纖維板生產(chǎn)工藝知識(shí)講座

纖維板生產(chǎn)工藝知識(shí)講座第1頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原料及其制備一、原料的種類(lèi)中密度纖維板所用的植物纖維，纖維素含量一般要求在30%以上。木質(zhì)纖維原料樹(shù)種南方：馬尾松，桉樹(shù)，衫木，馬占相思，楓香等北方：紅松，落葉松，樺木，楊木，水曲柳等第2頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①采伐剩余物小徑材，枝椏材，薪炭材②造材剩余物截頭③加工剩余物邊皮，木芯，碎單板，下角料④回收的廢舊木材⑤木片第3頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.非木質(zhì)纖維原料禾本科植物棉桿，甘蔗渣，竹，蘆葦，麥秸等第4頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、纖維板對(duì)原料的要求原料的含水率應(yīng)控制在40%～60%。使用小徑材，枝椏材，薪炭材時(shí)，最好為單一樹(shù)種。小徑材、枝椏材及各類(lèi)加工剩余物，由于樹(shù)皮含量高給產(chǎn)品質(zhì)量和外觀(guān)帶來(lái)不良的影響，所以要求控制在10%以下。針葉材優(yōu)于闊葉材第5頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、原料的制備（削片）設(shè)備①鼓式削片機(jī)②盤(pán)式削片機(jī)對(duì)木片的要求①木片規(guī)格：長(zhǎng)：16～30㎜，寬15～25㎜，厚3～5㎜②要求：木片大小均勻、平整第6頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.木片水洗作用：使纖維分離時(shí)能順利進(jìn)料；水分能吸收研磨時(shí)的摩擦熱，降低原料軟化的溫度；第7頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月木片水洗能有效地清除各種雜物，能提高、均勻木片的含水率，但木片在水洗過(guò)程中，必然要吸收水分，從而增加干燥系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，大致熱消耗量的增加。在干法生產(chǎn)中，也有干法凈化處理方法。這類(lèi)設(shè)備的原理是：振蕩篩選與重力分離相結(jié)合的處理方法，但達(dá)不到原料增濕的效果。第8頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.剝皮當(dāng)原料內(nèi)樹(shù)皮含量超過(guò)20%時(shí)，一般要求進(jìn)行原料剝皮或木片去皮處理。作用樹(shù)皮內(nèi)纖維含量很低，在熱磨過(guò)程中容易被壓成碎片和粉末，在制板時(shí)，導(dǎo)致板面較黑，影響美觀(guān)樹(shù)皮在板內(nèi)降低板的強(qiáng)度和耐水性能第9頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月纖維分離板中纖維之間結(jié)合型式①膠粘劑的化學(xué)結(jié)合②氫鍵結(jié)合③木素的膠合第10頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、纖維分離的目的與要求目的：使纖維表面擁有足夠數(shù)量的游離羥基，這是纖維板中纖維之間形成結(jié)合的前提和內(nèi)因。要求：在纖維盡量少受損失的前提下，消耗較少的動(dòng)力，將植物纖維原料分離成單體纖維，并使纖維具有一定的比表面積和交織性能，為纖維之間的重新結(jié)合創(chuàng)造必要的條件。第11頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、纖維分離方法加熱機(jī)械法將植物原料用熱水或飽和蒸汽進(jìn)行水煮或汽蒸，使纖維胞間層軟化或部分溶解，然后在常壓或高壓條件下，經(jīng)機(jī)械外力作用將其分離成纖維。這是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)纖維的主要方法。第12頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)：纖維損傷小，得率高，可達(dá)95%左右；分類(lèi)：①熱磨機(jī)法高壓條件下的纖維分離，動(dòng)力消耗低；②高速磨漿機(jī)法常壓分離，纖維質(zhì)量?jī)?yōu)于前者；第13頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、纖維質(zhì)量指標(biāo)纖維分離度：解纖后纖維分離的程度纖維篩分值：纖維中通過(guò)各種規(guī)格篩網(wǎng)的纖維重量所占的百分比纖維堆積密度：1m3未壓實(shí)纖維的重量纖維的堆積密度過(guò)大，纖維短、細(xì)，則板子的強(qiáng)度低，耐水性能差由生產(chǎn)實(shí)踐得知：纖維的堆積密度在

16～22㎏/m3（纖維含水率為8%），可制得合格的板制品。第14頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、壓力蒸煮軟化處理目的提高纖維原料的塑性減少動(dòng)力消耗縮短解纖的時(shí)間提高纖維分離的質(zhì)量。第15頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.蒸煮工藝國(guó)產(chǎn)熱磨機(jī)一般采用飽和蒸汽壓：0.8～1.2MPa，蒸煮軟化時(shí)間：5～10min蒸煮溫度：160～180℃第16頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.蒸煮工藝對(duì)板強(qiáng)度的影響隨著蒸煮溫度的提高，纖維之間的聯(lián)接被削弱，解纖時(shí)纖維所受的機(jī)械損傷減少，纖維形態(tài)較好，有利于纖維之間的結(jié)合，板強(qiáng)度提高。蒸煮溫度過(guò)高，纖維本身將受到嚴(yán)重破壞，機(jī)械強(qiáng)度降低，所以板強(qiáng)度降低。蒸煮溫度不變時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)蒸煮時(shí)間，板強(qiáng)度得到提高。但蒸煮時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，板強(qiáng)度反而下降。第17頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、熱磨法纖維分離工藝5.1工藝原理①充分利用植物纖維胞間層木素含量高、木素軟化點(diǎn)低的特點(diǎn)，用飽和蒸汽將原料加熱到160～180℃②木素的熱塑性，即木素受熱軟化，冷卻后又硬化。第18頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2熱磨纖維分離工藝特點(diǎn)采用高濃度條件下的一次纖維分離工藝主要是靠在磨盤(pán)間的纖維物料相互摩擦，而不是靠磨盤(pán)本身的作用。因此，磨盤(pán)間隙可以加大，可避免纖維的過(guò)度壓潰和切斷。第19頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.3纖維分離設(shè)備熱磨機(jī)①組成進(jìn)料螺旋、垂直預(yù)熱缸、磨室體、排料機(jī)構(gòu)、電機(jī)等②主要生產(chǎn)廠(chǎng)家瑞典Defibrator美國(guó)Spront-Bauer德國(guó)Pallmann奧地利Andr第20頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月纖維處理一、防水處理施加防水劑目前，中密度纖維板生產(chǎn)中應(yīng)用最主要、最方便的防水措施是：在纖維上施加石蠟等憎水性物質(zhì)。加合成樹(shù)脂膠即將脲醛樹(shù)脂膠等合成樹(shù)脂施加在纖維表面。第21頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、防水處理工藝2.1施加方法將固體石蠟先熔融成液狀石蠟，直接加入熱磨機(jī)的磨室體，使石蠟在纖維分離過(guò)程中，利用高速旋轉(zhuǎn)的磨盤(pán)將其分散成極微小的液滴，與分離的纖維均勻混合并俯著在其表面上。2.2防水劑的用量石蠟用量一般在1.0～2.0%（按固體石蠟對(duì)絕干纖維重量計(jì)）第22頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、纖維施膠現(xiàn)在的中密度纖維板生產(chǎn)線(xiàn)，一般采用纖維先施膠后干燥的生產(chǎn)工藝。膠種脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、異氰酸樹(shù)脂等。

脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂由于膠合性能好、成本低、能夠滿(mǎn)足使用要求，是目前常用的膠第23頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月施膠量通常，中密度纖維板的施膠量為8～12%（固體樹(shù)脂對(duì)絕干纖維之比）。第24頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月制膠工藝目前，國(guó)內(nèi)中密度纖維板生產(chǎn)線(xiàn)采用脲醛樹(shù)脂膠，其制備工藝為：甲醛與尿素的摩爾比為1.1～1.5，尿素分批加入，反應(yīng)溫度控制在75～95℃，反應(yīng)液的PH值為：堿-酸-堿工藝，樹(shù)脂終點(diǎn)的控制是當(dāng)反應(yīng)液粘度為20S時(shí)，停止反應(yīng)。第25頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月纖維干燥熱壓前板坯的含水率要求在8%～12%，通常熱磨纖維含水率已達(dá)30%～40%，加上施加液體膠粘劑，則含水率可高至40%～50%，易結(jié)團(tuán)，難以輸送和達(dá)到均勻鋪裝效果，因此，濕纖維必須干燥處理。第26頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.干燥方式現(xiàn)在的生產(chǎn)線(xiàn)大多使用一級(jí)干燥系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要由長(zhǎng)100m，直徑1～2m的管道為主干燥部分，管道端部與旋風(fēng)分離器相連接，使干纖維與空氣相分離，整個(gè)干燥時(shí)間為4～5S，由于干燥時(shí)間極短，所以又稱(chēng)為“閃急式”管道干燥機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：干燥時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，熱損失小，投資省。第27頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.干燥工藝參數(shù)①干燥介質(zhì)溫度

160℃～200℃②干燥后纖維含水率對(duì)于先施膠后干燥的工藝，要求干燥后纖維含水率為8%～12%③氣流速度

20～30m/S第28頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.干燥介質(zhì)熱空氣煙氣第29頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月成型鋪裝成型工序直接影響制品的各項(xiàng)物理力學(xué)性能，而且與板的翹曲變形、尺寸穩(wěn)定性及其密度、厚度偏差有關(guān)。第30頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.干法鋪裝成型工段包括：板坯鋪裝、預(yù)壓、縱橫鋸裁等主要部分。第31頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.鋪裝原理機(jī)械鋪裝利用機(jī)械所產(chǎn)生的動(dòng)力，將纖維均勻的鋪撒在鋪裝運(yùn)輸帶上。氣流鋪裝在氣流作用下，纖維成分散狀態(tài)自由下落并沉積在成型網(wǎng)帶上，形成一定厚度的板坯。第32頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.成型工藝的要求板坯密度均勻穩(wěn)定，厚薄一致，具有一定的密實(shí)度，并保證達(dá)到足夠的厚度和尺寸規(guī)格，以滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量的要求。第33頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.預(yù)壓的作用排除板坯內(nèi)留存的空氣，防止熱壓時(shí)大量空氣外逸沖破板坯；通過(guò)預(yù)壓，使板坯具有一定的密實(shí)度，提高自身的支撐強(qiáng)度，以保證板坯在輸送、切割、裝板時(shí)，不致產(chǎn)生斷裂和破損可適當(dāng)提高熱壓速度減少板坯厚度，可縮小壓機(jī)壓板間的開(kāi)檔。第34頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱壓熱壓是纖維板制造最重要的工序，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量起著決定性作用；第35頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、熱壓的定義指在熱量和壓力的聯(lián)合作用下，板坯中的水分汽化、蒸發(fā)、密度增加、膠粘劑固化、防水劑重新分布，原料中的各組分發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，從而使纖維間形成各種結(jié)合力，使制品達(dá)到并符合質(zhì)量要求的過(guò)程。第36頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、熱壓工藝過(guò)程的四個(gè)階段①板坯壓縮排空氣②溫度滲透③加壓至規(guī)定厚度④卸壓排氣定型第37頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、熱壓工藝對(duì)板性能的影響熱壓過(guò)程中控制的主要工藝參數(shù)有：溫度、壓力、時(shí)間、位置、含水率影響壓后毛板質(zhì)量的因素還有：壓機(jī)閉合速度的快慢同閉機(jī)構(gòu)的同步性卸荷速度的快慢第38頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1熱壓溫度通常指熱壓板溫度，而實(shí)際發(fā)揮作用的是板坯內(nèi)的溫度。第39頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1熱壓溫度的作用熱壓過(guò)程中，溫度提高了纖維的塑性，為各種鍵的結(jié)合創(chuàng)造了有利條件；熱量使板坯中的水分汽化；熱量使脲膠受熱，流動(dòng)性增加，有利于加速固化。第40頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2為什么要采用較高的熱壓溫度？板坯中的纖維含水率不高，板坯厚而蓬松、導(dǎo)熱性能差，加熱方式為接觸傳熱，因此，板坯表、芯層溫差大。為了確保板坯中膠的完全固化，必須強(qiáng)化傳熱，用較高的溫度，以縮短熱壓時(shí)間，提高壓機(jī)的生產(chǎn)效率。第41頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱壓溫度高，使板坯表芯層溫度梯度加大，熱傳導(dǎo)加快，芯層溫度快速上升，膠料能較好流動(dòng)和均勻分布于纖維之間，得到充分固化。溫度的升高，增強(qiáng)了纖維化學(xué)組分的降解，提高了纖維的活性，有利于纖維之間的結(jié)合。第42頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3常用的熱壓溫度對(duì)于脲醛樹(shù)脂膠160～180℃對(duì)于酚醛樹(shù)脂膠185～195℃第43頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.熱壓壓力

2.1作用：①克服板坯的反彈力；②進(jìn)一步排除板坯中的空氣；③增大纖維之間的接觸面與交織性④達(dá)到控制板厚度和密度的要求第44頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2常用熱壓壓力范圍一般熱壓壓力為2.5～3.5MPa，制造高強(qiáng)度板或用硬質(zhì)木材纖維時(shí)，壓力可達(dá)5.0～5.5MPa。第45頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.熱壓時(shí)間3.1作用保證熱量的傳導(dǎo)和壓力的傳遞，使膠固化。第46頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2熱壓時(shí)間的確定方法熱壓時(shí)間由膠的種類(lèi)與性能、纖維的質(zhì)量、板坯含水率、熱壓的溫度、壓力、加熱方式、板的厚度與密度等工藝因素來(lái)確定。熱壓時(shí)間一般用1㎜板厚所需的時(shí)間表示。多層壓機(jī)一般1㎜板厚的熱壓時(shí)間：

18～22秒。第47頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.板坯含水率4.1板坯內(nèi)水分的作用①增加纖維的可塑性和導(dǎo)熱性②促使木質(zhì)素樹(shù)脂化和降低熔點(diǎn)第48頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2多層壓機(jī)的含水率控制一般板坯