1、工程師手冊連續壓機生產刨花板熱壓質量控制初探吳方境大亞木業（福建）有限公司，福建 三明 365500摘要：介紹連續壓機生產刨花板常見的分層和鼓泡質量缺陷，分析其產生的原因，并提出相應解決措施。關鍵詞：刨花板；連續平壓機；分層；鼓泡大亞木業（福建）有限公司的刨花板生產線，是目前我國單線生產能力最大的生產線，設計年產刨花板45萬m3。其連續壓機有效熱壓長度42 100 mm，有效熱壓寬度為2 500 mm，是我國引進最長的連續平壓機。該刨花板生產線通過近5年的運行，目前生產比較正常，產品質量也比較穩定。在本文中，筆者根據在實際生產中的工藝控制經驗，對連續壓機刨花板生產中常見的分層和刨花板之20鼓泡

2、質量缺陷及其產生原因進行闡述和分析，并提出相圖1連續壓機中板坯凝膠線分布圖應的解決技術措施。從圖1中看出，板坯中間部分的凝膠線明顯滯后于1連續壓機溫度、壓力設定及脲醛膠固化機理兩側面，表明板坯中部傳熱速度比兩側面的傳熱速度連續壓機的溫度、壓力一般按區設定，根據板坯各項工藝參數的變化進行靈活調節，實現不同區域壓力或者位移的穩定控制。常用溫度范圍為180245 ，壓力調節范圍為0500 N/cm2。所有參數的調節均基于所使用膠黏劑的固化過程控制和固化結果，因此如何合理、正確設定凝膠點及凝膠線工藝是控制熱壓工藝的關鍵。凝膠線工藝的合理正確設定是保證連續壓機高效生產的重要工藝參數，也是衡量刨花板熱壓質

3、量的重要條件。所有熱壓工藝參數的設定，均以凝膠線的設定作為基礎。由于連續壓機中的板坯是連續移動的，在長度方向上無法排汽，膠黏劑固化時產生的蒸汽只能由兩側面排出，相比多層壓機可四面排汽，連續壓機工藝控制更加困難。通常情況下，凝膠線的工藝設定位置在壓機有效熱壓總長的60%65%位置。理想狀態是在板坯進入定厚區時實現芯層凝膠線（芯層溫度達到100 ），而兩側面的凝膠線略早于中部完成，見圖1所示。慢。其主要原因是由于板坯中刨花間殘留的空氣在兩側面易排出，在同樣的溫度和壓力下，中部空氣排出的行程要比兩側面長得多，相對較滯后，一定程度上阻礙了熱量的快速傳遞，從而延緩了中間部分溫度的快速提升，致使凝膠線滯后

4、。當熱壓（運行）速度過快，中間部分的膠黏劑不能得到充分固化時，中部內結合強度就會明顯下降，甚至出現嚴重分層。分層主要集中在板坯寬度方向的中間部分。因此，連續壓機生產刨花板時，應合理設定分區溫度梯度、速度、壓力、壓力梯度、左中右壓力偶合系數（偶合系數是指左右兩組的單位壓力相對于中間組壓力的比例數值，一般設定為0.70.95）及控制施膠刨花的含水率。當然，盡可能多地排出板坯中阻礙傳熱的空氣，也是提前到達凝膠線的有效措施，而這個過程一般在預壓機中完成，適當提高預壓機的有效工作壓力，預壓機的線壓力一般設定為150200 N/cm。中國人造板2011/923技2分層和鼓泡的定義與辨別花溫度過高或過低（4

5、550 ）；（7）刨花形態過碎也分層和鼓泡是連續壓機生產中的主要質量缺陷，也是提升熱壓效率的最大障礙。在實際生產中，往往容易忽視分層和鼓泡的區別，將其混為一談。2.1 分層及產生原因1）從外觀上看，分層一般是發生在板的中心線位置，板的上下兩面基本上呈對稱分開，沿其橫向鋸斷后會有大量的熱蒸汽冒出，這種缺陷即為分層，如圖2所示。會阻礙熱量的有效傳遞（合格刨花比例60%80%）。離開工藝設定標準，導致膠不能完全固化粘合或造成預固化，則會降低刨花板的內結合強度。2.2 鼓泡及產生原因1）從外觀上看，鼓泡一般發生在板的表層和芯層刨花之間的結合部，沿其橫向鋸開后，呈不對稱單側分布，板面明顯凸起，這種缺陷稱

6、之為鼓泡，如圖3所示。圖3刨花板鼓泡示意圖2）產生鼓泡的機理。當壓機速度運行過慢，或熱壓圖2刨花板分層示意圖板溫度過高時，膠黏劑的凝膠點過快到達，板坯在壓機2）產生分層的機理。當板材離開壓機時，板的內結合強度來自于膠對刨花的膠合，由于芯層刨花相對較粗，在板材剖面上其中心層的結合強度最小；而分離破壞膠合的力，一方面來自于木材的自然反彈力，另一方面來自于板坯內部的尚未完全排出的蒸汽壓力。在刨花板生產中，脲醛膠的固含量一般為63%65%，含有占膠液質量1/3的水分，同時施加的液態固化劑中也會帶入一定量的水分；當這些水分汽化后產生的蒸汽若不能即時、有效排放，隨著溫度上升，板材內部的蒸汽壓力就急劇增高，

7、當蒸汽壓力高于內結合強度時，板坯離開壓機的壓力作用后，板材就會發生分層。3）產生分層是脲醛膠固化不完全或凝膠點滯后，中停留時間過長，板坯中部達到100 的膠固化時間過久，導致中部的溫度過高，產生過高的蒸汽壓力及過量的蒸汽；在連續壓機的高壓作用下，產生的過量高壓蒸汽不能有效、即時釋放，板面在過高的蒸汽壓力作用下發生爆裂，導致板坯鼓泡。一般情況下，板面發生鼓泡呈現表層不規則炸裂。3）產生鼓泡是板面在過高的蒸汽壓力作用下發生爆裂，其主要原因：（1）定厚區溫度過高導致固化過度；（2）高壓區和定厚區的壓力過高；（3）表層含水率過高；（4）熱壓板溫度分布不均，局部溫度過高；（5）表層固化劑過量。以上原因導

8、致板坯中蒸汽壓力過高，而由于固化過度內結合強度降低造成鼓泡。導致刨花板內結合強度低于蒸汽壓力，其主要原因：3分層和鼓泡的解決措施（1）熱壓溫度過低（以下均以厚度18 mm板為例給出常用工藝參數，溫度一般設定為228235 ）；（2）熱壓速度過快（熱壓速度500550 mm/s）；（3）固化劑不足或固化劑過量（固化劑用量為固體膠的2%2.5%）；（4）板坯含水率過低，不能形成有效的含水率梯度，導致傳熱過慢（表層12.5%13.8%，芯層6.5%7.5%）；（5）板坯密度過大或縱橫向密度偏差過大（板坯密度655665 kg/ m3，縱橫方向密度偏差小于5%）；（6）刨有效控制和減少分層、鼓泡的發生

9、，是規模化生產的關鍵，需要快速采取工藝調整措施即時實施控制。3.1 合理設定熱壓工藝參數在連續壓機中，溫度一般根據壓力的設定而變化，溫度梯度按38 遞減設置，在出口冷卻區域遞減幅度為1520 。當出現分層時，定厚區的壓力會明顯上升，調整時應大幅度降低熱壓（運行）速度（降幅2050 mm/s），并相應提高主傳熱區的溫度，或者在工24中國人造板2011/9藝范圍內適當增加表層刨花含水率。同時，適當增高保壓區的壓力，以降低定厚區的壓力，定厚區的線壓力一般保持在80120 N/cm。3.2 按工藝要求穩定控制板坯刨花含水率板坯刨花含水率過低易導致傳熱過慢，過高則易產生分層或鼓泡。在工藝設定時，干燥后刨

10、花含水率應控制在1.6%2.3%，施膠后控制表層刨花含水率為12.5%13.8%，芯層為6.5%7.5%；刨花含水率可通過配膠系統加水量大小進行調節，也可以通過表面增濕噴淋系統來增加表層刨花含水率。隨著表層含水率的增加，表芯層含水率梯度增大，可有效加速熱量向板坯中部傳遞，進而滿足工藝設定的凝膠線前移，避免分層產生。另一方面，當含水率過高時，可適當降低高壓區的設定壓力或熱壓溫度，或者適當提高熱壓速度，以避免產生鼓泡。在實際生產中，當表層含水率超過16%時，即使對連續壓機的溫度和壓力作很大的調節，也很難控制鼓泡不發生。3.3 合理調節施膠后刨花溫度工藝要求施膠后刨花溫度應小于48 ，當添加了2%2

11、.5%的固化劑后，脲醛膠在大于50 時就會發生化學聚合反應，而拌膠刨花離開拌膠機到板坯進入壓機一般需要1015 min，因此極易造成膠黏劑預固化，從而降低膠黏劑有效膠合強度，產生分層。歐洲很多工廠測定膠黏劑的固化時間，將膠黏劑在熱水浴中加熱到60 時就開始計算為固化時間，說明脲醛膠在此溫度下就開始出現固化，只是較100 凝膠點時的固化速度要慢。從圖4可以看出，脲醛膠達到100 凝膠點時，固化反應是最劇烈的；而在達到凝膠點之前，實際上已進行緩慢的化學反應，發生了預固化。膠液預固化后嚴重降低了膠的有效膠合強度，對刨花板生產是非常不利的。另一方面，施膠刨花（特別是芯層刨花）溫度過低時，不僅嚴重制約了

12、熱壓效率，而且促使凝膠線滯后而產生分層。因此冬天要對刨花進行適當的加溫、保溫，如料倉保溫、鋪裝系統整體加熱隔離保溫，以保證刨花溫度控制在3845 。反之，在夏天，氣溫高、濕度相對較低時，干燥系統出口刨花溫度為100120 ，并且在高速拌膠機進行拌膠后也會增加刨花的溫度，因此，要適當調低拌膠機中冷卻水溫度，一般調至810 ，并采取必要的通風措施以降低施膠后刨花溫度。圖4 脲醛膠的反應率與溫度關系3.4 控制好板坯密度，減少板坯鋪裝密度偏差板坯密度過大時，傳熱效率降低，造成凝膠線滯后，膠固化不良，極易產生分層。鋪裝精度過低或密度偏差過大時，易造成板坯在壓機中傳熱不均勻，導致凝膠線不規則，密度偏低部分傳熱快，而偏高部分傳熱滯后，致使不同部位的膠固化不均勻，極易產生鼓泡和分層。因此在生產中應控制和調整好鋪裝系統，保證板坯橫向和縱向的密度偏差小于3%5%，并定期檢查鋪裝計量倉掃平輥是否彎曲、鉆石輥是否結膠等影響鋪裝精度的關鍵部位，以提高縱橫向的鋪裝精度，從而控制分層和鼓泡板的產生。3.5 保證熱油系統油溫的穩定熱油溫度波動過大，在熱壓時也極易造成分層和鼓泡發生。一般正常生產時油溫控制在270 左右，溫差波動小于10 ，以穩定熱壓板的溫度。在實際生產中，