木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种使单板类人造板产品胶黏剂用量较传统涂胶方式用量下降30～70％的木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置，它包含设备框架、木质薄板传输组件、动力组件、低温等离子体处理组件、超声气旋喷胶组件和控制器组件；低温等离子处理组件包括至少一对介质阻挡放电电极、低温等离子发生器、低温等离子体电源以及冷却排臭氧装置，其中成对电极与进料压辊平行固定在设备框架上；超声气旋喷胶组件包括超声气旋协同作用喷嘴、喷嘴支撑支架、胶量控制阀、管路清洗阀、胶黏剂贮存装置、胶黏剂收集装置和喷胶除味装置，喷嘴支撑支架固定在设备框架上，并位于出料压辊与出料传输辊组间，多个喷嘴可调节平行对称地设置于喷嘴支撑支架上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出的是一种木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置。
技术介绍
人造板生产用主要原料包括木材和胶黏剂。胶黏剂的用量不仅影响着产品的质量，如胶合强度和游离甲醛释放量等，而且也显著影响着生产成本。据测算，胶黏剂成本约占生产总成本的1/4～1/3左右。可见，从经济角度而言，实际生产中在保证产品质量的前提下，应尽可能减少胶黏剂用量。目前，占我国人造板总产量60％以上的单板类人造板产品，如胶合板、建筑模板、单板层积材和多层实木复合地板基材等，均采用辊筒涂胶的方式对单板进行施胶，双面施胶量约为240～400g/m2(视不同胶种而定，如脲醛树脂胶和酚醛树脂胶)。随着化工原料价格的不断上涨以及对人造板甲醛释放限量的要求越来越高，大幅度减少胶黏剂用量是降低单板类人造板产品生产成本和提高产品质量(特别是产品的游离甲醛释放量)行之有效的办法。木材胶合是一个复杂的物理化学过程，促进胶黏剂在木材表面的润湿以及提高木材表面的反应活性是实现高效胶合的有效途径。多年来，木材工业界众多科研人员在该研究领域作出了不懈努力，研究了多种可以改善木材表面润湿性，提高表面活性的物理和化学方法，以达到提高界面胶合性能的目的。上个世纪七八十年代，许多科研人员研究了运用化学方法对木材表面进行改性以提高其胶合性能。如用改变木材表面的酸度来提高木材与脲醛或酚醛树脂胶的胶合性能，但是采用化学方法对木材表面进行改性需在木材表面添加化学药剂，>由于木材是多孔性材料，改性处理时添加的化学药剂不仅会在木材表面扩散，而且会向木材内部渗透，因而，可能会造成对木材基体的损伤，反而会导致复合材料性能的下降。此外，化学改性法还有可能存在环境污染的问题，因而，上述方法仅限于实验室研究，并未应用于工业化生产。此外，科研人员还开发了砂磨表面加工、激光蚀刻、电晕处理、火焰处理以及等离子处理等物理方法对木材表面进行改性，以提高其胶合性能。其中等离子体技术作为一种高效、可控、环保的材料表面改性技术近年来在木材工业中的应用备受关注。由气体放电产生的电子、离子、原子、分子以及光子等高能量活性粒子的气态复合体——等离子体(Plasma)与物质的相互作用中会产生不可估量的效应，可能实现传统化学反应所不能实现的反应。等离子体中活性粒子的能量约从几个eV到几十eV，大于高分子材料中典型的化学键解离能，因此等离子体的能量足以引起高分子材料表面化学键的断裂或重组，从而改善高分子材料的亲水性、疏水性、吸附性、粘合性、阻燃性、防腐性、生物适应性和防止增塑剂渗析等性能。已有的研究结果表明木材表面经等离子体处理后会形成纳米尺度的刻痕，并且会木材表面引入大量的极性基团，显著提高了木材表面的反应活性，可大幅度提高胶黏剂在木材表面的润湿性。胶黏剂在木材表面良好的浸润性可以促进胶黏剂与木材表面的紧密接触，从而形成良好的胶合。尤其是若胶黏剂能渗入木材细胞壁，与细胞壁物质紧密接触，可能形成纳米力学嵌合或与细胞壁中聚合物成分形成化学连接，形成互相渗透的聚合物网络，有利于提高由于表面机械加工而受到损伤的界面层木材细胞的力学强度，同时增加胶黏剂和木材的界面结合性能。等离子体中高能粒子在木材表面的轰击可在木材细胞壁表面形成纳米尺度的刻痕，为胶黏剂能渗入木材细胞壁创造了有利条件。如果改变传统的辊筒涂胶方法，采用雾化喷胶的方法，充分发挥经等离子体改性后单板表面的高润湿性使胶液自动快速流展，在木材表面形成均匀连续的薄胶层，则可实现木质材料表面微量施胶的高效胶合(即胶黏剂用量较传统涂胶方式用量可下降30～70％，产品仍然能获得良好的胶合性能)。可见，开发木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置，应用于工业化连续生产，利于单板类人造板产品生产成本大幅度降低，产品品质显著提升，促进我国木材加工传统产业的转型升级和可持续发展，具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置，其目的在于针对现有单板类人造板产品采用传统辊筒涂胶方式胶黏剂耗量大的不足，通过常压低温等离子体改性处理，在木质单板表面构建具有纳米尺度刻痕和高反应活性的表面层，同时采用适应这种表面结构和特性雾化微量施胶方式，实现微量施胶(胶黏剂用量较传统涂胶方式用量下降30～70％)方式制备生产成本低、胶合强度高、尺寸稳定性好和甲醛释放量低(甚至无甲醛释放，采用本专利技术使昂贵的不含甲醛的异氰酸酯胶用于单板类人造板产品生产成为可能)的高品质单板类人造板产品。本专利技术的技术解决方案：木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置包括设备框架、木质薄板传输组件、动力组件、低温等离子体处理组件、超声气旋喷胶组件和控制器组件；其中所述木质薄板传输组件包括沿进料方向依次设置于设备框架上的木质薄板进料传输带、木质薄板进料感应装置、木质薄板进料压辊、木质薄板出料压辊、木质薄板出料感应装置和木质薄板出料传输辊组；动力组件位于木质薄板传输组件下方并安装在设备框架上，用于驱动木质薄板传输组件；低温等离子处理组件包括至少一对差分激励双介质阻挡放电电极、低温等离子发生器、低温等离子体电源以及低温等离子体冷却排臭氧装置，其中成对的差分激励双介质阻挡放电电极之间具有间隙且相互平行，所述差分激励双介质阻挡放电电极与所述木质薄板进料压辊平行地固定在设备框架上，且位于木质薄板进料压辊和木质薄板出料压辊之间，以便于木质薄板经过上述电极之间进行低温等离子体处理，所述差分激励双介质阻挡放电电极与低温等离子体发生器以及低温等离子体电源通过高绝缘线缆可靠连接，低温等离子体发生器与低温等离子体电源固定在设备框架上，低温等离子体冷却排臭装置包括外部冷却排臭氧装置和电极内部冷却装置，冷却排臭装置对低温等离子处理区域冷却排臭氧；超声气旋喷胶组件包括超声气旋协同作用喷嘴支撑支架、超声气旋协同作用喷嘴、胶量控制阀、管路清洗阀、胶黏剂贮存装置、胶黏剂收集装置和喷胶除味装置，喷嘴支撑支架固定在设备框架上，并位于木质薄板出料压辊与木质薄板出料传输辊组之间，多个超声气旋协同作用喷嘴可调节平行对称地设置于喷嘴支撑支架上，胶量控制阀和管路清洗阀固定在喷嘴支撑支架侧面，并通过管路与超声气旋协同作用喷嘴连接，胶黏剂贮存装置固定在喷嘴支撑支架的上部，胶黏剂收集装置固定在喷嘴支撑支架的下部，喷胶除味装置固定在喷嘴支撑支架的侧板上，通过波纹管与风机连接；控制器组件包括触摸屏操控平台，触摸屏操控平台安装在设备框架侧面。上述的木质薄本文档来自技高网...

【技术保护点】
木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置，其特征在于：该装置包括设备框架、木质薄板传输组件、动力组件、低温等离子体处理组件、超声气旋喷胶组件和控制器组件；其中所述木质薄板传输组件包括沿进料方向依次设置于设备框架上的木质薄板进料传输带、木质薄板进料感应装置、木质薄板进料压辊、木质薄板出料压辊、木质薄板出料感应装置和木质薄板出料传输辊组；动力组件位于木质薄板传输组件下方并安装在设备框架上，用于驱动木质薄板传输组件；低温等离子处理组件包括至少一对差分激励双介质阻挡放电电极、低温等离子发生器、低温等离子体电源以及低温等离子体冷却排臭氧装置，其中成对的差分激励双介质阻挡放电电极之间具有间隙且相互平行，所述差分激励双介质阻挡放电电极与所述木质薄板进料压辊平行地固定在设备框架上，且位于木质薄板进料压辊和木质薄板出料压辊之间，以便于木质薄板经过上述电极之间进行低温等离子体处理，所述差分激励双介质阻挡放电电极与低温等离子体发生器以及低温等离子体电源通过高绝缘线缆可靠连接，低温等离子体发生器与低温等离子体电源固定在设备框架上，低温等离子体冷却排臭装置包括外部冷却排臭氧装置和电极内部冷却装置，冷却排臭装置对低温等离子处理区域冷却排臭氧；超声气旋喷胶组件包括超声气旋协同作用喷嘴支撑支架、超声气旋协同作用喷嘴、胶量控制阀、管路清洗阀、胶黏剂贮存装置、胶黏剂收集装置和喷胶除味装置，喷嘴支撑支架固定在设备框架上，并位于木质薄板出料压辊与木质薄板出料传输辊组之间，多个超声气旋协同作用喷嘴可调节平行对称地设置于喷嘴支撑支架上，胶量控制阀和管路清洗阀固定在喷嘴支撑支架侧面，并通过管路与超声气旋协同作用喷嘴连接，胶黏剂贮存装置固定在喷嘴支撑支架的上部，胶黏剂收集装置固定在喷嘴支撑支架的下部，喷胶除味装置固定在喷嘴支撑支架的侧板上，通过波纹管与风机连接；控制器组件包括触摸屏操控平台，触摸屏操控平台安装在设备框架侧面。...

【技术特征摘要】
1.木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置，其特征在于：该装
置包括设备框架、木质薄板传输组件、动力组件、低温等离子体处理组件、超
声气旋喷胶组件和控制器组件；其中所述木质薄板传输组件包括沿进料方向依
次设置于设备框架上的木质薄板进料传输带、木质薄板进料感应装置、木质薄
板进料压辊、木质薄板出料压辊、木质薄板出料感应装置和木质薄板出料传输
辊组；动力组件位于木质薄板传输组件下方并安装在设备框架上，用于驱动木
质薄板传输组件；低温等离子处理组件包括至少一对差分激励双介质阻挡放电电
极、低温等离子发生器、低温等离子体电源以及低温等离子体冷却排臭氧装置，
其中成对的差分激励双介质阻挡放电电极之间具有间隙且相互平行，所述差分
激励双介质阻挡放电电极与所述木质薄板进料压辊平行地固定在设备框架上，
且位于木质薄板进料压辊和木质薄板出料压辊之间，以便于木质薄板经过上述
电极之间进行低温等离子体处理，所述差分激励双介质阻挡放电电极与低温等
离子体发生器以及低温等离子体电源通过高绝缘线缆可靠连接，低温等离子体
发生器与低温等离子体电源固定在设备框架上，低温等离子体冷却排臭装置包
括外部冷却排臭氧装置和电极内部冷却装置，冷却排臭装置对低温等离子处理
区域冷却排臭氧；超声气旋喷胶组件包括超声气旋协同作用喷嘴支撑支架、超
声气旋协同作用喷嘴、胶量控制阀、管路清洗阀、胶黏剂贮存装置、胶黏剂收
集装置和喷胶除味装置，喷嘴支撑支架固定在设备框架上，并位于木质薄板出
料压辊与木质薄板出料传输辊组之间，多个超声气旋协同作用喷嘴可调节平行
对称地设置于喷嘴支撑支架上，胶量控制阀和管路清洗阀固定在喷嘴支撑支架
侧面，并通过管路与超声气旋协同作用喷嘴连接，胶黏剂贮存装置固定在喷嘴
支撑支架的上部，胶黏剂收集装置固定在喷嘴支撑支架的下部，喷胶除味装置
固定在喷嘴支撑支架的侧板上，通过波纹管与风机连接；控制器组件包括触摸
屏操控平台，触摸屏操控平台安装在设备框架侧面。
2.根据权利要求1所述的木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装
置，其特征在于：木质薄板进料压辊的结构是由一对表面光滑的金属压辊和可
以调节压辊压力的螺栓组成，用于辅助进料传输带传输木质薄板悬空通过低温
等离子体处理区域，使其双面同时进行低温等离子体改性处理。
3.根据权利要求1所述的木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装
置，其特征在于：所述木质薄板进、出料感应装置由可调节式反射型光电传感
器及护罩支架组成，并且由电气控制柜的PLC控制，用于自动控制低温等离子
体电源和超声气旋协同作用喷嘴的启动与关闭，以节省生产过程中的电能和物
料消耗，当被处理木质薄板前...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓燕，万京林，卞杰，陈敏智，曹倚中，陈卫民，王翔，史书凯，蒋帅南，
申请(专利权)人：南京林业大学，南京苏曼等离子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32