提高木纖維模壓門板質量的措施

引言：結合濕法纖維模壓門板的生產工藝流程，闡述了影響模壓板材質量的主要因素，找出了主要工藝因素與產品性能之間的關系，并對生產過程提出改進措施，以提高產品的質量，增加經濟效益。

木質纖維模壓板材是指將木質材料及其加工剩余物加工成一定規格的纖維。再施以一定數量的樹脂膠和其它添加劑制成板坯，然后在模具中一次熱壓成（飾面或不飾面）具有制品最終形狀和規格的板材。只需改變模具形狀，就可以生產出各種造型復雜的產品，其易于適應市場需求的變化，競爭能力強。

纖維模壓門板生產工藝流程因原料、質量要求、設備、動力來源、膠種和生產規模等的不同而不同，但其基本工序一致。

一、纖維制備階段

1.1 原料搭配

原料主要來自林區間伐材、采伐剩余物和木材加工下腳料，其質量是決定產品質量的重要因素之一。因此要做好原料的搭配，最好是針闊葉材混合使用，但闊葉材比例一般不超過35%～50%；由于樹皮中纖維素比例很小，可溶物比例很大，會嚴重影響產品的色澤和強

度，所以在濕法生產中受到很大限制，比例不要超過10%。

1.2 木片規格

削片工序制備的木片質量對纖維和產品的質量有很大影響。一般要求木片尺寸規格統一，以便木片在后續的解纖過程中受熱均勻，獲得較好的解纖效果，使纖維的形態保持完好，從而保證中密度纖維板的力學強度等質量指標。根據實踐經驗，木片切成長16～30mm、寬15～25mm、厚3～5mm的規格為宜，其絕對含水率一般要求為35%～50%，合格木片所占比例應為70%～80%、過大木片為10%～20%、小木片（即碎料）小于5%～15%。

1.3 解纖質量

熱磨解纖后所得纖維的質量（即纖維的形態）對纖維板質量有諸多影響，纖維的形態完整與否決定了纖維之間交織能力的大小，從而影響板材的內結合強度。此外，對添加劑（膠粘劑、石蠟等）的施加量、板材的靜曲強度、握釘力等力學強度、板材的耐水性能等都有影響。熱磨解纖工藝有兩個關鍵參數：一是蒸煮溫度（蒸汽壓力），一般應保持在155～175℃，相當于蒸汽壓力0.6～0.9MPa；二是蒸煮時間，在蒸煮溫度155～175℃時，一般為3.5分鐘。這個溫度范圍對木片的解纖最有利，溫度過高易使纖維塑化，破壞纖維的自然形態，影響板材的質量；溫度過低又會使木片軟化不足，增加解纖的動力消耗。蒸煮時間的長短同樣也影響解纖的效果、纖維的形態以及解纖的動力消耗，一般應根據樹種的不同和沒備的具體參數來調整蒸煮參數，通過實驗對比，找出最佳的工藝方案。

二、施膠階段

一般是采用熱固性樹脂膠作為膠粘劑，根據產品的不同用途選取不同的樹脂膠，通常采用的膠種有脲醛樹脂膠（UF）、脲醛—三聚氰胺樹脂膠（UF—MF）、酚醛樹脂膠（PF）等。施膠量一般為5%～20%，增大施膠量將提高制品的靜曲強度和握釘性能，但同時也增加了產品的成本；施膠量太小，則會造成木纖維單位面積得膠量少，膠合性能變差（特別是握釘性能），精確控制施膠量是使產品質量保持穩定的重要措施。膠粘劑是引起預壓后模坯膨脹的唯一原因。膠粘劑的種類、性質（粗黏性等）、用量等均直接影響模坯膨脹量。

三、預壓成型階段

3.1 鋪裝

模壓制品的鋪裝和預壓是在一道工序、一臺機床、同一只模具內完成的，對預壓后的模坯不再進行任何加工，而是直接進行熱壓，因此板坯的鋪裝對板坯質量的均衡起著關鍵作用。鋪裝時要求纖維不結團、無膠塊；板坯的厚度隨產品形狀而異，要求厚度和密度均勻，即在縱、橫方向上平面密度偏差要符合要求。板坯質量均衡對成品品質影響顯著，一般要求偏差為±5%，要求較高的生產廠家有的達到了±2%。平面密度偏差越小。壓制成的板材內部各項應力越均衡，板材的尺寸越穩定，不易產生翹曲變形等缺陷，也有利于進行各種方式的加工。鋪裝質量不好經常會導致產品出現鼓泡、邊緣缺陷、尺寸穩定性和二次加工效果差等不良后果。

3.2 預壓

預壓的目的主要是使板坯密實，具有一定強度，以防止在搬運過程中發生斷裂或邊緣散塌。排出板坯內部空氣，防止熱壓時水分急速溢出，避免制品出現分層和鼓泡現象。一次模壓制品大多采用先預壓成毛坯再進行熱壓的工藝。預壓后毛坯的強度必須能夠滿足其后的脫模、運輸和裝模熱壓等工段操作的要求。一般的經驗數據是，當預壓后的板坯高度為板材名義厚度的8～10倍時，板坯的密實度即可符合要求，預壓前的板坯鋪裝高度大約為板材名義厚度的25～30倍。

四、熱壓模壓階段

模壓板材在熱壓時板坯被密封在模具的型腔內。板坯受熱而汽化的水分無法向外擴散到大氣中，只能依靠幾只小的排氣螺栓或從模具數量較少的排汽孔中排出，因此水分較難排除。這是導致模壓板材在熱壓工序中分層和鼓泡現象嚴重，廢品率高的主要原因。解決熱壓時水分排除困難的方法有以下幾種：

①降低板坯含水率。板坯含水率對熱壓過程有顯著影響。水分可增加纖維的可塑性和導熱性，含水率太高或太低都可能導致板材鼓泡和分層。降低拌膠纖維含水率，在達到制品所要求物理力學性能的前提下。適當降低施膠量和提高膠粘劑濃度都能在很大程度上減少水分的帶人，而且還可以減小預壓后模坯的膨脹量，縮短熱壓周期，從而提高生產率，降低成本。

②延長熱壓周期。鑒于熱壓時水分可擴散面積過小，為使水分盡量排出，可適當延長熱壓周期（不宜少于lO分鐘），但延長熱壓周期將導致生產率和板坯表面裝飾質量下降，嚴重時表面還會產生碳化。通過降低熱壓溫度可以協調各因素之間的關系，但熱壓溫度不應超過180℃，否則熱壓溫度下降又會導致溫度梯度和壓力梯度減小，使水分汽化及擴散速度相應減慢。可見，在延長熱壓周期的同時必須充分考慮這些因素的交互作用。

③調整熱壓曲線。為使板坯的水分充分排除，可將熱壓曲線融入呼吸式的干燥方式，設計成如圖1所示的形式。合模將壓力上升到最大值后保持一段時問，板坯內部各部分溫度上升到一定值，膠也得到一定程度的固化，然后急速釋壓至零并開啟模具，引起板坯內水分急劇汽化，大量排出，這稱為“壓力釋放”，這樣重復操作1～2次，以便模坯中的水分在模具開啟之際充分排出。將壓力再次上升到最大值并保持二小段時間，隨后再緩慢降壓直至為零，上、下模開啟。這種形式的壓力操作程序有助于消除分層和鼓泡現象，降低熱壓工序的廢品率。

五、后期處理階段

熱壓出來的毛板溫度較高，必須經過冷卻處理，把板溫降到60℃以下。主要作用是消除殘留的游離甲醛，另外還能減小板材上下表面的溫差，以免引起翹曲變形。冷卻處理一般包括兩個方面：一是采用冷卻翻板機，通常配有吸氣罩和排氣風機，進行強制冷卻；二是進行堆置貯存，自然通風48～72小時，主要是降溫，同時進行調質（濕）平衡處理，平衡板內的含水率。

六、小結

通過生產調查和對生產經驗總結，提出上述若干措施。減小了板材變形，提高了板材的優級品率，取得了明顯的效果。

參考文獻

[1]陳緒和.木質纖維模壓制品的發展前景[EB/OL].www.xkdx.com.

[2]韓少杰.中密度纖維板生產工藝縱橫談[J].中國人造板.2007，（7）：22—30.

（作者單位：北方重工集團公司）