膠合板單面涂膠組坯技術(shù)

蔡杰彥

1 中國(guó)膠合板產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

圖1 2006—2015年中國(guó)膠合板產(chǎn)量Fig.1 Capacity of plywood in China of 2006—2015

膠合板是中國(guó)人造板行業(yè)中產(chǎn)量最大的板種，中國(guó)膠合板產(chǎn)量據(jù)官方統(tǒng)計(jì)已達(dá)16 546萬(wàn) m3/a，膠合板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了中國(guó)速生森林種植及生態(tài)環(huán)境的改進(jìn)，同時(shí)吸收一部分農(nóng)村剩余勞動(dòng)力，為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民生活改善帶來(lái)幫助。但同時(shí)，膠合板產(chǎn)業(yè)也面臨規(guī)模小、質(zhì)量低、用工多等問(wèn)題。在膠合板產(chǎn)業(yè)工藝鏈中，單板涂膠組坯這一工藝環(huán)節(jié)在裝備提升，工藝改進(jìn)方面最為緩慢，主要體現(xiàn)在用工多，環(huán)境差，施膠質(zhì)量低下。工藝裝備改革勢(shì)在必行。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，膠合板行業(yè)從業(yè)人員的薪資水平也日益提高。以江蘇省為例，其膠合板從業(yè)人員2013年平均工資水平已達(dá)每月3 300元人民幣，人工成本將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。同時(shí)膠黏劑價(jià)格不斷上漲也給中國(guó)膠合板企業(yè)生產(chǎn)成本帶來(lái)巨大的壓力。最后國(guó)家環(huán)保新政策的出臺(tái)使得企業(yè)不得不在化學(xué)廢料處理及生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)方面增加成本。而這一系列的成本壓力主要?dú)w結(jié)于目前中國(guó)膠合板生產(chǎn)組坯工藝中無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)涂膠組坯，這也是阻礙膠合板產(chǎn)業(yè)工業(yè)化發(fā)展的原因之一。因此筆者認(rèn)為使用單面涂膠組坯生產(chǎn)線，是解決中國(guó)膠合板生產(chǎn)工藝薄弱環(huán)節(jié)的有效解決方案。

2 單面涂膠組坯生產(chǎn)線

筆者介紹了勞特Pro單面涂膠機(jī)。該涂膠機(jī)適用于脲醛樹(shù)脂膠、酚醛樹(shù)脂膠及三聚氰胺脲醛樹(shù)脂膠等各類膠黏劑，生產(chǎn)能力為85～150 m3/d，采用膠線式涂膠或簾式涂膠方式，帶有自動(dòng)清洗系統(tǒng)，滿足常規(guī)單數(shù)層單板組坯的同時(shí)亦可組坯為雙數(shù)層膠合板結(jié)構(gòu)?？缮?jí)為勞特Select或勞特Smart涂膠組坯線（見(jiàn)圖2）。勞特Select涂膠組坯線，生產(chǎn)能力300～450 m3/d，適用于脲醛樹(shù)脂膠、酚醛樹(shù)脂膠及三聚氰胺脲醛樹(shù)脂膠等各類膠黏劑，采用自動(dòng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)，整線2～3人操作。勞特Smart 涂膠組坯線，生產(chǎn)能力150～700 m3/d，適用于脲醛樹(shù)脂膠、酚醛樹(shù)脂膠及三聚氰胺脲醛樹(shù)脂膠等各類膠黏劑，全自動(dòng)化操作，生產(chǎn)速度可達(dá)150 m/min。

圖2 勞特涂膠組坯生產(chǎn)線Fig.2 Raute coating and assembly line

為滿足生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)能的要求，勞特單面涂膠線分為Pro、Select和Smart三個(gè)不同的等級(jí)。主要區(qū)別在于進(jìn)料機(jī)構(gòu)，Select和Smart均采用了真空吸盤(pán)形式的自動(dòng)進(jìn)料，組坯環(huán)節(jié)Select滿足單人半自動(dòng)化操作，而Smart設(shè)計(jì)了機(jī)械裝置，達(dá)到全自動(dòng)組坯的模式。在質(zhì)量檢測(cè)上Smart裝有Mecano VDA 圖像視覺(jué)系統(tǒng)以監(jiān)測(cè)單板施膠質(zhì)量及分等功能。

3 膠線式單面涂膠技術(shù)原理

膠線式單面涂膠技術(shù)涂膠液態(tài)流動(dòng)過(guò)程見(jiàn)圖3，通過(guò)液壓系統(tǒng)將膠黏劑輸送至膠黏劑分配器，最終由出膠口將膠黏劑均勻噴淋在單板表面。另裝有自清洗系統(tǒng)，可在輪班間隙及休息期間對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗，以防止膠黏劑固化堵塞出膠口。

圖3 膠黏劑流動(dòng)示意圖Fig.3 Glue fl ow diagram

4 膠線式涂膠技術(shù)特點(diǎn)

1）適用于各類膠黏劑。基于涂膠系統(tǒng)內(nèi)部壓力，將膠黏劑擠出出膠口，在該原理下，膠線式涂膠方式適用于多種類型膠黏劑，如脲醛樹(shù)脂膠、酚醛樹(shù)脂膠及三聚氰胺脲醛樹(shù)脂膠等黏度在800～3 000 cP 均可使用。施膠形式見(jiàn)圖4。

圖4 膠黏劑形態(tài)示意圖Fig.4 Glue shape diagram

2）適用于不同厚度單板。出膠口距離單板留有15 cm間距,間距可調(diào)，在單板通過(guò)時(shí)不存在任何機(jī)械接觸，任何厚度的單板均可自由通過(guò)，同時(shí)減少了原有因滾筒式涂膠方式造成的單板破損情況的發(fā)生。

3）較高的涂膠精度。系統(tǒng)內(nèi)部各變量參數(shù)均由PLC控制，膠黏劑由出膠口下落速度（系統(tǒng)內(nèi)部壓力控制）及單板通過(guò)膠線速度來(lái)控制單位時(shí)間內(nèi)分布到單板表面的膠黏劑總量，從而把控實(shí)際涂膠量。精準(zhǔn)的膠線流速控制使得施膠誤差僅在±3%以內(nèi)。圖5為抽樣涂膠后膠黏劑分布圖。

圖5 膠黏劑分布檢測(cè)圖Fig.5 Glue distribution test chart

4）均勻的涂膠效果。膠黏劑經(jīng)由分配器施壓后通過(guò)出膠口被均勻等量的涂于單板之上，每條膠線間距為3 mm。實(shí)際涂膠效果見(jiàn)圖6。

5）節(jié)省膠黏劑成本。精準(zhǔn)的膠線流速控制使得施膠誤差僅在±3%。相較滾筒式涂膠機(jī)省膠10%～25% 。例如：目標(biāo)施膠量為150 g/m2。如采用滾筒涂膠方式，施膠誤差約在±20 g/m2。設(shè)備設(shè)定施膠量為170 g/m2；而采用膠線式單面施膠方式，其誤差±5 g/m2。設(shè)備設(shè)定施膠量為155 g/m2。消耗膠黏劑減少近15 g/m2。

圖6 涂膠效果圖Fig.6 Coating effect sketch

5 結(jié)語(yǔ)

涂膠組坯作為中國(guó)膠合板生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)，采用單面涂膠技術(shù)將實(shí)現(xiàn)省膠、減少人工、解決雙面涂膠在運(yùn)送過(guò)程中膠黏劑滴落對(duì)地面造成污染，達(dá)到保護(hù)環(huán)境等效果。并為實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)設(shè)備自動(dòng)化升級(jí)打下基礎(chǔ)。

[1]中國(guó)林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì),國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院.中國(guó)人造板產(chǎn)業(yè)報(bào)告2016[R].2016.

[2]毛秋芳,吳盛富.我國(guó)膠合板行業(yè)現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)人造板,2015(2):1-5.