CN102699970A

CN102699970A - 杨木铅笔板的改性生产方法及其设备

Info

Publication number: CN102699970A
Application number: CN2012101597364A
Authority: CN
Inventors: 周光军; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: ZHEJIANG QINGYUAN OUDI INDUSTRIAL CO LTD
Current assignee: ZHEJIANG QINGYUAN OUDI INDUSTRIAL CO LTD
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: CN102699970B

Abstract

一种杨木铅笔板的改性生产方法及其设备，通过选材、切板、软化、热压炭化处理和上蜡等工序进行铅笔板改性处理，有效解决现有方法用于杨木铅笔板生产不易干燥、易翘曲变形，而且纤维粗、长，易造成笔杆不光和起毛现象等诸多问题；通过机架、置物架、通槽、自动推料机构、自动热压机构和控制器等组件的合理配合设置，实现自动化进料、自动化热压炭化处理、自动化出料等动作，有效解决目前铅笔板炭化处理设备存在的高污染、高耗费、低成品率和手工操作难以规模化生产等诸多问题。生产加工时，操控简单方便，而且整机成本较低，可节约企业成本。本发明热压炭化处理效果好，自动化程度高，使用寿命长，值得推广。

Description

杨木铅笔板的改性生产方法及其设备

技术领域

本发明涉及铅笔生产加工领域，具体涉及一种杨木铅笔板的改性生产方法及其设备。

背景技术

随着我国文化事业的快速发展和出口的需要，铅笔需求量不断增加，中国铅笔行业高度景气，使铅笔板用材过度消耗。据林业部门统计，我国每年至少要消耗掉30万立方左右木材用于铅笔板生产加工上。长期以来，我国铅笔板用材主要采用国产的椴木为主及少部分进口的铅笔柏，其中国产椴木大都是产自东北方向。众所周知，椴木成长周期较长，一般需要50年才可以采伐，而铅笔板生产所需的木材需求量还在不断增长，致使椴木资源越来越少，导致木制铅笔用料越来越紧张、短缺，促使原材料成本不断增加，使得木材质量难以跟上，给铅笔生产企业造成很大的压力，已严重危及铅笔行业的发展。

杨木和我们产生铅笔通常所使用的椴木在材质和性质上有很多相似之处，杨木和椴木同属于阔叶材种，材质松软、细腻，便于生产加工。杨木具有独特的天然优势，它是速长树种，生长不受地域限制，一般只需10年就可采伐利用，而且其径级大，出材率高，普通椴木出材率每立方米生产铅笔板200～210罗，而杨木每立方米可生产230～240罗。虽然杨木有很多优点，但它和椴木相比还是存在着很多差异。杨木收缩率大，一般在8%～12%，而椴木收缩率在6%～8%，因此和椴木相比杨木易翘曲变形，而且纤维粗、长，易造成笔杆不光和起毛现象。另外杨木不易干燥，如果基准过硬，会出现塌陷现象，基准过软则板子不易干燥。

目前国内椴木铅笔板改性处理主要是采用高温烤板，高温烤板时以刨花、木材和燃煤等为燃料，用明火加热烤板筒对木材进行改性处理。这种燃烧烤板方式的烤板时间和温度完全依赖操作人员的经验而进行手动操作，容易造成铅笔板翘曲、糊角和局部烧灼炭化，质量不可靠，难以持续地批量化生产，操作不当还会导致铅笔板燃烧，引发火灾。这种烤板方式在操作时，工人劳动强度大，劳动条件差，烟气污染严重，有害人体健康，不符合可持续发展需求。另外还有一种椴木铅笔板烤板改性方式，其与前者主要区别在于热源区别，这种烤板改性方式主要采用导热油加热方式进行烤板改性处理，虽然在一定程度上缓减工人操作环境问题，但导热油设备整机的投入成本较高，中小型企业难以承受高额成本，不适于产业化推广；而且导热油在加热过程中同样需要消耗较多燃料，在导热油输送过程中又将损耗一部分热量，易造成能源浪费。

目前，市面上尚未有杨木应用于铅笔板材的相关报到，更未出现过用于杨木铅笔板材加工的设备。根据上述杨木的优缺点及现有的铅笔板烤板改性设备和方法，急需出一种低成本、高效率、节能环保、安全可靠且适用于杨木等木材质地硬度较低的板材改性处理的生产方法及加工设备。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种低成本、高效率、节能环保、安全可靠且适用于杨木等木材质地硬度较低的板材改性处理的生产方法及加工设备。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种杨木铅笔板的改性生产方法，依次包括如下步骤，

（a）选材：选取8年～15年树龄的国产杨木；

（b）切板：切板时，板材加厚至现有标准板厚度的115%；

（c）软化：将铅笔板加入硫化罐，罐内温度控在175℃～185℃、压力控制1MPa～1.2MPa、软化处理时间控制在5小时～6小时；

（d）热压炭化处理：将软化后的铅笔板叠放整齐，通过自动推料机构将铅笔板自动推送至自动热压机构下方，自动推料机构复位，自动热压机构对铅笔板实施260℃的热压炭化处理，热压处理后自动热压机构复位，自动推料机构进行再次送料；所述热压炭化处理包括4次热压处理，热压时间依次为：15秒、20秒、30秒、120秒；

（e）上蜡：在完成第4次热压处理后60秒内喷洒乳化石蜡，收料。

在高温加热时，木素较纤维素具有较大的稳定性。木素和纤维素很容易氧化，高温笫一可以加速氧化，第二可以生成酸。杨木板在热压时温度260℃，半纤维素分解，木素和纤维素被氧化，多糖的羟基转化成醚，并转化成酸类。因此木材的润胀能力下降，憎水性提高，木材变为棕色和成脆性。并且，热压时产生大量高温水蒸气可使木材发生氧化分解，减少羟基的数量，从而使杨木板吸湿性降低。

杨木经过高温热压后，内部发生3种物理化学变化：1、木材内部组织由于失掉水份，可能形成醚基，水份从两个相邻的羟基中析出；2、纤维素和木素的的氧化；3、部份有机物的炭化。这些反应会降低木材的強度，而強度的降低、脆性的提高，正是提高铅笔板卷削性能所要求的。经测试杨木板经过高温热压炭化之后密度可增強20%，光泽度可增加30%，并达到了椴木的效果。

一种用于上述方法的杨木铅笔板改性装置，包括机架，所述机架上设有置物架，置物架前后对称的侧板底端均开有通槽，置物架后侧设有自动推料机构，前侧设有自动热压机构，自动推料机构上设有与通槽滑动插接配合的移动推料板，机架上还设有控制器，自动推料机构、自动热压机构分别通过控制器连接控制；

自动推料机构包括固定于机架上的推料活塞缸，移动推料板固定于推料活塞缸的活塞杆上，机架上还有设滑轨，移动推料板上固定有滑座，该滑座滑动设置于滑轨上，滑轨前端的机架上设有与控制器连接的行程开关，滑座与行程开关触动配合；

自动热压机构包括上热压板、下热压板，机架上方固定有压板活塞缸，上热压板固定于压板活塞缸的活塞杆下，下热压板固定于机架上并与置物架前侧的通槽连接配合；上热压板、下热压板均为电加热板，下热压板上设有与控制器连通的温度传感器；压板活塞缸的活塞杆下端固定有压板座，上热压板固定于该压板座下方，上热压板与压板座之间设有隔热绝缘层；下热压板与机架之间设有隔热绝缘层；上热压板与下热压板之间设有靠模。

这样，使用时，推料活塞缸的活塞杆推动移动推料板向前移动，移动推料板插入通槽，推动铅笔板使铅笔板从置物架前侧侧板底端的通槽推出直至下热压板上方，这时，固定于移动推料板上的滑座移动至顶并触动机架上的行程开关，使控制器给自动推料机构传递复位信号，同时还给自动热压机构传递压合信号，自动热压机构中压板活塞缸的活塞杆推动压板座使上热压板下压，对下热压板上的铅笔板实施热压炭化处理。当热压炭化时间达到预设的热压时间时，控制器给自动热压机构传递复位信号，同时自动推料机构传递送料信号，进行第二次推送铅笔板。由于上热压板、下热压板之间设有靠模，使得上热压板下压至底时，上热压板与下热压板间距始终保持一致，使铅笔板规格尺寸更加标准统一。加热时，在第二次推送过程中，在后的铅笔板将在前已热压炭化处理过的铅笔板顶出被收集，送至下一道工序。使用时，将四台杨木铅笔板改性装置串接在同一流水线上，并在最后一台设备出料端设置乳化石蜡喷洒装置，明显提高生产铅笔板效率和质量。

进一步，上热压板上方的机架上固定有一组挡杆，该组挡杆与压板座阻挡配合设置。这样，挡杆可阻挡自动热压机构复位时上热压板或压板座回弹时产生惯性力量对设备造成损伤，可提高设备的使用寿命，同时也缩短自动热压机构复位时的行程，提高热压炭化处理的加工效率。

上热压板上方的机架上至少固定有两个压板活塞缸。这样，通过多个压板活塞缸的作用可提高上热压板下压时对铅笔板均匀施力，提高铅笔板炭化的合格率。

控制器包括相互连接的温控器、活塞缸控制器、控制主板、电源开关，温控器上连接有温度显示器，活塞缸控制器上连接有速率显示器。这样，便于可视化操作控制热压炭化处理的温度及整机工作速度，可使单人多机操作，方便快捷。

本发明有益的效果是：本发明通过选材、切板、软化、热压炭化处理和上蜡等工序进行铅笔板改性处理，有效解决现有方法用于杨木铅笔板生产不易干燥、易翘曲变形，而且纤维粗、长，易造成笔杆不光和起毛现象等诸多问题。本发明通过机架、置物架、通槽、自动推料机构、自动热压机构和控制器等组件的合理配合设置，实现自动化进料、自动化热压炭化处理、自动化出料等动作，有效解决目前铅笔板炭化处理设备存在的高污染、高耗费、低成品率和手工操作难以规模化生产等诸多问题。生产加工时，人们只需直接控制操作控制器即可进行，简单方便，而且整机成本远低于现有设备成本，可大大节约企业成本。本发明成本低，热压炭化处理效果好，自动化程度高，使用寿命长，值得推广。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明局部剖视时的结构示意图；

图3为本发明俯视时的结构示意图；

图4为本发明控制器的结构示意图；

图5为图2中A部分放大后的结构示意图。

附图标记说明：机架1，置物架2，侧板3，通槽4，自动推料机构5，自动热压机构6，移动推料板7，控制器8，推料活塞缸9，上热压板10，下热压板11，压板活塞缸12，滑轨13，滑座14，行程开关15，温度传感器16，压板座17，隔热绝缘层18，挡杆19，温控器20，活塞缸控制器21，控制主板22，电源开关23，温度显示器24，速率显示器25，靠模26，铅笔板27。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图：本实施例中的这种杨木铅笔板的改性生产方法，依次包括如下步骤，

（a）选材：选取8年～15年树龄的国产杨木；

（b）切板：切板时，板材加厚至现有标准板厚度的115%；

（e）上蜡：完成第4次热压处理后60秒内喷洒乳化石蜡，收料。

一种用于上述方法的杨木铅笔板改性装置，包括机架1，所述机架1上设有置物架2，置物架2前后对称的侧板3底端均开有通槽4，置物架2后侧设有自动推料机构5，前侧设有自动热压机构6，自动推料机构5上设有与通槽4滑动插接配合的移动推料板7，机架1上还设有控制器8，自动推料机构5、自动热压机构6分别通过控制器8连接控制；

自动推料机构5包括固定于机架1上的推料活塞缸9，移动推料板7固定于推料活塞缸9的活塞杆上，机架1上还有设滑轨13，移动推料板7上固定有滑座14，该滑座14滑动设置于滑轨13上，滑轨13前端的机架1上设有与控制器8连接的行程开关15，滑座14与行程开关15触动配合；

自动热压机构6包括上热压板10、下热压板11，机架1上方固定有压板活塞缸12，上热压板10固定于压板活塞缸12的活塞杆下，下热压板11固定于机架1上并与置物架2前侧的通槽4连接配合；上热压板10、下热压板11均为电加热板，下热压板11上设有与控制器8连通的温度传感器16；压板活塞缸12的活塞杆下端固定有压板座17，上热压板10固定于该压板座17下方，上热压板10与压板座17之间设有隔热绝缘层18；下热压板11与机架1之间设有隔热绝缘层18；上热压板10与下热压板1之间设有靠模26。

上热压板10上方的机架1上固定有一组挡杆19，该组挡杆19与压板座10阻挡配合设置。

上热压板10上方的机架1上至少固定有两个压板活塞缸12。

控制器8包括相互连接的温控器20、活塞缸控制器21、控制主板22、电源开关23，温控器20上连接有温度显示器24，活塞缸控制器21上连接有速率显示器25。

本发明中的选材时选取8年、10年或15年树龄的国产杨木；切板时，板材加厚至现有标准板厚度的115%，以保证木材的旋向收缩率；将铅笔板加入硫化罐，罐内温度控在175℃、180℃或185℃、压力控制1MPa、1.1MPa或1.2MPa、软化处理时间控制在5小时、5.5小时或6小时；将软化后的铅笔板叠放整齐，通过自动推料机构将铅笔板自动推送至自动热压机构下方，自动推料机构复位，自动热压机构对铅笔板实施260℃的热压炭化处理，热压处理后自动热压机构复位，自动推料机构进行再次送料；所述热压炭化处理包括4次热压处理，热压时间依次为：15秒、20秒、30秒、120秒；完成第4次热压处理后60秒内喷洒乳化石蜡，收料。

本发明使用时，将待热压炭化处理的铅笔板27叠放在置物架2内，合上控制器8上的电源开关23，启动整机，调节控制器8上的温控器20适当调整上热压板10、下热压板11的实时温度，预设热压时间。推料活塞缸9的活塞杆推动移动推料板7向前移动，移动推料板7插入通槽4，推动铅笔板27使铅笔板27从置物架2前侧侧板3底端的通槽4推出直至下热压板11上方，这时，固定于移动推料板7上的滑座14移动至顶并触动机架1上的行程开关15，使控制器8给自动推料机构5传递复位信号，同时还给自动热压机构6传递压合信号，自动热压机构6中压板活塞缸12的活塞杆推动压板10座使上热压板10下压，对下热压板11上的铅笔板27实施热压炭化处理。当热压炭化时间达到预设的热压时间时，控制器8给自动热压机构6传递复位信号，同时自动推料机构5传递送料信号，进行第二次推送铅笔板27。在第二次推送过程中，在后的铅笔板27将在前已热压炭化处理过的铅笔板27顶出被收集，送至下一道工序。本发明操作过程中可根据生产需要调节控制活塞缸控制器21和温控器20，操作简单方便，适用于各种材质板热压炭化处理，特别对于杨木铅笔板的热压炭化处理效果显著。使用本发明时可多机由同一人操作，大大减少劳动力，而且整体成本极低，运行稳定，可靠，成品率高，能耗少，值得推广。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims

1.一种杨木铅笔板的改性生产方法，其特征是：依次包括如下步骤，

（a）选材：选取8年～15年树龄的国产杨木；

（b）切板：切板时，板材加厚至现有标准板厚度的115%；

2.一种用于权利要求1方法的杨木铅笔板改性装置，其特征是：包括机架（1），所述机架（1）上设有置物架（2），所述置物架（2）前后对称的侧板（3）底端均开有通槽（4），所述置物架（2）后侧设有自动推料机构（5），前侧设有自动热压机构（6），所述自动推料机构（5）上设有与通槽（4）滑动插接配合的移动推料板（7），所述机架（1）上还设有控制器（8），所述自动推料机构（5）、自动热压机构（6）分别通过控制器（8）连接控制；

所述自动推料机构（5）包括固定于机架（1）上的推料活塞缸（9），所述移动推料板（7）固定于推料活塞缸（9）的活塞杆上，所述机架（1）上还有设滑轨（13），所述移动推料板（7）上固定有滑座（14），该滑座（14）滑动设置于滑轨（13）上，所述滑轨（13）前端的机架（1）上设有与控制器（8）连接的行程开关（15），所述滑座（14）与行程开关（15）触动配合；

所述自动热压机构（6）包括上热压板（10）、下热压板（11），所述机架（1）上方固定有压板活塞缸（12），所述上热压板（10）固定于压板活塞缸（12）的活塞杆下，所述下热压板（11）固定于机架（1）上并与置物架（2）前侧的通槽（4）连接配合；上热压板（10）、下热压板（11）均为电加热板，所述下热压板（11）上设有与控制器（8）连通的温度传感器（16）；所述压板活塞缸（12）的活塞杆下端固定有压板座（17），所述上热压板（10）固定于该压板座（17）下方，所述上热压板（10）与压板座（17）之间设有隔热绝缘层（18）；所述下热压板（11）与机架（1）之间设有隔热绝缘层（18）；所述上热压板（10）与下热压板（1）之间设有靠模（26）。

3.根据权利要求2所述的杨木铅笔板炭化装置，其特征是：所述上热压板（10）上方的机架（1）上固定有一组挡杆（19），该组挡杆（19）与压板座（10）阻挡配合设置。

4.根据权利要求2所述的杨木铅笔炭化装置，其特征是：所述上热压板（10）上方的机架（1）上至少固定有两个压板活塞缸（12）。

5.根据权利要求2所述的杨木铅笔炭化装置，其特征是：所述控制器（8）包括相互连接的温控器（20）、活塞缸控制器（21）、控制主板（22）、电源开关（23），所述温控器（20）上连接有温度显示器（24），所述活塞缸控制器（21）上连接有速率显示器（25）。