【关于中密度纤维板的生产工艺探讨】 中密度纤维板优缺点

　　摘要中密度纤维板是以木质纤维或其他植物纤维为原料,经打碎、纤维分离、干燥后施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂,再经热压后制成的一种人造板材。针对中密度纤维板的生产工艺进行探讨,以期通过阐述,有效提高产品质量。
　　关键词中密度纤维板;处理工艺;生产加工
　　中图分类号TS6文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0118-01
　　
　　1纤维处理
　　中密度纤维板在不同的应用领域有着不同的使用性能要求,如防水、阻燃、防腐、低游离醛含量等,要赋予制品一定的性能,需要在解纤之后对纤维进行施加添加剂的处理。
　　纤维处理除了施加胶黏剂之外,最常见的就是施加石蜡和固化剂,还有为了降低游离醛含量而施加的降醛助剂。生产强化木地板基材时为了给纤维染色,还会施加染色剂等。为了提高中密度纤维板的阻燃性能或者防腐性能,需要添加阻燃剂或防腐剂。
　　添加剂的计量方法主要有重量法和容积法。其中重量法常见的有减重法和流量计法,这两种方法分别根据单位时间内的重量差值或流量感应值来计算流量。容积法最直观,可以直接通过液位的变化来计算流量,因为方法简单直观,所以不容易因为假信号的产生而造成添加剂漏加的事故,但缺点是易受到液体容重变化的影响,不如重量法的计量来得精确。
　　以施加胶黏剂为例,早期的工艺是先干燥后施胶,采用搅拌施胶机对干燥后的纤维进行喷胶。这种工艺对当时干燥温度(160～180℃)普遍较高的情况是合理的,可以减少胶黏剂在干燥过程中的预固化,从而降低施胶量,节约成本;其缺点是容易因搅拌不均形成板面胶斑,影响板面质量。后来随着管道施胶方法的普遍采用,改为从热磨喷浆管处直接施胶,达到了均匀施胶的效果,避免了板面胶斑形成的缺陷。
　　2铺装成型
　　成型工序就是通过铺装、预压等方法,使得干燥纤维形成重量均匀、厚薄一致具有一定密实度且易于输送的板坯的过程。成型工序的典型流程是:纤维仓→纤维分选器→计量料仓→铺装机→刮平辊→板坯秤→预压机→板坯齐边横截。
　　2.1成型工序的功能
　　整个成型系统的设备较多,包括纤维仓、铺装机、板坯秤、预压机等,还有风送系统的一整套设备如风机、旋风分离器、布袋除尘器等。系统看起来很庞大,占地面积也大,但是归结起来,成型系统只是完成如下两个功能。
　　1)铺装板坯,使得板坯质量均匀,即在纵、横方向上平面密度偏差符合要求。板坯的质量通常是称量单位面积的板坯质量,该指标决定板材最终密度。板坯质量的均衡对成品品质具有显著影响。一般要求偏差为±5%,生产厂要求较高,有的达到±2%。平面密度偏差越小,压制成的板材内部各项应力越均衡,板材的尺寸越稳定,不易产生翘曲变形等缺陷,同时,均衡的密度也有利于各种方式的加工使用。2)使板坯具有一定的密实度,易于输送。这是预压机的功能。一般的经验数据是,当预压后的板坯高度为板材名义厚度的8～10倍时,板坯的密实度即可符合要求,而预压前的板坯铺装高度约为板材名义厚度的25～30倍。
　　2.2成型的清洁生产
　　中密度纤维板生产线上采用气力输送的工序不少其中成型是应用气力输送比较集中的工序。纤维的气力输送从纤维仓到铺装机,板坯刮平系统、真空铺装系板坯横截齐边、毛板纵横锯,以及成型线上的清洁装置等,都是闭环的气力输送系统。
　　典型的气力输送回路是:物料收集口→风机→旋风分离器(物料分离→小颗粒粉尘一布袋除尘器→粉尘回用。
　　早期的生产线是由旋风分离器排气口直接排尘的,粉尘外排对环境造成了污染。如果按照排放浓度120mg/m3测算,一条年产8万m3,的中密度纤维板生产线,生产700kg/m3的板材,每年经由旋风分离器排出的粉尘占年产量的0.2%,因而增设布袋除尘器,使纤维和粉尘在闭环的管道中循环,最终使粉尘充分回收利用,其经济效益是明显的,同时由于减少粉尘排放净化了空气,收到了保护环境的社会效益。
　　在生产线上从源头消减废弃物、污染物并加以合理利用,取得经济效益和社会效益,这是新生产线设计的方向,也是旧线改造的方向。
　　3热压工序
　　热压是在压力和热量的联合作用下,板坯中的水分汽化、蒸发,胶黏剂固化,各种添加剂及原料中的各组分发生一系列的物理化学变化,从而使单体纤维重新结合形成各种结合力,同时板坯密度增加,最终使制品达到并符合一定质量指标的过程。热压工序是对板材质量起决定性作用的工序,是最关键也是最复杂的工序之一。
　　3.1热压工艺
　　制定热压工艺需要考虑的相关因素有:压力、温度、时间、原料树种、纤维质量、纤维含水率、胶黏剂的化学性能等。各种因素之间相互作用产生的效果很复杂,值得深入研究,但是,假如抛开其他次要因素,热压工艺最简单同时也是最重要的因素就是经典的“热压三要素”压力、温度和时间。无论是间歇式压机还是连续式压机,这三者都是热压工艺的关键因素。
　　热压的过程可以认为是在一定的时间周期内,压力和温度这两个变量对板坯共同作用使之产生一系列变化的过程。热压曲线就是以时间为坐标轴而绘制的用于记录压力、温度变化的工艺图表。
　　在早期的间歇式多层压机中,整个热压周期分段加压的灵活性是比较低的。一般只分为两段式加压,即高压段和保压段。随着工艺的改进,目前通常分为三段式加压,即分为高压段、低压段和保压段。这种加压方式大大改进了板材的断面密度分布。而在连续压机上压力曲线被分解为多个区段(相对应每一个压机框架)。每个区段上压力可以在一定范围内灵活调节,板坯在通过压机的过程中,就接受了一个周期的压力变化。因为各区段压力可调,所以连续压机整个热压过程的压力曲线可以在一定范围内相当灵活地定制,容易得到理想的板材断面结构。随着检测手段及电气控制的发展进步,很多厂家在间歇式压机上也做了改进,通过压板的位移调整来实现压力曲线的灵活定制,有人称之为“位移调整”以区别于“压力调整”的热压工艺方式。笔者认为这仍然是压力调整,因为最终起作用的还是压力,位移的调整只不过是压力调整的手段而已。
　　在间歇式多层压机上,温度是相对恒定的,只能设定一个温度值;而连续压机则是可以变化的,可以在周期的前段、中段和后段根据热量的需求不同而分别调整温度值。温度的设定一般是依据板坯的芯层温度,提供的热量能够满足板坯芯层达到胶黏剂的固化温度(100oC),并能在保压阶段保持与胶黏剂固化时间同样长的时间。
　　3.2影响板材质量的其他因素
　　1)快间歇式压机的闭合速度,可以减少板面预固化层的厚度,但应以保证板坯内空气排出为限,否则速度太快气流可能冲散板坯。连续式压机没有这个过程,因而其压制的板材预固化层很薄。2)热压周期完成后的卸压过程不宜太快,应防止板坯内突然减压而造成鼓泡、分层。3)板材的厚度均匀对其质量影响极大,决定着板材密度,也决定了砂光量的大小和砂光后的板面质量。厚度调整除了用温度控制之外,间歇式压机多采用厚度规来定厚加压,而连续压机则采用精确的压板间隙调整装置来实现板材的厚度控制。4)板坯的含水率对热压过程有着显著影响,水分可增加纤维的可塑性和导热性,含水率太高或太低都可能引起板材的鼓泡、分层。