中密度板熱壓中的溫度、時(shí)間、壓力、板坯含水率和加壓速度,每個因素對產(chǎn)品質(zhì)量都有著密切的關(guān)系。在 制訂熱壓工藝時(shí)必須根據(jù)不同原料的物理、化學(xué)性質(zhì)的具體情況,適當(dāng)?shù)剡x擇各項(xiàng)工藝條件。
(1)熱壓工藝因素與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系
①熱壓溫度:熱壓溫度的作用在于使纖維受熱后塑性增加而軟化,便于壓縮,板坯內(nèi)水分汽化蒸發(fā);加速膠粘劑的縮聚與固化。
熱壓溫度的選擇主要依據(jù)板的性能、膠粘劑種類以及生產(chǎn)效率來確定。熱壓溫度通常脲醛樹脂膠為160~180℃,酚醛樹脂膠為185~19 5℃。選用溫度的高低,還取決于原料、樹種、板坯含水率、板坯厚度、加熱方式、時(shí)間及壓力大小等其他因素。
②熱壓壓力:壓力的作用是克服板坯內(nèi)部摩擦力或稱反彈力,將板坯壓縮到厚度規(guī)格要求,保證產(chǎn)品厚度和密度。
一般熱壓壓力在2.5~3. 5MPa,制取高強(qiáng)度制品或遇硬質(zhì)木材的纖維材料等特殊情況,壓力可達(dá)5---5.5MPa。
③熱壓時(shí)間:板坯在熱壓時(shí)’不論采用的溫度高低和壓力大小,都需要一定的時(shí)間,才能保正熱量的傳導(dǎo)和壓力的傳遞’以達(dá)到膠粘劑固化,制得預(yù)定密度和力學(xué)性能的制品。熱壓時(shí)間的確定與膠粘劑性能、纖維質(zhì)量、板坯含水率、熱壓溫度、壓力、加熱方式以及板坯 厚度有關(guān)。
加熱時(shí)間,一般用Imm成品板厚所需的時(shí)間表示。采用熱壓板接觸加熱方式,1mm加熱時(shí)間為18~22s,采用高頻加熱則熱壓時(shí)間僅為接觸式加熱的1/3 -1/2;噴射蒸汽加熱僅為接觸加熱的1/5~1/6,并且不受制品厚度的影響。
④板坯含水率:板坯內(nèi)水分在熱壓過程中增加纖維的可塑性和導(dǎo)熱性,促使木質(zhì)素樹脂比和降低熔點(diǎn),所以適當(dāng)?shù)陌迮骱?,對板的質(zhì)量有保證,一般板坯含水率為8%-12%。
⑤加壓速度:在相同的熱壓壓力下,不同的加壓速度,影響著板的性能和斷面密度分布。加壓速度快,板的靜曲強(qiáng)度高,內(nèi)結(jié)合力降低。加壓速度慢,靜曲強(qiáng)度下降,預(yù)固化層加厚, 內(nèi)結(jié)合力提高。但過慢會使整板松軟達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
加壓過程中確切的加壓速度,是隨著升溫速度、纖維形態(tài)及性質(zhì),加熱時(shí)間等因素而變化的。而實(shí)際操作中,只能在一定時(shí)間內(nèi)用板坯厚度變化來表示,即板坯平均加壓速度,一 般為5mm/s左右。
(2)熱壓曲線
熱壓工藝參數(shù)在熱壓過程中的變化,可用熱壓曲線來表示。熱壓曲線是諸工藝因素在熱壓過程的綜合實(shí)施。合理的熱壓曲線是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。制訂正確的熱壓曲線,必須保證實(shí)施以下步驟,完成下列步驟即為一個熱壓周期。 當(dāng)板坯裝入熱壓機(jī)后起動壓機(jī)。
①各熱壓板快速提升。
②當(dāng)每塊板坯表面接近上壓板時(shí)緩慢閉合。
③板坯在壓板閉合后再加快加壓速度。
④按壓制板的厚度,隨著壓力的上升應(yīng)自動控制調(diào)整加壓速度,以達(dá)到板厚密度的均勻 性。
⑤板坯壓縮到厚度規(guī)限位后,轉(zhuǎn)換為在線性位置控制器(如LVDT等)的位置控制下,保持工藝要求的加熱時(shí)間。
⑥保持時(shí)間到達(dá)后,壓力緩慢降壓。
⑦熱壓板緩慢打開。
⑧熱壓板快速下降。
⑨熱壓板降到接近較低位置時(shí),緩慢落到底——軟著陸。
⑩熱壓周期結(jié)束,并為下一周期做好準(zhǔn)備。
熱壓曲線是由熱壓機(jī)的液壓系統(tǒng),通過手動或程序邏輯控制器(PLC)進(jìn)行自動控制的。各生產(chǎn)廠家采用熱壓曲線不完全相同?,F(xiàn)將我國引進(jìn)較早的2個廠家提供的熱壓曲線,作 簡單介紹。
瑞典MOTALA多層熱壓機(jī)采用的熱壓曲線。其特點(diǎn)是采用壓力——時(shí)間——位置雙重控制,即用液壓壓力——時(shí)間和活動平臺位置——時(shí)間兩條曲線表示。
熱壓階段由Ai-B4是以油缸活塞桿面積上的液壓壓力加壓,閉合后的板坯壓力僅達(dá)到0.65MPa。B5-C4是以活塞面積上的液壓壓力加壓,這是主要階段,板坯較高壓力可達(dá) 0.6MPa。C1-C3為連續(xù)位置控制階段,速度由PLC自動控制,當(dāng)活動平臺位置達(dá)到L4(工 藝設(shè)定的位置),即封入C4階段,在此階段液壓系統(tǒng)進(jìn)行“通——斷”位置控制,直到板坯樹脂固化,時(shí)間約為總熱壓時(shí)間的1/3 。為防止C1-C3階段壓機(jī)意外張開,設(shè)定安全很限壓力0.6MPa。D1壓力由c4降到約O.98MPa,然后慢速張開,E1、E2階段的較高速度是0.8mm/s。
該壓機(jī)設(shè)計(jì)的加壓速度是,當(dāng)板坯單位面積壓力分別為0.04、O.35、1.42、3.46MPa時(shí),加壓速度分別為15000,5940,1860,450mm/min。
美國華盛頓鐵工廠提供的熱壓曲線,見圖1為板坯熱壓曲線,較高板坯單位面積壓力5. 5MPa,較高溫度176℃。圖2為壓機(jī)液壓系統(tǒng)壓力曲線。
加壓過程分為四段,分別以不同的速度加壓。
P1為快速閉合階段:加壓速度14 300mm/min
P2初升壓階段:加壓速度1 400mm/min
P3繼續(xù)升壓階段:加壓速度763mm/min
P4較高壓力階段:加壓速度213mm/min
板坯加壓到較高壓力P4,即由“LVDT"控制活動平臺位置,待板坯克服反彈力,厚度達(dá)到厚度規(guī)限定位置后,將壓力降到與板坯內(nèi)部飽和蒸汽壓力相等的P5,然后保持到板坯內(nèi)多余水分排出,樹脂固化。
中密度板熱壓中的溫度、時(shí)間、壓力、板坯含水率和加壓速度,每個因素對產(chǎn)品質(zhì)量都有著密切的關(guān)系。在 制訂熱壓工藝時(shí)必須根據(jù)不同原料的物理、化學(xué)性質(zhì)的具體情況,適當(dāng)?shù)剡x擇各項(xiàng)工藝條件。
(1)熱壓工藝因素與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系
①熱壓溫度:熱壓溫度的作用在于使纖維受熱后塑性增加而軟化,便于壓縮,板坯內(nèi)水分汽化蒸發(fā);加速膠粘劑的縮聚與固化。
熱壓溫度的選擇主要依據(jù)板的性能、膠粘劑種類以及生產(chǎn)效率來確定。熱壓溫度通常脲醛樹脂膠為160~180℃,酚醛樹脂膠為185~19 5℃。選用溫度的高低,還取決于原料、樹種、板坯含水率、板坯厚度、加熱方式、時(shí)間及壓力大小等其他因素。
②熱壓壓力:壓力的作用是克服板坯內(nèi)部摩擦力或稱反彈力,將板坯壓縮到厚度規(guī)格要求,保證產(chǎn)品厚度和密度。
一般熱壓壓力在2.5~3. 5MPa,制取高強(qiáng)度制品或遇硬質(zhì)木材的纖維材料等特殊情況,壓力可達(dá)5---5.5MPa。
③熱壓時(shí)間:板坯在熱壓時(shí)’不論采用的溫度高低和壓力大小,都需要一定的時(shí)間,才能保正熱量的傳導(dǎo)和壓力的傳遞’以達(dá)到膠粘劑固化,制得預(yù)定密度和力學(xué)性能的制品。熱壓時(shí)間的確定與膠粘劑性能、纖維質(zhì)量、板坯含水率、熱壓溫度、壓力、加熱方式以及板坯 厚度有關(guān)。
加熱時(shí)間,一般用Imm成品板厚所需的時(shí)間表示。采用熱壓板接觸加熱方式,1mm加熱時(shí)間為18~22s,采用高頻加熱則熱壓時(shí)間僅為接觸式加熱的1/3 -1/2;噴射蒸汽加熱僅為接觸加熱的1/5~1/6,并且不受制品厚度的影響。
④板坯含水率:板坯內(nèi)水分在熱壓過程中增加纖維的可塑性和導(dǎo)熱性,促使木質(zhì)素樹脂比和降低熔點(diǎn),所以適當(dāng)?shù)陌迮骱?,對板的質(zhì)量有保證,一般板坯含水率為8%-12%。
⑤加壓速度:在相同的熱壓壓力下,不同的加壓速度,影響著板的性能和斷面密度分布。加壓速度快,板的靜曲強(qiáng)度高,內(nèi)結(jié)合力降低。加壓速度慢,靜曲強(qiáng)度下降,預(yù)固化層加厚, 內(nèi)結(jié)合力提高。但過慢會使整板松軟達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
加壓過程中確切的加壓速度,是隨著升溫速度、纖維形態(tài)及性質(zhì),加熱時(shí)間等因素而變化的。而實(shí)際操作中,只能在一定時(shí)間內(nèi)用板坯厚度變化來表示,即板坯平均加壓速度,一 般為5mm/s左右。
(2)熱壓曲線
熱壓工藝參數(shù)在熱壓過程中的變化,可用熱壓曲線來表示。熱壓曲線是諸工藝因素在熱壓過程的綜合實(shí)施。合理的熱壓曲線是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。制訂正確的熱壓曲線,必須保證實(shí)施以下步驟,完成下列步驟即為一個熱壓周期。 當(dāng)板坯裝入熱壓機(jī)后起動壓機(jī)。
①各熱壓板快速提升。
②當(dāng)每塊板坯表面接近上壓板時(shí)緩慢閉合。
③板坯在壓板閉合后再加快加壓速度。
④按壓制板的厚度,隨著壓力的上升應(yīng)自動控制調(diào)整加壓速度,以達(dá)到板厚密度的均勻 性。
⑤板坯壓縮到厚度規(guī)限位后,轉(zhuǎn)換為在線性位置控制器(如LVDT等)的位置控制下,保持工藝要求的加熱時(shí)間。
⑥保持時(shí)間到達(dá)后,壓力緩慢降壓。
⑦熱壓板緩慢打開。
⑧熱壓板快速下降。
⑨熱壓板降到接近最低位置時(shí),緩慢落到底——軟著陸。
⑩熱壓周期結(jié)束,并為下一周期做好準(zhǔn)備。
熱壓曲線是由熱壓機(jī)的液壓系統(tǒng),通過手動或程序邏輯控制器(PLC)進(jìn)行自動控制的。各生產(chǎn)廠家采用熱壓曲線不完全相同。現(xiàn)將我國引進(jìn)較早的2個廠家提供的熱壓曲線,作 簡單介紹。
瑞典MOTALA多層熱壓機(jī)采用的熱壓曲線。其特點(diǎn)是采用壓力——時(shí)間——位置雙重控制,即用液壓壓力——時(shí)間和活動平臺位置——時(shí)間兩條曲線表示。
熱壓階段由Ai-B4是以油缸活塞桿面積上的液壓壓力加壓,閉合后的板坯壓力僅達(dá)到0.65MPa。B5-C4是以活塞面積上的液壓壓力加壓,這是主要階段,板坯最高壓力可達(dá) 0.6MPa。C1-C3為連續(xù)位置控制階段,速度由PLC自動控制,當(dāng)活動平臺位置達(dá)到L4(工 藝設(shè)定的位置),即封入C4階段,在此階段液壓系統(tǒng)進(jìn)行“通——斷”位置控制,直到板坯樹脂固化,時(shí)間約為總熱壓時(shí)間的1/3 。為防止C1-C3階段壓機(jī)意外張開,設(shè)定安全極限壓力0.6MPa。D1壓力由c4降到約O.98MPa,然后慢速張開,E1、E2階段的最高速度是0.8mm/s。
該壓機(jī)設(shè)計(jì)的加壓速度是,當(dāng)板坯單位面積壓力分別為0.04、O.35、1.42、3.46MPa時(shí),加壓速度分別為15000,5940,1860,450mm/min。
美國華盛頓鐵工廠提供的熱壓曲線,見圖1為板坯熱壓曲線,最高板坯單位面積壓力5. 5MPa,最高溫度176℃。圖2為壓機(jī)液壓系統(tǒng)壓力曲線。
加壓過程分為四段,分別以不同的速度加壓。
P1為快速閉合階段:加壓速度14 300mm/min
P2初升壓階段:加壓速度1 400mm/min
P3繼續(xù)升壓階段:加壓速度763mm/min
P4最高壓力階段:加壓速度213mm/min
板坯加壓到最高壓力P4,即由“LVDT"控制活動平臺位置,待板坯克服反彈力,厚度達(dá)到厚度規(guī)限定位置后,將壓力降到與板坯內(nèi)部飽和蒸汽壓力相等的P5,然后保持到板坯內(nèi)多余水分排出,樹脂固化。