3.纤维干燥
干法中密度纤维生产通常采用"闪电式"管道干燥。在干燥管道中,湿热纤维受到高速干热气流的冲击,使纤维分散呈悬浮状态。纤维的整个表面暴露在不断高速更新的干热气流介质中,大大地强化了干燥过程,使干燥可在瞬间完成,整个干燥过程仅为3~5秒钟。
干燥终点纤维含水率对中密度纤维有着十分重要的影响。纤维含水率过低,热压时,板坯内的热量传递效果差,胶粘剂的固化情况不理想,板材的质量差,容易变形。纤维含水率过高,热压时,板坯内累积的水蒸气压,会使内应力增加,容易出现分层、鼓泡和变形等缺陷。干燥终点纤维含水率均匀性也直接影响板材的变形,纤维含水率不均匀,会造成板坯内纤维含水率的差异,在热压时,会导致板坯内的热传导不均匀,胶粘剂的固化程度不一致,从而造成产品的变形。
因此,纤维干燥要求纤维含水率适中,而且均匀、稳定。
4.板坯铺装成型
板坯铺装成型工序是中密度纤维板生产中十分重要的一个环节,不仅直接影响产品的各项物理力学性能,而且与产品的翘曲、变形、密度及其偏差以及厚度偏差指标密切相关。板坯铺装成型工序的主要工艺要求就是:板坯密度均匀稳定、厚薄一致。为了达到这一工序要求,不同的板坯铺成型系统都设置了纤维贮存仓和纤维计量装置。有的系统在铺装成型前、后都设置了计量装置,以保证纤维的连续、均匀、稳定下料和精确计量。一般要求板坯内纤维分布偏差不超过7%,否则很难保证产品不变形。板坯内纤维分布偏差大,产品的密度偏差必然越大,由产品密度偏差带来的内应力也会增大。产品在压制后和使用过程中,如锯截后,会发生翘曲、变形。不同厚度规格的板材对密度偏差的要求有所不同,高密度地板基材应小于3%,中厚板应小于5%,薄板应不超过7%。当然,板材的密度越小,对控制产品质量越有好处,特别是对产品的变形而言。有些先进的板坯铺装成型系统可以把铺装精度控制在1.5%以内,这不仅减少了纤维的浪费,也提高了产品的质量,减少了因板坯铺装成型造成的产品变形。
5.热压
热压是中密度纤维板制造的一道重要工序,对于产品的质量起着决定性的作用。产品的各种物理力学性能指标都是在热压工序得以实现,这一过程是不可逆转的。热压是指在热量和压力联合作用一定时间下,板坯中的水分汽化、蒸分、板坯密度增加、胶粘剂固化,原料中的各种组分发生一系列的物理化学变化,从而使纤维之间形成各种结合力,形成符合质量要求的产品压制过程。
热压过程也是产品密度建立的过程,不同形式的热压机以及不同的热压工艺参数生产出来的中密度纤维板的剖面密度曲线是"马鞍型"的曲线,即板材的两个表面密度高,中间偏低,而且较均匀;表层到芯层的密度梯度大。板材的剖面密度曲线对质量的影响很大,在板材平均密度相同的条件下,表层密度大,高密度区域宽,芯层密度小,表芯层的密度梯度大,板材的刚度和静曲强度就高,板材的变形就少。反之,板材的刚度和静曲强度就低,板材变形就大。
压机在升压过程的时间长短和压力大小会影响产品剖面密度曲线的形状,一般高压时间长,表层高密度区域宽,压力大,表层密度高。压机上下压板存在温度偏差,会导致板坯上下两面的传热不均,两表层高密度区域的宽度不对称,板材也会产生翘曲、变形。板坯上下两面不同时接触热压板,也会造成板材的翘曲、变形。
新型的连续压机还设计有一个冷却区域,即在压机后段建立一个相对独立的热油循环,有意识地降低该循环的温度,使得从压机出来的板材温度与环境温度的差别尽量缩小,以减少板材的变形。
6.板后冷却处理
中密度纤维板材刚从热压机出来温度比较高,接触空气后,板材表层温度开始下降,但芯层温度则在短时间内,由于内部水分迅速向表层转移和水蒸气的余热而出现上升。就中厚板而言,从热压机出来时,板材芯层的温度为105℃左右,在5~10min内继续上升到115℃左右,之后,逐渐下降。脲醛树脂在高温的情况下,时间长了,容易发生水解。纤维在长时间的高温下,也会造成纤维本身强度下降。如果板材不经过冷却处理,立即堆放、贮存,势必影响板材的性能,如板材的强度下降和严重翘曲变形。进行板材的冷却处理,一般要求板材温度降低至脲醛树脂发生受热水解的温度以下,应低于60℃。
刚从热压机出来的板材,水分在剖面上的分布很不均匀。表层含水率为2%~3%,芯层含水率为6%~7%。需通风冷却处理,利用气流中的水分平衡板材内部的含水率。在翻板冷却轮中,使板材均匀冷却;板材的上下表面同时均匀接触空气,使板材内部的含水
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