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纤维板生产工艺知识讲座 原料及其制备 一、原料的种类 中密度纤维板所用的植物纤维,纤维素 含量一般要求在30%以上。 木质纤维原料 树种 南方:马尾松,桉树,衫木,马占相思,枫香 等 北方: 红松,落叶松,桦木,杨木,水曲柳等 采伐剩余物 小径材,枝桠材,薪炭材 造材剩余物 截头 加工剩余物 边皮,木芯,碎单板,下角料 回收的废旧木材 木片 2. 非木质纤维原料 禾本科植物 棉杆,甘蔗渣,竹,芦苇,麦秸等 二、 纤维板对原料的要求 原料的含水率应控制在40%60%。 使用小径材,枝桠材,薪炭材时,最好 为单一树种。 小径材、枝桠材及各类加工剩余物,由 于树皮含量高给产品质量和外观带来不 良的影响,所以要求控制在10%以下。 针叶材优于阔叶材 三、原料的制备(削片) 设备 鼓式削片机 盘式削片机 对木片的要求 木片规格: 长:1630,宽1525,厚35 要求:木片大小均匀、平整 3. 木片水洗 作用: 使纤维分离时能顺利进料; 水分能吸收研磨时的摩擦热,降低原料 软化的温度; 木片水洗能有效地清除各种杂物,能提 高、均匀木片的含水率,但木片在水洗 过程中,必然要吸收水分,从而增加干 燥系统的负担,大致热消耗量的增加。 在干法生产中,也有干法净化处理方法 。 这类设备的原理是:振荡筛选与重力分 离相结合的处理方法,但达不到原料增 湿的效果。 4. 剥皮 当原料内树皮含量超过20%时,一般要 求进行原料剥皮或木片去皮处理。 作用 树皮内纤维含量很低,在热磨过程中容 易被压成碎片和粉末,在制板时,导致 板面较黑,影响美观 树皮在板内降低板的强度和耐水性能 纤维分离 板中纤维之间结合型式 胶粘剂的化学结合 氢键结合 木素的胶合 一、纤维分离的目的与要求 目的: 使纤维表面拥有足够数量的游离羟 基, 这是纤维板中纤维之间形成结合的前提和内 因。 要求: 在纤维尽量少受损失的前提下,消耗较 少的动力,将植物纤维原料分离成单体纤维 ,并使纤维具有一定的比表面积和交织性能 ,为纤维之间的重新结合创造必要的条件。 二、纤维分离方法 加热机械法 将植物原料用热水或饱和蒸汽进行水煮 或汽蒸,使纤维胞间层软化或部分溶解 ,然后在常压或高压条件下,经机械外 力作用将其分离成纤维。 这是目前国内外生产纤维的主要方法。 特点: 纤维损伤小,得率高,可达95%左右; 分类: 热磨机法 高压条件下的纤维分离,动力消耗低; 高速磨浆机法 常压分离,纤维质量优于前者; 三、纤维质量指标 纤维分离度:解纤后纤维分离的程度 纤维筛分值:纤维中通过各种规格筛网的纤 维重量所占的百分比 纤维堆积密度:1m3未压实纤维的重量 纤维的堆积密度过大,纤维短、细,则板子 的强度低,耐水性能差 由生产实践得知:纤维的堆积密度在 1622/m3(纤维含水率为8%),可制得 合格的板制品。 四、压力蒸煮软化处理 目的 提高纤维原料的塑性 减少动力消耗 缩短解纤的时间 提高纤维分离的质量。 2. 蒸煮工艺 国产热磨机 一般采用饱和蒸汽压:0.81.2MPa, 蒸煮软化时间:510min 蒸煮温度:160180 3.蒸煮工艺对板强度的影响 随着蒸煮温度的提高,纤维之间的联接被削弱,解 纤时纤维所受的机械损伤减少,纤维形态较好,有 利于纤维之间的结合,板强度提高。 蒸煮温度过高,纤维本身将受到严重破坏,机械强 度降低,所以板强度降低。 蒸煮温度不变时,适当延长蒸煮时间,板强度得到 提高。但蒸煮时间过长,板强度反而下降。 五、热磨法纤维分离工艺 5.1 工艺原理 充分利用植物纤维胞间层木素含量高 、木素软化点低的特点,用饱和蒸汽将 原料加热到160180 木素的热塑性,即木素受热软化,冷 却 后又硬化。 5.2 热磨纤维分离工艺特点 采用高浓度条件下的一次纤维分离工艺 主要是靠在磨盘间的纤维物料相互摩擦 ,而不是靠磨盘本身的作用。 因此,磨盘间隙可以加大,可避免纤维 的过度压溃和切断。 5.3 纤维分离设备 热磨机 组成 进料螺旋、垂直预热缸、磨室体、 排料机构、电机等 主要生产厂家 瑞典Defibrator 美国Spront-Bauer 德国Pallmann 奥地利Andr 纤维处理 一、防水处理 施加防水剂 目前,中密度纤维板生产中应用最主 要、 最方便的防水措施是:在纤维上施加 石蜡等憎水性物质。 加合成树脂胶 即将脲醛树脂胶等合成树脂施加在纤 维表面 。 二、防水处理工艺 2.1 施加方法 将固体石蜡先熔融成液状石蜡,直接加 入热磨机的磨室体,使石蜡在纤维分离过程 中,利用高速旋转的磨盘将其分散成极微小 的液滴,与分离的纤维均匀混合并俯着在其 表面上。 2.2 防水剂的用量 石蜡用量一般在1.02.0%(按固体石蜡对 绝干纤维重量计) 三、纤维施胶 现在的中密度纤维板生产线,一般采用 纤维先施胶后干燥的生产工艺。 胶种 脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、酚 醛树脂、异氰酸树脂等。 脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂由于胶合性能好、 成本低、能够满足使用要求,是目前常用的胶 施胶量 通常,中密度纤维板的施胶量为8 12%(固体树脂对绝干纤维之比)。 制胶工艺 目前,国内中密度纤维板生产线采用脲 醛树脂胶,其制备工艺为: 甲醛与尿素的摩尔比为1.11.5,尿素 分批加入,反应温度控制在7595 ,反应液的PH值为:碱-酸-碱工艺,树 脂终点的控制是当反应液粘度为20S时 ,停止反应。 纤维干燥 热压前板坯的含水率要求在8%12% ,通常热磨纤维含水率已达30%40% ,加上施加液体胶粘剂,则含水率可高 至40%50%,易结团,难以输送和达 到均匀铺装效果,因此,湿纤维必须干 燥处理。 1. 干燥方式 现在的生产线大多使用一级干燥系统,这种 系统主要由长100m,直径12m的管道为主 干燥部分,管道端部与旋风分离器相连接, 使干纤维与空气相分离,整个干燥时间为4 5S,由于干燥时间极短,所以又称为“闪急式 ”管道干燥机。 优点: 干燥时间短,生产效率高,设备简单,热损 失小,投资省。 2. 干燥工艺参数 干燥介质温度 160200 干燥后纤维含水率 对于先施胶后干燥的工艺,要求干燥后纤 维含水率为8%12% 气流速度 2030m/S 3. 干燥介质 热空气 烟气 成型 铺装成型工序直接影响制品的各项物理 力学性能,而且与板的翘曲变形、尺寸 稳定性及其密度、厚度偏差有关。 1. 干法铺装成型工段 包括:板坯铺装、预压、纵横锯裁等主 要部分。 2. 铺装原理 机械铺装 利用机械所产生的动力,将纤维均匀的 铺撒在铺装运输带上。 气流铺装 在气流作用下,纤维成分散状态自由下 落并沉积在成型网带上,形成一定厚度 的板坯。 3. 成型工艺的要求 板坯密度均匀稳定,厚薄一致,具有一 定的密实度,并保证达到足够的厚度和 尺寸规格,以满足产品质量的要求。 4. 预压的作用 排除板坯内留存的空气,防止热压时大量空 气外逸冲破板坯; 通过预压,使板坯具有一定的密实度,提高 自身的支撑强度,以保证板坯在输送、切割 、装板时,不致产生断裂和破损 可适当提高热压速度 减少板坯厚度,可缩小压机压板间的开档。 热压 热压是纤维板制造最重要的工序,对产 品质量和产量起着决定性作用; 一、热压的定义 指在热量和压力的联合作用下,板坯中 的水分汽化、蒸发、密度增加、胶粘剂 固化、防水剂重新分布,原料中的各组 分发生一系列物理化学变化,从而使纤 维间形成各种结合力,使制品达到并符 合质量要求的过程。 二、热压工艺过程的四个阶段 板坯压缩排空气 温度渗透 加压至规定厚度 卸压排气定型 二、热压工艺对板性能的影响 热压过程中控制的主要工艺参数有: 温度、压力、时间、位置、含水率 影响压后毛板质量的因素还有: 压机闭合速度的快慢 同闭机构的同步性 卸荷速度的快慢 1 热压温度 通常指热压板温度,而实际发挥作用的 是板坯内的温度。 1.1 热压温度的作用 热压过程中,温度提高了纤维的塑性, 为各种键的结合创造了有利条件; 热量使板坯中的水分汽化; 热量使脲胶受热,流动性增加,有利于 加速固化。 1.2 为什么要采用较高的热压温度? 板坯中的纤维含水率不高,板坯厚而蓬 松、导热性能差,加热方式为接触传热 ,因此,板坯表、芯层温差大。 为了确保板坯中胶的完全固化,必须强 化传热,用较高的温度,以缩短热压时 间,提高压机的生产效率。 热压温度高,使板坯表芯层温度梯度加 大,热传导加快,芯层温度快速上升, 胶料能较好流动和均匀分布于纤维之间 ,得到充分固化。 温度的升高,增强了纤维化学组分的降 解,提高了纤维的活性,有利于纤维之 间的结合。 1.3 常用的热压温度 对于脲醛树脂胶 160180 对于酚醛树脂胶 185195 2. 热压压力 2.1 作用: 克服板坯的反弹力; 进一步排除板坯中的空气; 增大纤维之间的接触面与交织性 达到控制板厚度和密度的要求 2.2 常用热压压力范围 一般热压压力为2.53.5MPa, 制造高强度板或用硬质木材纤维时,压 力可达5.05.5MPa。 3. 热压时间 3.1 作用 保证热量的传导和压力的传递,使胶固化 。 3.2 热压时间的确定方法 热压时间由胶的种类与性能、纤维的质 量、板坯含水率、热压的温度、压力、 加热方式、板的厚度与密度等工艺因素 来确定。 热压时间一般用1板厚所需的时间表 示。 多层压机一般1板厚的热压时间: 1822秒。 4. 板坯含水率 4.1 板坯内水分的作用 增加纤维的可塑性和导热性 促使木质素树脂化和降低熔点 4.2 多层压机的含水率控制 一般板坯含水率控制在8%12%,为 了提高传热效率和板面硬度,可允许表 层纤维含水率比芯层高1%2% 5. 加压速度 在相同的热压压力下,不同的加压速度 ,影响板的性能和断面密度分布; 加压速度快,板的静曲强度高,内结合 强度降低。 加压速度慢,板的静曲强度下降,预固 化层加厚,内结合力提高,但过慢会使 整张板松软达不到质量要求。 一般平均加压速度为5/s 热压曲线 谢谢各位!
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