的新工艺及专用加工设备。新的加工工艺中包括将芯轴干燥至含水量10%以下,再将其截选后放入专用设备中处理成横截面为凸形的芯条板。再将中间过度层、面层热压并固化,经整形后形成成品,本发明中还涉及专用芯板成形机,该设备可以将截成标准长度的芯轴一次制成两片横截面为阶梯形的芯板条,主要结构由输送链、撮动轮、组合刨刀和组合锯片组成。

Description

利用单板旋切机下脚料芯轴制作优质细 木工板加工工艺和设备

                     技术领域

本发明属于细木板加工工艺和专用加工设备的新设计方案，特别是利用废旧工业原料加工优质人造细木工板的综合工艺和设备。

                     背景技术

植物在人类生存环境中起决定性作用。树木则是植物中占主体地位的品种，人们又不得不采伐大量的树木以满足人类社会的种种需求，所以人类是在自己毁灭自己。当人们认识到这一问题的严重性后开始大规模的自然保护运动，减少甚至禁止砍伐森林已在许多国家立法，扩大播种和维护森林生长则成为同样重要的另一方面。但是，人们无法遏制对木材的需求量，甚至不能遏制日益增长的需求量，禁止使用木材是不可能的。所以，人们已经充分认识到了更重要的一项工作，即是如何尽量提高木材的利用率以对抗森林的负增长。日益发展的人造板，复合拼接板和集成材，正是这种需求下的产物。人们将木材分解加工，如旋切成单板，刨切成面板，刨花片，甚至是锯沫，就可以重新粘合成材，不但充分利用了木材，而且强度高，花纹优美，也能适应人们追求纯木天然的爱好。所以木材的深加工已成为木材行业中最重要的基础企业。各种各样的合成材、集成材、层压板等木质新材料发展的极为迅速。细木工板即是其中最常见应用最广泛，而且也最重要的一种。

优质细木工板不但是建筑、家具、装修及航空运输方面重要基础材料，而且为木材的节约和充分利用提供了绝好的技术基础。因为细木工板结构中的中间芯板可以采用许多企业的产品加工中木材的下脚料，这不但使木材总的利用率提高，而且可以大大降低细木工板的成本。所采用规格极难统一的下脚料虽然可以降低原料成本，但是其加工起来费时费工，拼合芯板时很难将工序转入机械化自动化生产。由于下脚料的混杂，木性的差异使加工的难度加大，难以实现大批量高效率的机械化生产，而且也容易在长期应用中产生变形，难以批量生产优质细木工板。所以，芯板加工在细木工板的制作中历来是关键的环节，中间过渡层和两边面层的粘合则往往取决于设备质量和胶的水平，并不是生产的关键也不存在什么工艺上的难度。

                         发明内容

本发明的目的是提供一种利用单板旋切机下脚料进行优质细木加工的新工艺和为这种小直径圆棒状芯轴废料所专门设计的芯板成形设备。为利用下脚料进行规模化机械化生产提供完整的技术支持。

本发明的关键之一在于本发明所采用的基本原材料为单板旋切机加工单板后所抛弃的小直径芯轴，用它来做细木工板的芯板原料。在生产单板的基地，这样芯轴堆积如山，其直径在5厘米左右，长度0.9-2米之间几何尺寸相当标准，但其多为木料中的芯材，强度较差已失去利用的价值，均做为烧材处理。在单板生产集中的地方，芯轴甚至是一个公害无法处理。其木质差，纤维短缺陷多造纸浆都没有相应的价值.但经过我们反复实验研究证明单板旋切机下来的小直径芯轴，其抗压强度，处理拼接后的弹性模量、抗弯区和变形能力均不低于优质木材的边脚料。而且由于其基本原料几何尺寸规范，木材性能(包括材质、纤维走向密度，热膨胀系数)趋于一致，所以特别适合于形成机械化、规模化加工，而有利于全面降低成本和提高质量。经过多年试验终于研制成以单板旋切机下脚料为基材的优质细木工板加工的工艺和专用机械设备，从而为堆集成害的废料找到了出路，并为细木工板的生产技术开僻了一个新的领域。

具体的工艺技术中，仍然包括常规的中间过渡层和表面装饰层与芯板的热后粘合工序。而芯板的拼接粘合则采取了全新的工艺处理方法，特别是芯板的拼接粘合中采用的专用设备中从基料到芯板条块的一次成型和芯板条纵向的阶梯形拼接成为本工艺中特殊的要点。具体的工序则可由以下几步完成：

(1)芯轴干燥：本道工序所采取的是自然干燥和烘干相结合的方法。由于旋切时要求木材保持相对高的含水量，所以，芯轴的含水量通常是很高的。所以我们将芯轴加工之前必须将其口多余水分脱去以防止在其变成芯板中的一部分时会随其干燥而引发变形。自然干燥时，是将芯轴纵横排按层次错排列均匀分散码成垛，留有通风缝隙，自然风干5-7天，然后再将其转垛进入烘干窑，在60℃-150℃下，烘烤5-10天，保证水分含量下降到10％以下。

(2)截选成型。将水份含量低于10％以下的芯轴取出烘干窑，去除疤结烂裂不可能再利用的部分，截成20-30厘米长的短圆柱状，然后送入专用设备成型，一次加工成为两片相同的横截面为凸或条形芯条板。这样条形芯板侧面可形成良好的阶梯对拼。

(3)芯板的拼接，在这道工序中将已加工好的芯条板端面刷胶可接长，将条形芯板的侧面阶梯形面抹胶后错对拼粘合，粘合过程中注意让芯条板横端面接口交错从而拼粘成为一个面积为1.2×2.4米厚度为13-15毫米的芯板板面，然后整形刨平，裁截标尺。在加工过程可施加周边侧向压力10-15公斤/平方厘米，上下利用循环热压箱板加压2-3公斤/平方厘米，加热为80℃-120℃。

(4)过渡层加工，将找平的芯板上下两横向铺整一层涂好胶的单板，上下加热加压固化处理，压力可在2-3公斤/平方厘米，温度80℃-120℃，固化后裁截标尺，表面砂光，这样就大大加强芯板的抗弯(横向强度)。

(5)表面层加工装饰面层的加工和中间过度层的加工工序基本相同。所不同的是所采用的原料是优质装饰性面板，将其涂胶后粘在过渡层上面加压3-5公斤/平方厘米，加热80℃-120℃，3-5分钟后即可固化。

(6)砂光整形，包装。将加工好的细木工板的装饰表面处理，进一步按国标国际标准裁截尺寸，然后即可包装入库，准备出厂。

下面给出专用加工设备附图及其加工过程的示意图以进一步说明本专利是如何借助专用设备实现发明目的的。

                              附图说明

附图1为专用设备成型机的结构示意图。

附图2为喂料辊的位置与形状示意图。

附图3为阶梯面组合刨刀总成的位置示意图。

附图4为辊式刨刀的结构示意图。

附图5这经过组合刨刀加工后芯轴的横截面示意图。

附图6为组合锯的位置示意图。

附图7为经组合锯后芯轴转化为芯条板时成型机截面图。

附图8为加工成芯条板后的横截面示意图。

附图9为芯条板拼粘为芯板的示意图。

图中1代表长条形机架，2代表待加工中已烘干的芯轴，3代表链式传送机构，3A代表传输链条，3A1代表传输链条上的送料挡片，3B代表输送链轮，4代表喂料辊总成，4A代表下喂料辊，该辊的轴与加力驱动机构相连，4B从动上喂料辊，4C代表带复位簧机构的从动辊支架，5代表组合刨刀总成，5A代表上刨刀组，5B代表下刨刀组，6代表组合锯片，6A代表锯片轴，7A为下承重输料辊，7B上限位上输料辊，7C为输料短辊，8为分料板，9为刨切后的芯轴，10为锯切后的芯板条，11为拼合状态下的芯板，12为中间过渡层，13为装饰面层。

                  具体实施方式

本发明工艺得以实施的关键在于将工业下脚废料在专用设备中一次成型为标准拼接芯板的原料条块，从而使其能够顺利进入批量机械化生产，从而保证低成本与高质量地制成优质细木工板，从附图给出的专用成型机的结构示意图，和各关键组合的结构示意图可以清楚地看出本发明的设计思想和具体实施方案。

专用设备的关键结构是一个流水作业机，总体装配在一个长条形的机架1上，按顺序定位在机架最前方的是输送总成3了，撮动式喂料辊总成4，组合刨刀5，组合锯片6以及配套的输送辊(7A，7B，7C)和动力传输机构。经烘干并截为标准长度的芯轴2，从料斗放在输送链条总成3A上，由其上的送料挡片3A1强行推入喂料辊总成4，再进入组合刨刀5区将两个阶梯面加工完成形成中间产品—刨切后的料条9，然后在后继上来料轴推动下进入组合锯片6区，被截去两边沿并中间分开成为两片对称的凸形结构芯板条，然后推出机体。整个过程简洁、规范、高效率、高标准一次形制成可以拼合的横截面为凸形条形芯条板10。

在芯条板10的加工过程中充分利用了原下脚料几何尺寸规范的这一特点，从而形成机械化加工的优势、降低了产品的综合成本，由此而讲，采取废弃原料是本次发明成功关键的一步。其二在于，加工专用设备决定了其真正的技术价值。所以专用成型机亦是本发明获取成功的又一关键设计。

在成型机中，链条输送总成3是由宽辊链条3A和传动链轮3B组成。链条上设计有推料挡片3A1，当芯轴2落入链条3A上后由3A1推动其进入喂料辊总成4。喂料辊总成4即是由两对撮动式送料辊组成，下料辊4A和上料辊4B组成一个撮动送料结构，使半圆鞍形辊对合成一个与芯轴2外圆尺寸近以的输送通道。下料辊4A的轴与传动机构相连是主动辊，上料辊4B定位在由复位簧支撑的弹性支架4C上，形成从动撮合辊，这样在芯轴2进入后会被撮动送进组合刨刀5的工作区。

组合刨刀5分上下两组，共六个滚动刨刀，其结构位置设计见图4图、图5所示，每三刨刀(5A、5B)成品字状分布，定位机架上，每个刨刀均采用辊式机制刨刀的基本结构，每个刨刀辊上设有三一六把刀片，刀片的吃刀量成等差数列均布。还可以在刨刀5A的设置上采用不同的结构刨刀组合成品字形。最上或最下面的刨刀采用辊式机制刨刀。两侧边采用定位刨刀，可分为二到四道设置，固定在机架上，利用其多道刨切完成侧通台阶的加工。加工完的芯轴其上下面出现了阶梯形结构的芯轴9(见图5)。刨刀的形状结构位置可以有多种组合分布形式，从而使生成的阶梯形表面可以是凸形、

形、 形等等。可按芯轴木质的差异而采取多元化设计，以适应原料的千变万化。该料轴在后续料推动下进入组合锯片6的工作区，此时芯轴料9受限位转输辊(7A，7B)的承重和上下限位，以保证锯片的正常工作。

在组合锯片6区，三个平行设置的同轴6A锯片定位在机架1上，锯片轴6A与动力驱动机构直接相连随着芯轴2推进经刨切加工之后变成带阶梯边的芯轴料条9，它被推入组合锯片6工作区被三个锯片加工成两个对称芯板条10，然后推上设在机架上的传送辊7C送出成型机外，至此其成型加工结束。一根芯轴2变成2个对称的横截面为凸的芯板条10。

将以上加工出来的芯板条10侧面阶梯形涂胶，端涂胶即可拼粘成1.2×2.4米的芯面板。待加压，加热固化后整修平整，标尺截裁后配上中间过渡层单板和双面装饰性面板，涂胶加压固化后，再经整形砂光标尺裁截即可成优质的细木工板。

由于以上工艺有专用设备的配合；使下脚料的加工变成了规范化的大工业生产，可以严格地把握其加工质量，并有效地降低了生产成本，真正实现了变废为宝，而且完全可以与优质木材加工出的产品相比美，所以其社会效益、环境效益和经济效益均十分显著，而且其根原因于本工艺和本设备的设计。

Claims (10)

1、一种利用单板旋动机下脚料芯轴(2)制取优质细木板的加工工艺，包括芯板的拼合修整，中间层(12)与表面层(13)的热压粘合工序，其特征在于该工艺中芯板(10)原料所采用的是单板旋切机加工后的小直径芯轴(2)，并采用一次加工成形为纵方向上呈阶梯形拼接新工序，具体工艺路线如下：

(1)芯轴干燥，

(2)截选成型，

(3)芯板拼接，

(4)加粘过滤层，

(5)加粘表面层，

(6)砂光整形，

2、根据权利要求1所说的优质细木工板加工工艺，其特征在于芯轴干燥采取自然干燥和入窑烘干两步完成，自然干燥采取纵横层间隔码垛自然风干5-7天，烘干窑内温度60℃-150℃，烘干5-10天，使含水量低于10％。

3、根据权利要求1所说的优质细木工板加工工艺，其特征在于截选成型工序中将烘干后的芯轴(2)去除废疤烂裂部分截成20-30厘米长度，然后送入专用设备中加工成两片相同的横截面呈阶梯形的条形芯板(10)。

4、根据权利要求1所说的优质细木工板加工工艺，其特征在于芯板拼接工序中将芯板条(10)两个阶梯面刷胶后交错对应，横断面错位相间，拼接成一个面积为1.2×2.4米，厚13-15毫米的芯板板面，然后整形，找平，标尺裁截，芯板在成型时可在周边加侧向压力10-15公斤/平方厘米，上下利用循环热油板加压2-3公斤/平方厘米，80℃-120℃加热固化。

5、根据权利要求1所说的优质细不工板加工工艺，其特征在于过渡中间层(12)加工工序中将单板以上下两层涂胶后贴敷在加工好的芯板两侧面上，上下加热加压，压力2-5公斤/平方厘米，温度80℃-120℃，固化后，整形、标尺、表面砂光，

在面层(1 3)加工工序中，将优质单板涂胶后双面贴敷在已加工好中间层的芯板两侧面上加压3-5公斤/平方厘米，加热85℃-120℃，3-5分钟。

6、利用旋切机下脚料芯轴制作优质的细木工板专用芯板成型机，其特征在于成型机由长条状机架(11)，按顺序定位在机架(1)上的输送链条总成(3)，撮合式喂料滚总成(4)，组合刨刀(5)、组合锯片(6)和配套的从动输送辊(7A、7B、7C)及传动机构组成。

7、根据权利要求6所说得到芯板成型机，其特征在于输送链条总成(3)由链轮(3B)、宽辊链条(3A)组成，链条上每间隔35-40厘米设有一个推料挡片(3A)，主动链轮与传动机构相连，链条两边有定位机架(1)上的芯轴(2)限位导向板。

8、根据权利要求6所说得到芯板成型机，其特征在于组合刨刀(5)由6把组成，分上下两组对称成品字型分布(5A，5B)，定位在机架(1)上，每个刨刀都是辊式机制刨刀结构，每个辊上都设有3-6个刀片。

9、根据权利要求6所说得到芯板成型机，其特征在于组合锯片(6)有三片，平行同轴分布，定位在机架(1)上，锯片轴(6A)与配套转动机构相连。

10、根据权利要求6所说得到芯板成型机，其特征在于撮动式喂料辊(4)设有两组，每组有与转动机构相连的主动辊(4A)和带复位驱动簧的从动轴(4B)组成。

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