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由木質(zhì)纖維素纖維交織成型并利用其固有膠粘性能制成的人造板。制造過程中可以施加膠粘劑和(或)添加劑。

我國纖維板生產(chǎn)起步于20世紀70年代,發(fā)展于80年代,起飛于90年代,進入21世紀以來,纖維板產(chǎn)量大幅度增長,2005年首次突破2,000萬m3到2011年的4,954萬立方米。從各省市的產(chǎn)量來看,2011年河南省纖維板的產(chǎn)量達698萬立方米,比2010年增長44.87%,占全國總產(chǎn)量的14.09%。緊隨其后的是廣西、江蘇和山東,分別占總產(chǎn)量的12.84%、9.76%和8.56%。2012年1-7月我國纖維板的生產(chǎn)量達到了29805100.39平方米,比2011年同期增長了11.3%。

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化率的不斷提高,質(zhì)量穩(wěn)定、環(huán)保等級高、滿足差異化需求以及具有安全阻燃功能的纖維板產(chǎn)品具有廣闊的市場空間。

未來我國房地產(chǎn)業(yè)、家具、室內(nèi)裝飾、包裝等行業(yè)的快速發(fā)展和速生工業(yè)用材林原料基地的建成投產(chǎn),將帶動纖維板的需求量和出口量穩(wěn)步增長,纖維板產(chǎn)品在人造板生產(chǎn)總量中的比例也將大大提高。

通常按產(chǎn)品密度分非壓縮型和壓縮型兩大類。非壓縮型產(chǎn)品為軟質(zhì)纖維板,密度小于0.4克/立方厘米;壓縮型產(chǎn)品有中密度纖維板(或稱半硬質(zhì)纖維板,密度0.4~0.8克/立方厘米)和硬質(zhì)纖維板(密度大于0.8克/立方厘米)。根據(jù)板坯成型工藝可分為濕法纖維板、干法纖維板和定向纖維板。按后期處理方法不同又可分為普通纖維板、油處理纖維板等。 軟質(zhì)纖維板 質(zhì)輕,空隙率大,有良好的隔熱性和吸聲性,多用作公共建筑物內(nèi)部的覆蓋材料。經(jīng)特殊處理可得到孔隙更多的輕質(zhì)纖維板,具有吸附性能,可用于凈化空氣。 中密度纖維板 結(jié)構(gòu)均勻,密度和強度適中,有較好的再加工性。產(chǎn)品厚度范圍較寬,具有多種用途,如家具用材、電視機的殼體材料等。 硬質(zhì)纖維板 產(chǎn)品厚度范圍較小,在3~8毫米之間。強度較高,3~4毫米厚度的硬質(zhì)纖維板可代替9~12毫米鋸材薄板材使用。多用于建筑、船舶、車輛等。

中密度纖維板是將木材或植物纖維經(jīng)機械分離和化學處理手段,摻入膠粘劑和防水劑等,再經(jīng)高溫、高壓成型,制成的一種人造板材。中密度纖維板的結(jié)構(gòu)比天然木材均勻,也避免了腐朽、蟲蛀等問題,同時中密度纖維板脹縮性小,便于加工。由于中密度纖維板表面平整,易于粘貼各種飾面,可以使制成的家具更加美觀。各種裝飾人造板美化家居。

原料

組成纖維板的基本單元是分離的木質(zhì)纖維或纖維束。制取纖維的原料主要來自森林采伐剩余物,如枝椏、梢頭、小徑材等;以及木材加工剩余物,如板邊、刨花、鋸末等。此外還可利用林產(chǎn)化學加工的廢料(如栲膠和水解的剩余物)和其他植物桿莖制取纖維。針葉材的纖維含量高,纖維長度比闊葉材長30~50%。若用闊葉材,需先經(jīng)過處理:可用針闊葉材混合制漿,或用化學方法處理木片,也可用熱水、蒸汽。纖維分離前將原料用削片機切成長20~30毫米、厚3~5毫米、寬15~25毫米的薄片。木片過大,在預熱處理和磨漿過程中難以軟化或軟化不勻、纖維分離度小;木片過短則被切斷的纖維比例大,交織性能差,導致纖維板強度下降。切削的木片經(jīng)篩選、再碎、水洗等工序后送入料倉,以備纖維分離。

生產(chǎn)工藝

分濕法、干法和半干法 3種。濕法生產(chǎn)工藝是以水作為纖維運輸?shù)妮d體,其機理是利用纖維之間相互交織產(chǎn)生摩擦力、纖維表面分子之間產(chǎn)生結(jié)合力和纖維含有物產(chǎn)生的膠結(jié)力等的作用下制成一定強度的纖維板。干法生產(chǎn)工藝以空氣為纖維運輸載體,纖維制備是用一次分離法,一般不經(jīng)精磨,需施加膠粘劑,板坯成型之前纖維要經(jīng)干燥,熱壓成板后通常不再熱處理,其他工藝與濕法同。半干法生產(chǎn)工藝也用氣流成型,纖維不經(jīng)干燥而保持高含水率,不用或少用膠料,因而半干法克服了干法和濕法的主要缺點而保持其部分優(yōu)點。

基本工藝內(nèi)容

是纖維分離→漿料處理→板坯成型→熱壓→后期處理等。

纖維分離

又稱制漿,是把制漿原料分離成纖維的過程。纖維分離方法可分機械法和爆破法兩大類,其中機械法又分熱力機械法、化學機械法和純機械法。熱力機械法是先將原料用熱水或飽和蒸汽處理,使纖維胞間層軟化或部分溶解,在常壓或高壓條件下經(jīng)機械力作用分離成纖維,再經(jīng)盤式精磨機精磨(干法纖紙板制漿一般不經(jīng)精磨),此法生產(chǎn)的纖維漿,纖維形狀完整,交織性強,濾水性好,得率高,針葉材的漿料得率可達90~95%,耗電量小;纖維經(jīng)精磨后長度變短,比表面積增加,外層和端部帚化,吸水膨脹性提高,柔軟,塑性增高,交織性好。因此,熱力機械法是國內(nèi)、外纖維板工業(yè)中所用的主要制漿方法�；瘜W機械法是用少量化學藥品,如苛性鈉、亞硫酸鈉等對原料進行預處理,使木質(zhì)素和半纖維素受到一定程度的破壞或溶解,然后再用機械力的作用分離成纖維。純機械法是將纖維原料用水浸泡后直接磨成纖維,根據(jù)原料形狀又分原木磨漿法和木片磨漿,此法應用極少。爆破法是把原料在高壓容器中用壓力為4兆帕的蒸氣進行短時間(約30秒)熱處理,使木素軟化,碳水化合物部分水解,接著使蒸氣壓升至7~8兆帕,保持4~5秒,然后迅速啟閥,纖維原料即爆破成絮狀纖維或纖維束。

漿料處理

即根據(jù)產(chǎn)品用途,分別進行防水、增強、耐火和防腐等處理,以改善成品有關(guān)性能。硬質(zhì)、半硬質(zhì)纖維板漿料要用石蠟乳液處理提高耐水性,而軟質(zhì)板漿料既可用松香乳液,也可用石蠟-松香乳液。施加防水劑可在漿池或連續(xù)施膠箱中進行。用于增強處理的增強劑要能溶于水,能被纖維吸附,并能適應纖維板的熱壓或干燥工藝,硬質(zhì)纖維板多用酚醛樹脂膠。耐火處理以施加耐火藥劑如FeNH4PO4及MgNH4PO4等較為普遍。在漿料中加入五氯酚或五氯酚銅鹽可起到防腐的作用。處理后的漿料,或經(jīng)干燥進行干法成型;或在調(diào)整濃度后直接進入成型機作濕法成型,制成一定規(guī)格并有初步密實度的濕板坯。

干法生產(chǎn)纖維板要求熱壓時的纖維含水率為6~8%,施膠后的漿料含水率為40~60%,因此需在成型前進行干燥。纖維干燥可采用兩種管道氣流干燥方法:一級干燥法溫度為250~350℃,時間為5~7秒;二級干燥法第一級溫度為160~180℃,含水率降至20%,第二級溫度為140~150℃,含水率降至6~8%,兩級干燥的全部時間約12秒。干燥設(shè)備有直管型、脈沖型、套管型3類。

濕法成型與干法成型

板坯成型有濕法成型與干法成型兩大類,軟質(zhì)板和大部分硬質(zhì)板用濕法成型;中密度板及部分硬質(zhì)板用干法成型。

濕法成型用低濃度漿料,經(jīng)逐漸脫水而成板坯,其基本方法有箱框成型、長網(wǎng)成型、圓網(wǎng)成型 3種。箱框成型是把濃度約為 1%的漿料由漿泵送入一個放在墊網(wǎng)上的無底箱框內(nèi),在箱底用真空脫水,箱框頂部用加壓脫水,此法主要用于生產(chǎn)軟質(zhì)纖維板。長網(wǎng)成型所用設(shè)備與造紙工業(yè)中長網(wǎng)抄紙機類似。1.2~2.0%濃度的漿料從網(wǎng)前箱抄上長網(wǎng),經(jīng)自重脫水、真空脫水、輥筒壓榨脫水而形成濕板坯,含水率為65~70%。圓網(wǎng)成型也是從造紙工業(yè)中移植過來,在纖維板生產(chǎn)中常用的是真空式單圓網(wǎng)型,漿料濃度為0.75~1.5%,由真空作用漿料吸附于圓網(wǎng)上,經(jīng)輥筒加壓脫水并控制板坯厚度。

干法成型大都采用氣流成型機。將施加石蠟和膠粘劑(酚醛樹脂)的干燥纖維,由氣流送入鋪裝頭,借纖維自重和墊網(wǎng)下面真空箱的作用使干纖維均勻落在墊網(wǎng)上形成板坯。半干法成型多采用機械或氣流成型機。借機械力或氣流作用,使高含水率的結(jié)團纖維分散并均勻下落,形成漸變結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)的濕板坯。但因濕纖維結(jié)團現(xiàn)象難以借機械力或氣流完全加以分散,在實際生產(chǎn)中板坯密度均勻性較差,而易影響產(chǎn)品質(zhì)量。20世紀70年代初在美國研究成功干纖維靜電定向成型。

軟質(zhì)纖維板和采用濕法成型干熱壓工藝(又稱濕干法)的硬質(zhì)纖維板,其板坯都要經(jīng)過干燥。干燥設(shè)備有間歇式和連續(xù)式兩大類。干燥 1千克水消耗1.6~1.8千克蒸氣。軟質(zhì)纖維板坯干燥后的終含水率為1~3%。用濕干法制造硬質(zhì)纖維板時,板坯含水率不宜太高,否則熱壓時易于發(fā)生鼓泡。

熱壓

濕法生產(chǎn)硬質(zhì)纖維板需用壓力為 5兆帕,干法為7兆帕,超過此壓力時會降低抗彎強度。半干法所需壓力介于二者之間,為6兆帕。濕成型經(jīng)干燥后的板坯壓成硬質(zhì)纖維板,壓力要高達10兆帕。濕壓法所用溫度為200~220℃。干法加壓時無干燥階段,溫度以能使膠粘劑快速固化為準,一般采用180~200℃;以闊葉材為原料時,熱壓溫度可適當提高,最高可達 260℃。半干法熱壓溫度不宜超過 200℃,以防板坯中熔解木素及糖類熱解焦化,使產(chǎn)品強度明顯下降。用濕干法制硬質(zhì)板要求溫度達230~250℃。

在熱壓過程中,板坯的表層與芯層會出現(xiàn)溫差,厚度較大的中密度板坯表芯層溫差可達40~60℃,影響芯層樹脂固化率。可用常規(guī)加熱和高頻加熱消除溫差,并縮短熱壓周期。

后期處理

濕法及半干法纖維板在熱壓后需經(jīng)熱處理及調(diào)濕處理,干法纖維板則不需經(jīng)過熱處理而直接進行調(diào)濕處理。中密度纖維板表面需砂光,軟質(zhì)纖維板表面有時需開槽打洞,硬質(zhì)纖維板作內(nèi)墻板用時表面可開"V"形槽或條紋槽。纖維板的表面加工,通常有涂飾和覆貼兩種方法(見人造板表面裝飾)。至于浮雕、壓痕、模擬粗鋸成材表面的深度壓痕等工藝,大都在板坯熱壓時一次形成,不屬再加工范圍。