提高木纤维模压门板质量的措施.docx

提高木纤维模压门板质量的措施杨家武,董现华( 东北林业大学, 黑龙江 哈尔滨 150040)摘要: 结合湿法纤维模压门板的生产工艺流程, 阐述了影响模压板材质量的主要因素, 找出了主要工艺因素与产品性能之间的关系, 并对生产过程提出改进措施, 以提高产品的质量, 增加经济效益。 关键词: 木质纤维; 模压板材; 变形中图分类号: ts652文献标识码: a文章编号: 1001- 4462( 2008) 06- 0045- 03cer tain measur es for enhancing the quality of wet- mouldedwood fiber door platesyang j ia- wu, dong xian- hua( northeast forestry university, harbin heilongjiang 150040, china)abstr act : based on production process of wet- moulded wood fiber door plates, primary factors influencing the quality of mould pressing plates are stated and the relation between main craft factors and the product performance is found out. some improvement measures are presented to enhance product quality and increase economic benefits.key wor ds: wood fiber; mould pressing plate; deformation木质纤维模压板材是指将木质材料及其加工剩余物加工成一定规格的纤维, 再施以一定数量的树脂和 其它添加剂制成板坯, 然后在模具中一次热压成( 饰面 或不饰面) 具有制品最终形状和规格的板材。只需改变 模具形状, 就可以生产出各种造型复杂的产品, 其易于适应市场需求的变化, 竞争能力强 1 。湿法纤维模压门生产技术是中国林科院木材所为 解决我国普通硬质纤维板产品产值低、应用面窄等问 题, 在我国普通湿法硬质纤维板生产线的基础上开发 出来的。但在企业多年的生产过程中, 模压板材的变 形问题一直未能得到有效解决, 造成板材优级品率偏收稿日期: 2008- 04- 11!errors j . sae special publications, 1998, (1):11- 20.赵新通, 姜洪洲, 韩俊伟. 车辆质心位置测量系统的研制 j . 哈 尔滨商业大学学报(自然科学版) ,2004, 20(3): 304- 312. zhao,x.t., jiang, h.z., zheng,s.t., han, j.w. precision gravitycenter position measurement system for heavy vehicles j .keyengineering materials, 2006.zhao, xt, jiang, hz, zheng, st, han, jw. development of high precision gravity center position measurement system for large heavy vehicles j . proceedings of spie - the international society for optical engineering, 2005.第一作者简介: 赵新通( 1971- ) , 哈尔滨理工大学机械动t spkfptps+1 2plfl-+- 1 r +-+y+ 1 a2k1kf1 v0 salkq1kakcl+ms2+b s 3a2 +a2 !et c-1 2a s1 4图 5动压反馈系统框图服驱动方式并引入动压反馈校正, 克服了现有的一些两自由度平台采用液压传动加人工手动控制方式所存 在的精度低、可靠性差和效率低等缺点。参考文献: 1 j.bagaria, william vehicle center of gravity height measurement力工程学院副教授, 研究方向为并联机构动力分析及机械系统结构优化设计。图 1 湿法纤维模压门板主要工艺流程46第 36 卷林 业 机 械 与 木 工 设 备低, 直接影响用户的使用和企业的经济效益。笔者认为应根据木 质 纤 维 模 压 板 材 的 热 压 方 式 和 生 产 工 艺 过程, 找出造成板材变形 的 主 要 因 素 , 进 而 提 出 相 应 的解决措施。湿法纤维模压门板生产工艺流程因原料、质量要 求、设备、动力来源、胶种和生产规模等的不同而不同, 但其基本工序一致。其主要工艺流程如图 1 所示。一般为 35min 3 。这个温度范围对木片的解纤最有利,温度过高易使纤维塑化, 破坏纤维的自然形态, 影响板 材的质量; 温度过低又会使木片软化不足, 增加解纤的 动力消耗。蒸煮时间的长短同样也影响解纤的效果、纤 维的形态以及解纤的动力消耗, 一般应根据树种的不 同和设备的具体参数来调整蒸煮参数, 通过实验对比, 找出最佳的工艺方案。2施胶阶段一般是采用热固性树脂作为胶粘剂, 根据产品的不同用途选取不同的树脂, 通常采用的胶种有脲醛树脂( uf) 、脲醛- 三聚氰胺树脂( uf- mf) 、酚醛树脂( pf)和异氰酸酯树脂(mdi) 。施胶量一般为 5%20%, 增大1纤维制备阶段施胶量将提高制品的静曲强度和握钉性能, 但同时也增加了产品的成本; 施胶 量 太 小 , 则 会 造 成 木 纤 维 单 位面积得胶量少, 胶合性能 变 差( 特 别 是 握 钉 性 能) , 精确控制施胶量是使产品质量保持稳定的重要措施。 胶粘剂是引起预压后模坯膨胀的唯一原因。胶粘剂的种类、性质( 粗黏性等) 、用量等均直接影响模坯膨 胀量。脲醛树脂为高分子化合物, 在预压阶段其分子量 虽然不算太大, 但比无机小分子化合物的分子量还是 大得多, 当模坯在预压模内受压时, 树脂分子通过 c- c 键的自由旋转改变分子键的构象, 表现出卷曲; 模坯取 出后, 压力消失, 由于大分子链节的热运动, 大分子链又 恢复伸长, 表现出回弹, 模坯因此膨胀4 。可见, 树脂数量 多少直接关系到模坯膨胀量的大小。在不影响制品质 量的前提下, 减少施胶量可以有效地控制模坯的膨胀。1.1原料搭配原料主要来自林区间伐材、采伐剩余物和木材加工下脚料, 其质量是决定产品质量的重要因素之一。因 此要做好原料的搭配, 最好是针阔叶材混合使用, 但阔 叶材比例一般不超过 35%50%; 由于树皮中纤维素比 例很小, 可溶物比例很大, 会严重影响产品的色泽和强度, 所以在湿法生产中受到很大限制,10% 2 。比例不要超过1.2木片规格削片工序制备的木片质量对纤维和产品的质量有很大影响。一般要求木片尺寸规格统一, 以便木片在 后续的解纤过程中受热均匀, 获得较好的解纤效果, 使 纤 维 的 形 态 保 持 完 好 , 从 而 保 证 中 密 度 纤 维 板 的 力 学 强 度 等 质 量 指 标 。根 据 实 践 经 验 , 木 片 切 成 长 1630mm、宽 1525mm、厚 35mm 的规格为宜, 其 绝对含水率一般要求为 35%50%, 合格木片所占比例3预压成型阶段3.1铺装模压制品的铺装和预压是在一道工序、一台机床、同一只模具内完成的, 对预压后的模坯不再进行任何 加工, 而是直接进行热压, 因此板坯的铺装对板坯质量 的均衡起着关键作用。铺装时要求纤维不结团、无胶 块; 板坯的厚度随产品形状而异, 要求厚度和密度均 匀, 即在纵、横方向上平面密度偏差要符合要求。板坯 质量均衡对成品品质影响显著, 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。一般要求偏 差为5%, 要求较高的生产厂家有的达到了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, 也有利于 进行各种方式的加工。铺装质量不好经常会导致产品 出现鼓泡、边缘缺陷、尺寸稳定性和二次加工效果差等 不良后果。应为 70%80% 、过大木片为 10%20% 、小木片(料) 小于 5%15%。即碎1.3解纤质量热磨解纤后所得纤维的质量(即纤维的形态) 对纤维板质量有诸多影响, 纤维的形态完整与否决定了纤维之间 交 织 能 力 的 大 小 , 从 而 影 响 板 材 的 内 结 合 强 度。此外, 对添加剂( 胶粘剂、石蜡等) 的施加量、板材 的静曲强度、握钉力等力 学 强 度 、板 材 的 耐 水 性 能 等 都有影响。热磨解纤工艺有两个关键参数: 一是蒸煮温度( 蒸汽压力) ,一般应保持在 155175,相当于蒸汽压力0.60.9mpa; 二是蒸煮时间, 在蒸煮温度 155175时,第 6 期杨家武, 等: 提高木纤维模压门板质量的措施47调整热压曲线。为使板坯的水分充分排除, 可将 热 压 曲 线 融 入 呼 吸 式 的 干 燥 方 式 , 设 计 成 如 图 3 所示的形 式 。在 热 压 周 期 的 前 期 阶 段 不 在 模 坯 正 面 加贴装 饰 材 料 , 合 模 将 压 力 上 升 到 最 大 值 后 保 持 一 段时间, 板坯内部各部分 温 度 上 升 到 一 定 值 , 胶 也 得 到一定程度的固化 , 然后 急 速 释 压 至 零 并 开 启 模 具 , 引 起 板 坯 内 水 分 急 剧 汽 化 , 大 量 排 出 , 这 称 为“ 压 力 释 放 ”, 这 样 重 复 操 作 1 2 次 , 以 便 模 坯 中 的 水 分 在 模具开启之际充分排出 5 。随后加贴正面装饰材料合 拢上下 模 具 , 将 压 力 再 次 上 升 到 最 大 值 并 保 持 一 小 段时间, 随后再缓慢降压直至为零, 上、下模开启。这 种 形 式 的 压 力 操 作 程 序有助于消除分层和鼓泡现象, 降低热压工序的废品率。3.2预压预压的目的主要是使板坯密实, 具有一定强度, 以防止在搬运过程中发生断裂或边缘散塌, 排出板坯内 部空气, 防止热压时水分急速溢出, 避免制品出现分层 和鼓泡现象。一次饰面制品大多采用先预压成毛坯再 进行热压的工艺。预压后毛坯的强度必须能够满足其 后的脱模、运输和装模热压等工段操作的要求。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810 倍时, 板坯的密实度即可符合要求, 预压前的板坯 铺装高度大约为板材名义厚度的 2530 倍。4 热压模压阶段模压板材在热压时板坯被密封在模具的型腔内, 表面紧贴着装饰面层, 板坯受热而汽化的水分无法向 外扩散到大气中, 只能依靠几只小的排气螺栓或从模 具数量较少的排汽孔中排出, 因此水分较难排除, 如图2 所示。这是导致模压板材在热压工序中分层和鼓泡现 象严重, 废品率高的主要原因。解决热压时水分排除困 难的方法有以下几种:pmpapmaxptmint水汽水汽图 3模坯热压曲线qp上热压模板5后期处理阶段热压出来的毛板温度较高, 必须经过冷却处理, 把 板温降到 60以下。主要作用是消除残留的游离甲醛, 另外还能减小板材上下表面的温差, 以免引起翘曲变 形。冷却处理一般包括两个方面: 一是采用冷却翻板 机, 通常配有吸气罩和排气风机, 进行强制冷却; 二是 进行堆置贮存, 自然通风 4872h, 主要是降温, 同时进 行调质( 湿) 平衡处理, 平衡板内的含水率。模板板坯下热压模板pq图 2 模压板坯热压时湿、热交换示意图降低板坯含水率。板坯含水率对热压过程有显著影响。水分可增加纤维的可塑性和导热性, 含水率太 高或太低都可能导致板材鼓泡和分层。降低拌胶纤维 含水率, 在达到制品所要求物理力学性能的前提下, 适 当降低施胶量和提高胶粘剂浓度都能在很大程度上减 少水分的带入, 而且还可以减小预压后模坯的膨胀量, 缩短热压周期, 从而提高生产率, 降低成本。延长热压周期。鉴于热压时水分可扩散面积过 小, 为使水分尽量排出, 可适当延长热压周期( 不宜少 于 10min) , 但延长热压周期将导致生产率和板坯表面 装饰质量下降, 严重时表面还会产生碳化。通过降低 热压温度可以协调各因素之间的关系, 但热压温度不 应超过 180, 否则热压温度下降又会导致温度梯度 和压力梯度减小, 使水分汽化及扩散速度相应减慢。可 见, 在延长热压周期的同时必须充分考虑这些因素的 交互作用。6小结通过生产调查和对生产经验总结, 提出上述若干 措施, 减小了板材变形, 提高了板材的优级品率