崛起的中密度纖維板
1948年,在原西德小城Braunschwein附近,全世界第一條刨花板生產(chǎn)線投產(chǎn),當(dāng)時(shí)的日產(chǎn)量?jī)Hl 6m3,到l 996年該公司日產(chǎn)量達(dá)1500m3。在德國(guó)生產(chǎn)技術(shù)帶動(dòng)下。二十世紀(jì)九十年代后期,全世界刨花板產(chǎn)量7000多萬(wàn)m3,首次超過膠合板而雄居首位。
二十世紀(jì)七十年代中密度纖維板在美國(guó)問世后,發(fā)展速度首屈一指,并給刨花板帶來(lái)很大沖擊。到世紀(jì)末,全世界中密度纖維板年產(chǎn)量2700萬(wàn)m3,成為增長(zhǎng)最快的板種,與膠合板、刨花板形成鼎立之勢(shì)。
進(jìn)入二十一世紀(jì),全世界中密度纖維板增長(zhǎng)勢(shì)頭不減。據(jù)英國(guó)Intermark公司在《關(guān)于1999年中密度纖維板最新動(dòng)態(tài)》一文中指出,二十一世紀(jì)前15年,全世界中密度纖維板需求量將繼續(xù)增長(zhǎng),20l5年總需求將達(dá)3700萬(wàn)m3—4800萬(wàn)m3,欲滿足這一預(yù)期需求,需新增生產(chǎn)能力lO0O萬(wàn)m3—2l00萬(wàn)m3。
中密度纖維板之所以持續(xù)發(fā)展,主要得益于其優(yōu)異的性能,加工工藝性好、功能增加、使用范圍不斷擴(kuò)大、性能逐漸完善,因此為市場(chǎng)廣泛接受而具有不可取代的地位。 不斷創(chuàng)新也是中密度纖維發(fā)展的推動(dòng)力,如低孔隙度、均質(zhì)板、防潮、彎曲加工、纖維著色、超輕質(zhì)、復(fù)合門窗、預(yù)成型、異形型材、零甲醛、結(jié)構(gòu)材、表面起絨和板坯芯層預(yù)熱等新技術(shù)。
我國(guó)中密度纖維板發(fā)展速度為世界之最,在l997年中密度纖維板產(chǎn)量106萬(wàn)m3已位居世界第2,至2000年產(chǎn)量329.8萬(wàn)m3已逼近美國(guó)。
我國(guó)中密度纖維板高速發(fā)展重要原因之一是國(guó)產(chǎn)化程度不斷提高。2000年國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)線已有l(wèi)90多條;生產(chǎn)規(guī)模也逐步擴(kuò)大,目前已能提供年產(chǎn)5萬(wàn)m3的成套生產(chǎn)線,國(guó)產(chǎn)10萬(wàn)m3的生產(chǎn)線也已提上議事日程。
國(guó)產(chǎn)中密度纖維板生產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,主要得益于熱磨機(jī)技術(shù)的成熟和大型化。目前l(fā)070mm熱磨機(jī)已有多家生產(chǎn),1120mm熱磨機(jī)即將投放市場(chǎng)。 2 熱磨法分離纖維
分離纖維是中密度纖維板區(qū)別于其他板種最突出的特點(diǎn)。纖維質(zhì)量是板材性能優(yōu)異的關(guān)鍵所在。分離纖維是在高溫、高速和高度密封的系統(tǒng)中進(jìn)行的。它既是中密度纖維板生產(chǎn)中重要的工序,又是最復(fù)雜的環(huán)節(jié)之一。
2.1 熱磨法分離纖維的優(yōu)點(diǎn)
自1931年瑞典人Asplund博士發(fā)明熱磨法(TMP)以來(lái),目前已成為纖維板生產(chǎn)最主要的纖維分離方法。熱磨法之所以被廣泛利用主要在于它有下列優(yōu)點(diǎn):適用于多種原料制漿、能獲得大量柔韌性和交織性好的完整纖維、得率高達(dá)95%、生產(chǎn)能力大、占地面積小、噪聲小、運(yùn)行平穩(wěn)、自動(dòng)化連續(xù)作業(yè)、大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等。
2.2 熱磨法分離纖維機(jī)理
木材是一種復(fù)合材料,也是十分復(fù)雜的生物機(jī)體,除去導(dǎo)管和薄壁組織以外的全部狹長(zhǎng)木質(zhì)細(xì)胞統(tǒng)稱纖維。纖維長(zhǎng)度多在2—5mm之間,極短者約1mm,極長(zhǎng)者7.438mm。纖維弦向直徑平均O.02一0.04mm。極小者0.01mm,極大者0.08mm。
纖維形態(tài)對(duì)中密度纖維板影響甚大,纖維完整、細(xì)長(zhǎng)比大、柔韌和交織性好,板材質(zhì)量就高。熱磨法分離纖維是在加熱弱化纖維牢固的結(jié)合作用后,通過機(jī)械方法而獲得纖維。
分離纖維是一個(gè)十分復(fù)雜的物理力學(xué)和化學(xué)轉(zhuǎn)化過程,由于其理論十分復(fù)雜,加之又難于觀察和模擬,分離纖維機(jī)理的研究,還很難量化,目前大多處于定性階段。
蒸煮
纖維原料蒸煮的目的是用最低的能耗獲得最優(yōu)質(zhì)的纖維。用高溫加熱(160—180℃)纖維原料,以降低木材細(xì)胞壁間力學(xué)性能,軟化將纖維牢固的胞間層。溫度達(dá)到150℃時(shí),纖維胞間層明顯軟化,溫度高于160℃時(shí),胞間層處于熔溶狀態(tài)而失去結(jié)合力,此時(shí)分離纖維,纖維形態(tài)好。能耗也僅為常溫下的1/4—1/5。但蒸煮溫度并非越高越好,實(shí)驗(yàn)表明,超過180℃后,分離纖維的能耗不再降低,反而使纖維PH值下降,出現(xiàn)纖維顏色變深,脆化和得率低等弊端。
加壓搓揉。
經(jīng)蒸煮后的纖維原料,被強(qiáng)制送入高溫、高濕和高壓的磨室內(nèi)兩磨片間,受磨片壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。使纖維胞間層承受剪切力。沿磨片徑向排列的纖維,由于兩端距磨片中心距離不一而存在的速差,使纖維在力偶作用下繞自身軸線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。如果取纖維橫截面作為自由體來(lái)觀察,自由體邊部受剪應(yīng)力,與剪應(yīng)力呈45°的平面內(nèi)產(chǎn)生與剪應(yīng)力大小相等的壓應(yīng)力,與壓應(yīng)力垂直的平面內(nèi),產(chǎn)生一個(gè)大小與壓應(yīng)力相等的拉應(yīng)力。剪應(yīng)力的大小是力偶和纖維截面尺寸的函數(shù),當(dāng)平行于纖維軸線的剪應(yīng)力或拉應(yīng)力超過纖維間的結(jié)合力時(shí),纖維則
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