木质复合材料制造-纤维板.ppt

4.纤维类人造板纤维类人造板4.1 分类功能纤维板功能纤维板阻燃阻燃隔磁隔磁彩色彩色普通纤维板普通纤维板生产方法生产方法原料原料密度密度干法干法湿法湿法木质木质非木质非木质轻（软）质轻（软）质中密度中密度高密度高密度胶粘剂胶粘剂有机有机无机无机成型纤维板成型纤维板表面模压表面模压整体成型整体成型4.24.2生产工艺过程生产工艺过程4.3 4.3 原料及其制备原料及其制备 原料的种类 1.木质纤维 2.非木质纤维 凡是具有一定纤维素含量的木材或其他植物都可作为凡是具有一定纤维素含量的木材或其他植物都可作为中密度纤维板生产的原料，因此原料来源丰富。原料的质中密度纤维板生产的原料，因此原料来源丰富。原料的质量主要取决于它的纤维形态、主要化学组成的分子结构及量主要取决于它的纤维形态、主要化学组成的分子结构及聚集态的结构和性质聚集态的结构和性质 纤维板生产主要使用木质纤维原料。包括采伐剩余物(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、碎单板及其他下脚料)，工艺木片以及回收的废旧木材等。植物纤维原料的纤维素含量要求在30以上。植物纤维原料种类很多，大体可分为木质纤维原料和非木质纤维原料两大类。木质纤维木质纤维非木质纤维非木质纤维 为了保护生态环境，保护森林资源，国家严格限制森林采伐量，作为中密度纤维板主要原料的木质纤维的供应日渐紧缺，非木质纤维原料占有越来越重要地位。禾本科植物中的棉杆、甘蔗渣、竹、芦苇等都已得到应用。草类原料、韧皮纤维等也已日渐引起人们的重视。备料工艺流程备料工艺流程 备料是中密度纤维板生产的第一个工序，切削后原料的规格和备料是中密度纤维板生产的第一个工序，切削后原料的规格和质量直接影响纤维和产品的质量。质量直接影响纤维和产品的质量。不同的原料应有不同的备料工艺流程和相应的设备。以薪炭材、小径木为原料时，较完整的备料工段包括以下工序：纤维板备料工段工艺流程图纤维板备料工段工艺流程图 备料工段工艺流程图备料工段工艺流程图1.1.原原木木上上料料系系统统 2.2.盘盘式式削削片片机机 3.3.加加工工剩剩余余物物上上料料系系统统 4.4.鼓鼓式式削削片片机机 5.5.木木片片进进料料 6.6.旋风分离器旋风分离器7.7.木片料斗木片料斗 8.8.木片筛木片筛 9.9.碎屑出料碎屑出料 10.10.料仓料仓 11.11.木片水洗木片水洗 削片 要求：木片大小合格、均匀、平整。木片规格：长16-30mm，宽15-25mm、厚3-5mm。木片类型 木片长度(mm)组 成()备 注 大型木片 大于30 不超过68 不得混人金属物质，木片含水率为35%50%，经筛选进入再碎机的大型木片不得超过木片总量的10%20%标准木片 1630 不少于7076 小型木片 65 不多于812 碎 料 小于5 不多于35 木片的组成 木片的筛选和水洗(或干洗)切削后木片中的碎屑应该筛除，大木块必须分离再碎，否则影响纤维分离质量。木片筛选机有平筛、圆筛和摇筛等。圆筛因效率低、占地大，用得较少。现中小型厂，多采用平筛。摇筛的效率高、产量大，适于产量较高的厂使用。木片框式振动筛 1.弹簧 2.框架3.筛板 4.木片口 木片水洗机结构示意图木片水洗机结构示意图 1.1.鼓鼓式式搅搅拌拌器器 2 2、7 7排排污污阀阀 3.3.混混合合槽槽 4.4.木木片片泵泵 5.5.螺螺旋旋脱脱水水器器 6.6.循循环水贮水槽环水贮水槽图图 水洗设备系统水洗设备系统 干洗采用风洗机。木片从风洗机分级箱后部进入，由于分级箱与振荡器固定在一起，所以，分级箱和振荡器一起作上下振荡，从鼓风机的出口管道，通过转阀装置，分成两股气流，交替吹击分级箱底部，分级箱作上下、前后振动，分级箱内的木片随着分级箱作上下、前后运动，木片内的细砂、小石头，通过分级箱内的网孔，由分级箱前面孔口排出，灰尘、细小杂质被吹浮起，通过吸尘罩进入管道，再进入旋风分离器内，灰尘杂质等被分离出来，由回转出料器排出，干净空气由旋风分离器上出口再进入鼓风机进风口，重新进入下一个循环，分级箱前部还装有一个横向分级箱，用于去除特大尺寸木片，有一部分合格木片通过循环装置重新进人分级箱。在吸尘罩头部装有磁性吸铁，用来除去木片中的铁丝、瓶盖、小铁块等杂物。经过以上步骤，木片基本上达到了清洗目的。木片风洗机示意图木片风洗机示意图1.1.振振荡荡器器传传动动系系统统 2.2.进进风风管管 3.3.吸吸尘尘罩罩 4.4.风风机机 5.5.循循环环系系统统 6.6.分分级级箱箱 7.7.支支架架 8.8.管管道道 9.9.振荡器振荡器 10.10.旋风分离器旋风分离器 11.11.转阀装置转阀装置 木片的运输与贮存 木片的运输设备有 皮带运输机 刮板运输机 斗式提升机 气力运输机 料仓料仓4.4 纤维分离 纤维分离是整个中高密度纤维板生产的核心环节，也是确保产品质量最重要的工序之一，同时又是能耗最多的一道工序，占总能耗的50左右，所以，此工序的工艺制定与设备选型是很重要的。指采用一定的方法，将植物纤维原料分离成所需要的细小纤维的工艺过程。纤维分离方法 纤维分离方法可分为机械法和爆破法两大类，其中，机械法又分为加热机械法、化学机械法和纯机械法三种。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，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。目前国内外中密度纤维板厂生产纤维的主要方法。特点特点 纤维损伤小、得率高，可达95左右。热磨机法 为高压条件下的纤维分离，动力消耗低 高速磨浆机法 为常压分离，纤维质量优于前者 化学机械法 先用少量化学药品对原料进行预处理，使其内部结构破坏或溶解，从而减弱纤维间的联接，再经机械外力作用分离成纤维。该法纤维得率低，消耗化学药品增加成本，所得纤维具有酸碱性，加大了处理工艺的复杂性，生产中应尽量避免使用。纯机械法 将植物原料直接进行机械分离。该法虽然纤维得率高、颜色浅，但由于纤维切断严重、形态差、动力消耗高，所以国内外都很少在纤维板生产中应用。爆破法 将植物纤维原料在高压容器中用高温高压蒸汽进行短时间处理，使胞间层软化，纤维素与半纤维素部分水解，然后突然启阀降压，使原料内部的蒸汽瞬间膨胀，爆破解离成纤维。该法纤维得率较低，纤维色泽深，对设备要求高，使用不普遍。4.5 纤维处理 为适应和满足干法制板工艺需要，使中密度纤维板制品具有一定强度、耐水性、尺寸稳定性，同时为扩大中密度纤维板应用范围、延长其使用寿命，使制品获得阻燃、耐腐等特殊性能，它已成为不可缺少的工序。纤维处理包括：防水处理、纤维施胶、纤维干燥以及纤维阻燃、防腐等。防水剂及其施加方法 中密度纤维板需要添加适量的防水剂以提高板的耐水性。防水剂的种类很多，有石蜡、沥青、干性油、合成树脂等。当前中密度纤维板防水剂的主要是石腊。施加方法有三种 在成型前喷入施胶箱、在纤维进入干燥机之前喷撤在纤维上，现也有将其先与胶粘剂混合后，和胶料同时喷加。纤维施胶 采用干法工艺制造中密度纤维板，由于纤维含水率低、可塑性差，加之制品密度低，纤维之间间隙大，仅靠一定温度和压力条件，达到纤维相互之间的结合，实现中密度纤维板应有的强度和其他性能指标是困难的。因此，在中密度纤维板的制造中，必须通过施加不同剂量、不同种类胶粘剂，以达到板制品性能的全面要求。施胶方法 在干法中密度纤维板生产中，施加胶粘剂有多种方法。不同的施加方法有各自的特点，且有相应的适用范围或局限性。拌胶机施胶法（先干燥后施胶法）在干法中密度纤维板发展初期，沿用了干法高密度纤维板的施加方法与流程，即热磨所得的纤维先经干燥，然后在高速搅拌机中施加胶粘剂，称为拌胶机施胶。先施胶后干燥法（管道施胶）当代中纤板生产线，基本采用纤维先施胶、蜡，然后干燥的生产工艺流程。胶粘剂通过输胶泵送人热磨机的排料阀或气流管道(位于热磨机和干燥机之间)。纤维借助高压蒸气高速喷出，处于较好的分散悬浮状成，从而使胶粘剂与纤维得到充分均匀的混合。这种施胶方法称为管道施胶。纤维干燥 干法中纤板热压前板坯的含水率要求在8%12%，通常热磨纤维含水率达30%40%，施加液体胶粘剂后，含水率可达40%50%，易结团，难以输送和达到均匀铺装效果，因此，湿纤维必须进行干燥处理。干燥方式 开始时多采用旋转式滚筒干燥机，随后出现了喷气干燥机，但现已被一级或二级管道气流干燥系统所替代。纤维管道干燥机纤维管道干燥机其他处理阻燃处理防腐处理等4.6 纤维成型 主要包括板坯铺装、预压和纵横锯裁等。成型工艺要求：板坯密度均匀稳定，厚薄一致，具有一定的密实度，保证足够的厚度和尺寸规格，以满足产品质量要求。铺装成型机械：铺装机分为机械成型、气流成型、机械气流成型和定向成型等几类。机械成型双辊筛网成型机 两反向转动的刷辊将纤维抛起，细纤维从刷辊两边穿过筛网，落到成型带上，形成上下表层，粗纤维不能通过筛网，只能通过筛板之间的空隙，铺撒在中间芯层。回转辊成型机 针辊控制纤维层的厚度，纤维经计量 秤、输送带、均平辊和甩辊送往铺装结构。快速回转辊用来抛撒 纤维，并起分选作用。气流成型普通气流成型 排料辊均匀定量供料，刷辊将结团纤维松散，平行气流使纤维均匀分散，细纤维落得远，粗纤维就近下落，自然分级。均平辊调整板坯厚度，多余纤维被吸走。真空气流成型 网带下的负压箱使纤维吸附，防止气流冲击而使纤维飞溅，形成均一的板坯，成型室外的均平辊将多余的纤维吸走，送回计量箱重复使用。真空箱两侧的高 真空区形成板坯两边密度比中间高，便于运输和锯裁。气流成型铺装机气流成型铺装机纤维板（中密度）板坯预压 目的：与刨花板板坯预压类似。预压工艺：板坯初始厚度为成品板厚度的30-40倍，预压后板坯厚度减小 2/3-3/4，或者为成品厚度 8-10；或板坯压缩率60-75，回弹率15-30。预压方式 分为周期式预压和连续式预压，以连续带式预压机的应用最为普遍。加压分为2段：板坯进入部分为低压区，小直径辊子以30N/mm 线压力循序加压，主压辊和4个辅助压辊的高压区线压力最大300N/mm。4.74.7热热 压压 热压是中高密度纤维板制造的一道重要工序，对产品质量和产量起着决定性的作用。热压是指在热量和压力的联合作用下，板坯中的水分气化、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，使其制品达到并符合质量要求的过程。影响热压的因素 原料种类、纤维的分离质量、含水率、树脂的种类和性能、热压方式，以及热压的温度、压力和时间等等。热压设备 在中高密度纤维板的生产中，热压机是主要生产设备之一。热压机性能的好与坏，不仅影响生产能力，更主要的是影响产品的质量，直接关系到经济效益。目前，国内生产中高密度纤维板使用的热压机，多数是间歇式的多层热压机。近年来，连续压机生产线，在我国已达二十余条。所谓连续压机，就是铺装后的板坯，不经横向锯断，以连续板坯带的形式，直接进入压机，板坯带在压机中，一边受热、受压，一边向前移动，从压机的另一端连续不断输出，制得无端板带。间歇式多层热压工艺间歇式多层热压工艺连续热压工艺连续热压工艺美卓连续压机美卓连续压机目前，生产这种类型的连续压机的公司有：1)Siempel Kamp公司(ContiRollPress)(德国)2)Contipress公司(Ktisters press)(德国)3)TrussJoit公司(Microhmpress)(德国)4)Dieffen bacher公司(瑞典)等4.8 后期处理 冷却 刚从热压机出来的毛板温度较高，不经冷却立即堆积，势必影响板质，特别是采用脲醛树脂胶的制品，极易产生脲胶降解，强度降低，耐水性下降。进行冷却处理，主要作用有以下几点：1.使板温降至胶粘剂热解温度之下，对于脲醛树脂的中高密度纤维板，一般应冷却至60以下。2.通过通风冷却，消散热压后板中的残留游离甲醛。3.利用气流中的水分平衡板内的含水率。4.防止堆垛时，板子上、下两面温差过大和释放部分压应力，防止板的翘曲变形。中高密度纤维板的冷却，一般是在专用的翻板冷却机中进行的，多为轮式。主轴上装有许多辐条，将整个圆周分为若干间隔，一般能放置25车板。板进人间隔后，由一辐条托起，转动180后卸出。在冷却机上方最好装有抽风罩，强化空气流动，亦可改善操作环境。冷却架冷却架 自然调质(湿)处理 热压并经冷却制品含水率较低，当它直接暴露与大气相接触时，会吸收空气中的水分，直到接近并与大气湿度相平衡。然而由于各部位的不均匀吸湿，板子极易产生翘曲变形。调质(湿)处理即为了提高板的稳定性，增加板的强度。调质(湿)处理通常有两种方法：一种是自然调湿，主要用于脲胶制品。另一种是调湿处理，主要用于酚胶制品。锯裁与砂光 锯裁 锯裁的目的在于保证产品均一的规格和板边的强度。一般单边裁边量为25-50mm，最少为15mm。中高密度纤维板的纵横锯机，一般均采用圆锯机。砂光 热压后的板制品表面不平整，有预固化层，密度低，影响板性能和板表面质量，并给二次加工带来了困难。为了得到坚实、平滑的板面，控制成品符合厚度公差的要求，需对板面进行砂光处理。分等入库