专利名称：单层热压机中密度薄板平压法及装置的制作方法
〔所属技术领域〕本发明属于中密度薄板加工方法及装置，特别是用单层热压机生产中密度薄板的方法及装置。
〔背景技术〕目前国内外生产中密度纤维板2.5～8mm薄板几乎都是采用连续式热压机设备及工艺生产，其核心设备---连续式热压机均由德国的siempelramp.kusters.dieffembacher.bison四大机械制公司提供。各公司生产的连续式热压机，在结构上和主要格局上相似，技术指标相近，工作原理一样，制造技术十分精湛，互换性好，性能可靠，并且各自都拥有自己的知识产权，加之连续式热压机的结构、供热、材质和制造也有许多特殊要求，致使我国目前没有能力生产连续式热压机。我国的中密度纤维板的生产工艺技术，产品质量与规格品种处于落后阶段，生产薄板工艺是用中厚板经过砂削来形成2.5～8mm厚度的薄板，生产成本较高，环境污染严重。
〔发明目的〕本发明的目的是针对上述背景技术问题而创造一种用单层热压机生产中密度薄板的方法。
〔发明的内容〕本发明通过下述技术方案实现。包括原料制备、热磨、调供胶、铺装成型、热压、完成工序，其特征在于纤维干燥终点含水率8～14％，热压机压力高于生产中厚板，热压机的闭和、加压、张开时间比中厚板时间短、热压温度为160～200℃。其特征还在于热压压力2～3.5mPa，热压时间30～80秒，压机闭合时间为3秒，压机升压时间应小于6秒，压机卸压时间应大于10秒，热压机压板张开时间小于4秒。还具有特征在于调供胶工序的胶粘剂的固化时间90～130秒，施胶量大于200kg/m3，用涂4杯测量粘度为16～23秒，热磨工序木片蒸煮温度为135℃～175℃、卧式蒸煮蒸煮时间为15～45min。完成工序翻板冷却后，薄板成品纵横向锯边，锯片转速为6500～7100r/min之间。
用于上述的单层热压机中密度薄板平压法的装置，包括真空气流铺装成型铺装室、热压机，其特征在于铺装室外的扫平辊可以呈腰鼓形，其倾角为1°～5°之间；热压机的上热压板装有不锈钢衬板。
通过多次实验得出热压前板坯含水率在8～14％压制出来的中密度薄板表面质量及物理力学性能符合薄板物性。由于热磨机刚排出热纤维含水率加施胶时增加水份，干燥前湿纤维含水率在70～80％，这种湿状态的纤维无法均匀铺装成型。因此，湿纤维需要干燥到一定范围以符合铺装成型未经预压板坯含水率工艺要求板坯加湿。
在中密度纤维板，即MDF薄板的生产中，热压机是主要生产设备之一。本发明主要就是对MDF薄板热压工艺参数进行调整来获得理想的产品质量。在生产MDF薄板的过程中，热压温度对成品的静曲强度(MOR)的影响较大。在180℃以下随热压温度升高成品板的静曲强度随之提高，但当温度过高时引起纤维的变性及结合力下降导致成品板MOR下降。因此，本发明热压温度控制在160～200℃范围内。
热压压力主要用来克服板坯在热压过程中产生的摩擦力即反弹力，其大小与原料，纤维的分离度，纤维的含水率，施胶方式与施胶量，热压温度，加压方式及加压速度等因素有关。在热压压力增加、纤维交织力、紧密度增加、弹性恢复减少，且易于传热。但过高压力造成成品板断面密度梯度。同时，会造成水蒸汽难以蒸发，而延长热压周期。本发明MDF薄板的热压压力为2～3.5Mpa，在这个范围内，压力提高有利于改善板的物理力学性能。这与生产厚板热压压力相比要稍高。
无论采用多少温度和压力都要一定时间来保证胶料的固化。热压时间也是关键的热压工艺参数。热压时间的确定与胶料性能，纤维质量，板坯含水率，热压温度压力，热压方式，以及板坯厚度等有关。热压时间延长，成品板的MOR增大，但过长反而下降，热压时间对成品板的IB影响趋势与对成品板的MOR影响一致。其对成品板吸水厚度膨胀率(T秒)影响呈下降趋势。除此之外，热压机的闭合、升压、卸压及压板张开等这些辅助时间，对MDF薄板的产量、性质、质量以及断面结构也有显著影响。
MDF薄板成品的翻板冷却；纵、横锯边与中厚板的后期处理大致相同。仅对其锯切速度要求高于中厚板。
〔发明效果〕本发明生产的中密度薄板各项性能指标完全达到了GB/T11718-1999室内型物理力学性能指标技术规范要求。采用桉树为原料树种为例，产品规格为(长×宽×厚)2440×1220×(2.5～8)mm，板厚度名义尺寸3mm，按国家标准GB/T11718-1999的各项指标性能检测薄板的物理力学性能。经国家技术监督局云南省产品质量检测中心测试，测试结果如下表
发明还具有明显的经济技术效果。从德国进口一台50000m3m2的中密度板连续式热压机，离岸价高达5600多万元。相同的投资，可购买本发明10条生产线。使用连续热压机生产中密度薄板机的生产需要几万立方米以上原料，对资源要求很高。而我厂提供的生产线中主要设备——单层热压机，单机年产量5000m3可组合为年产量5000～30000m3的生产线，可以因地制宜，适用地域广泛。本发明对于原有刨花板生产线来讲许多设备还可再利用，投资可大大节省。生产的成品板两面光滑平整、不用砂光，与需砂光量达8％的生产设备相比，不仅节省砂光机的投资，还节约了能源，保护了环境。
图1为本发明工艺流程示意图。
图2为热压曲线图。
图3为扫平辊示意图。
实施例木片制备通过人工剥皮的桉树原木，经过削片机切削的木片以长16～30mm；宽15～25mm；厚3～5mm；作为标准木片。通过筛选的木片组成如表，作为本工艺生产用木片。木片含水率40～60％；木质切削的木片大小合格、均匀、切口匀整平滑。
热磨(纤维分离)工艺木片在一定的蒸汽压力下，卧式蒸煮的蒸煮时间为40min、蒸煮温度为105℃、蒸煮使木片软化，便于纤维的分离。蒸煮过的木片进入热磨机磨室体内，进行纤维分离。热麻机制得的纤维滤水度控制在一定范围，符合工艺要求。施蜡为改善板的耐水性，借助柱塞泵，将熔融石蜡喷入热磨机排料管道中处于高速悬浮分散状态的热磨纤维上。使石蜡均匀分布到纤维上。施加量为1.5～2.2％(为绝干纤维重量比)。石蜡熔点48～58℃，石蜡含油量不超过1.3％，绝干纤维石蜡用量1.5％施胶供胶工序采用先施胶、蜡后干燥的生产工艺。胶粘剂的固化时间90～130秒，固体含量50％，保存期30d以上，施胶量大于240kg/m3，粘度19秒(涂4杯)。本工艺此工艺具有施胶均匀，板面不会出现胶斑，但干燥后纤维含水率比先干燥后施胶纤维含水率要高。这就要求，树脂在高温纤维干燥时，胶料不会产生提前固化；与防水石蜡有较好的混溶性。纤维干燥采用二级管道干燥机。前段即加速段，管道直径稍小，在此段湿纤维含水率较高，要求此段热空气流速也高。湿纤维在自身惯性下流动和翻滚。湿纤维与热空气有较大速度差。导致湿纤维水分快速汽化、含水率快速降低。管道后段即加热段，此段管道内径略有加大，热空气流速较前段减小。此段的管道长度占管道总长的80％。以保证纤维有较长的管道滞留时间，获得较好的纤维，避免因过热而损坏纤维和胶粘剂提前固化。同时强以减少着火的机率。本工艺利用热油作为干燥机加热空气的介质热载体，采用的热油温度在150～180℃，热介质与纤维的混合比12(m3)∶1(kg)，纤维在管道内的停留时间3.7秒，管道内气流速度18～32m/秒，纤维干燥终点含水率13％。在纤维干燥过程中，带胶纤维粘附在管壁上，由于长期的高温作用，逐渐热解炭化，形成易燃物，同时，干燥段高温的纤维也处于极易着火的状态。在偶然发出火星或产生静电火花。会引起整个管道物料的燃烧。为避免火灾发生，生产工艺上在干燥管道上装配火花探测控制系统。经过干燥的纤维运送到干纤维料仓中保存。铺装成型经过干燥的纤维在纤维贮存料仓作短暂存放后，由料仓的输送链均匀向前输送。由运送设备送到铺装机进行铺装，铺装室外的扫平辊呈腰鼓形，1为轴头组合，2为筒体，3为辊针，4为轴头组合，其倾角α为3.5°。铺装的板坯厚度为65mm，刮平量20％(板坯厚度)，铺装板坯两边稍高，中间稍薄，铺装板坯采用板坯称对板坯的重量进行计量，重量在1.4kg。调整铺装机的铺装速度，适宜生产的需要。预压铺装成型后的板坯比较蓬松，厚度大，板坯内留有空气，在热压时会有大量空气外逸冲破板坯。因此，需压实使板坯具有一定密度，便于板坯运输。横锯、装板时不会断裂和破损，同时，可提高热压速度，提高产量。本工艺所使用的是连续式多辊预压机，预压时最大压力230kg/cm3，板坯保压时间7秒，板坯平压时间20秒；板坯预压压缩率70％，预压后板坯宽度方向伸张5％。预压后对符合工艺要求的板坯，由废板坯回收系统回收到料仓再次利用。板坯纵、横锯裁铺装的板坯带，经预压后边部不够整齐，甚至呈板散状。为使板坯满足快速短周期热压机热压板幅面要求，进一步提高原料的利用率，必须对板坯带进行纵向齐边及横向截断。在板坯横切时，横截分速度必须等于运输带的速度。板坯运输齐边、横截后的板坯，为便于热压机热压提高各个设备利用率，加速运输机使板坯之间距离增大，提高热压机的工作效率。运输机高速与低速切换用变频调速实现。这有利于湿板坯在速度切换时运输比较平稳。热压本工艺主要对MDF薄板热压工艺参数进行调整来获得理想的产品质量。热压工序采用单层平压，热压板的加热介质为热油或蒸汽，热压温度选取热压温度为180℃。因生产MDF薄板纤维含水率较生产中厚板的高。所采用的胶粘剂为尿醛胶。热压压力本工艺MDF薄板的热压压力2～3.5mPa，在这个范围内，压力提高有利于改善板的物理力学性能。热压时间工艺的热压曲线所示热压时间60秒，压机闭合时间为3秒，压机升压时间应小于6秒，压机卸压时间应大于10秒，热压机压板张开时间小于4秒。Pmax-高压压力2.8～4Mpa；P-保压压力3～3.5MPa；Pmin-低压压力2.5～2.8Mpa。完成工序翻板冷却后，纵、横向锯边锯片转速7000r/min。
权利要求
1.单层热压机中密度薄板平压法，包括原料制备、热磨、调供胶、铺装成型、热压、完成工序，其特征在于纤维干燥终点含水率8-14％，热压机压力高于生产中厚板，热压机的闭和、加压、张开时间比中厚板时间短、热压温度为160-200℃。
2.根据权利要求1所述的单层热压机中密度薄板平压法，其特征在于热压压力2-3.5mPa，热压时间30-80秒，压机闭合时间为3秒，压机升压时间应小于6秒，压机卸压时间应大于10秒，热压机压板张开时间小于4秒。
3.根据权利要求1所述的单层热压机中密度薄板平压法，其特征在于调供胶工序的胶粘剂的固化时间90-130秒，施胶量大于200kg/m3，用涂4杯测量粘度为16-23秒，
4.根据权利要求1所述的单层热压机中密度薄板平压法，其特征在于热磨工序木片蒸煮温度为135℃-175℃、卧式蒸煮蒸煮时间为15-45min。
5.据权利要求1所述的单层热压机中密度薄板平压法，其特征在于完成工序翻板冷却后薄板成品纵、横向锯边，锯片转速为6500～7100r/min之间。
6.用于权利要求1所述的单层热压机中密度薄板平压法的装置，包括真空气流铺装成型铺装室、热压机，其特征在于铺装室外的扫平辊呈腰鼓形，其倾角为1°～5°之间。
7.用于权利要求6所述的单层热压机中密度薄板平压法的装置，其特征在于热压机的上热压板装有不锈钢衬板。
全文摘要
单层热压机中密度薄板平压法及装置，属于生产中密度薄板的方法及装置。本发明包括原料制备、热磨、调供胶、铺装成型、热压、完成工序，其特征在于纤维干燥终点含水率8～14％，热压机压力高于生产中厚板，热压机的闭和、加压、张开时间比中厚板时间短、热压温度为160～200℃。用于上述的平压法的装置包括真空气流铺装成型铺装室、热压机，铺装室外的扫平辊可以呈腰鼓形，其倾角为1°～5°之间；热压机的上热压板装有不锈钢衬板。按国家标准GB/T11718－1999的各项指标性能检测，本发明生产的中密度薄板各项性能指标完全达到了室内型物理力学性能指标技术规范要求。本发明因地制宜、节省投资、成品板两面光滑平整、不用砂光、避免资源耗费，保护环境。
文档编号B27N3/02GK1473689SQ0314085
公开日2004年2月11日 申请日期2003年6月2日 优先权日2003年6月2日
发明者李学新, 杨增明, 杨正东, 杨兆金, 成国精, 杜毓亮, 施金国, 孙英 申请人:昆明人造板机器厂