纤维板生产工艺知识讲座

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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：,16,30,，宽,15,25,，厚,3,5,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：1m,3,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/m,3,（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812%（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45S，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！,