纖維闆

纖維闆

以木質纖維或其他植物素纖維為原料的闆
由木質纖維素纖維交織成型并利用其固有膠粘性能制成的人造闆。制造過程中可以施加膠粘劑和(或)添加劑。纖維闆的缺點是背面有網紋,造成闆材兩面表面積不等,吸濕後因産生膨脹力差異而使闆材翹曲變形;硬質闆材表面堅硬,釘釘困難,耐水性差。幹法纖維闆雖然避免了某些缺點,但成本較高。2021年10月13日,新港集團功能型超薄纖維闆生産線經過嚴格專業調試,順利實現首闆下線。[1]
    中文名:纖維闆 外文名:fibreboard 别名:密度闆 屬性:人造闆 起步時間:20世紀70年代 種類:非壓縮型産品,壓縮型産品 原料:木質纖維或纖維束

發展趨勢

随着我國經濟的快速發展和城市化率的不斷提高,質量穩定、環保等級高、滿足差異化需求以及具有安全阻燃功能的纖維闆産品具有廣闊的市場空間。未來我國房地産業、家具、室内裝飾、包裝等行業的快速發展和速生工業用材林原料基地的建成投産,将帶動纖維闆的需求量和出口量穩步增長,纖維闆産品在人造闆生産總量中的比例也将大大提高。

分類

通常按産品密度分非壓縮型和壓縮型兩大類。非壓縮型産品為軟質纖維闆,密度小于0.4克/立方厘米;壓縮型産品有中密度纖維闆(或稱半硬質纖維闆,密度0.4~0.8克/立方厘米)和硬質纖維闆(密度大于0.8克/立方厘米)。根據闆坯成型工藝可分為濕法纖維闆、幹法纖維闆和定向纖維闆。按後期處理方法不同又可分為普通纖維闆、油處理纖維闆等。軟質纖維闆質輕,空隙率大,有良好的隔熱性和吸聲性,多用作公共建築物内部的覆蓋材料。經特殊處理可得到孔隙更多的輕質纖維闆,具有吸附性能,可用于淨化空氣。中密度纖維闆結構均勻,密度和強度适中,有較好的再加工性。産品厚度範圍較寬,具有多種用途,如家具用材、電視機的殼體材料等。硬質纖維闆産品厚度範圍較小,在3~8毫米之間。強度較高,3~4毫米厚度的硬質纖維闆可代替9~12毫米鋸材薄闆材使用。多用于建築、船舶、車輛等。

特點

中密度纖維闆是将木材或植物纖維經機械分離和化學處理手段,摻入膠粘劑和防水劑等,再經高溫、高壓成型,制成的一種人造闆材。中密度纖維闆的結構比天然木材均勻,也避免了腐朽、蟲蛀等問題,同時中密度纖維闆脹縮性小,便于加工。由于中密度纖維闆表面平整,易于粘貼各種飾面,可以使制成的家具更加美觀。各種裝飾人造闆美化家居。

生産技術

原料

組成纖維闆的基本單元是分離的木質纖維或纖維束。制取纖維的原料主要來自森林采伐剩餘物,如枝桠、梢頭、小徑材等;以及木材加工剩餘物,如闆邊、刨花、鋸末等。此外還可利用林産化學加工的廢料(如栲膠和水解的剩餘物)和其他植物杆莖制取纖維。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。纖維分離前将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,導緻纖維闆強度下降。切削的木片經篩選、再碎、水洗等工序後送入料倉,以備纖維分離。

生産工藝

分濕法、幹法和半幹法3種。濕法生産工藝是以水作為纖維運輸的載體,其機理是利用纖維之間相互交織産生摩擦力、纖維表面分子之間産生結合力和纖維含有物産生的膠結力等的作用下制成一定強度的纖維闆。幹法生産工藝以空氣為纖維運輸載體,纖維制備是用一次分離法,一般不經精磨,需施加膠粘劑,闆坯成型之前纖維要經幹燥,熱壓成闆後通常不再熱處理,其他工藝與濕法同。半幹法生産工藝也用氣流成型,纖維不經幹燥而保持高含水率,不用或少用膠料,因而半幹法克服了幹法和濕法的主要缺點而保持其部分優點。

基本工藝内容

是纖維分離→漿料處理→闆坯成型→熱壓→後期處理等。

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。熱力機械法是先将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機械力作用分離成纖維,再經盤式精磨機精磨(幹法纖紙闆制漿一般不經精磨),此法生産的纖維漿,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;纖維經精磨後長度變短,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,熱力機械法是國内、外纖維闆工業中所用的主要制漿方法。化學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,使木質素和半纖維素受到一定程度的破壞或溶解,然後再用機械力的作用分離成纖維。純機械法是将纖維原料用水浸泡後直接磨成纖維,根據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,接着使蒸氣壓升至7~8兆帕,保持4~5秒,然後迅速啟閥,纖維原料即爆破成絮狀纖維或纖維束。

漿料處理

即根據産品用途,分别進行防水、增強、耐火和防腐等處理,以改善成品有關性能。硬質、半硬質纖維闆漿料要用石蠟乳液處理提高耐水性,而軟質闆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,并能适應纖維闆的熱壓或幹燥工藝,硬質纖維闆多用酚醛樹脂膠。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。處理後的漿料,或經幹燥進行幹法成型;或在調整濃度後直接進入成型機作濕法成型,制成一定規格并有初步密實度的濕闆坯。幹法生産纖維闆要求熱壓時的纖維含水率為6~8%,施膠後的漿料含水率為40~60%,因此需在成型前進行幹燥。纖維幹燥可采用兩種管道氣流幹燥方法:一級幹燥法溫度為250~350℃,時間為5~7秒;二級幹燥法第一級溫度為160~180℃,含水率降至20%,第二級溫度為140~150℃,含水率降至6~8%,兩級幹燥的全部時間約12秒。幹燥設備有直管型、脈沖型、套管型3類。

濕法成型與幹法成型

闆坯成型有濕法成型與幹法成型兩大類,軟質闆和大部分硬質闆用濕法成型;中密度闆及部分硬質闆用幹法成型。濕法成型用低濃度漿料,經逐漸脫水而成闆坯,其基本方法有箱框成型、長網成型、圓網成型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上的無底箱框内,在箱底用真空脫水,箱框頂部用加壓脫水,此法主要用于生産軟質纖維闆。長網成型所用設備與造紙工業中長網抄紙機類似。1.2~2.0%濃度的漿料從網前箱抄上長網,經自重脫水、真空脫水、輥筒壓榨脫水而形成濕闆坯,含水率為65~70%。圓網成型也是從造紙工業中移植過來,在纖維闆生産中常用的是真空式單圓網型,漿料濃度為0.75~1.5%,由真空作用漿料吸附于圓網上,經輥筒加壓脫水并控制闆坯厚度。幹法成型大都采用氣流成型機。将施加石蠟和膠粘劑(酚醛樹脂)的幹燥纖維,由氣流送入鋪裝頭,借纖維自重和墊網下面真空箱的作用使幹纖維均勻落在墊網上形成闆坯。半幹法成型多采用機械或氣流成型機。借機械力或氣流作用,使高含水率的結團纖維分散并均勻下落,形成漸變結構或混合結構的濕闆坯。但因濕纖維結團現象難以借機械力或氣流完全加以分散,在實際生産中闆坯密度均勻性較差,而易影響産品質量。20世紀70年代初在美國研究成功幹纖維靜電定向成型。軟質纖維闆和采用濕法成型幹熱壓工藝(又稱濕幹法)的硬質纖維闆,其闆坯都要經過幹燥。幹燥設備有間歇式和連續式兩大類。幹燥1千克水消耗1.6~1.8千克蒸氣。軟質纖維闆坯幹燥後的終含水率為1~3%。用濕幹法制造硬質纖維闆時,闆坯含水率不宜太高,否則熱壓時易于發生鼓泡。

熱壓

濕法生産硬質纖維闆需用壓力為5兆帕,幹法為7兆帕,超過此壓力時會降低抗彎強度。半幹法所需壓力介于二者之間,為6兆帕。濕成型經幹燥後的闆坯壓成硬質纖維闆,壓力要高達10兆帕。濕壓法所用溫度為200~220℃。幹法加壓時無幹燥階段,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,熱壓溫度可适當提高,最高可達260℃。半幹法熱壓溫度不宜超過200℃,以防闆坯中熔解木素及糖類熱解焦化,使産品強度明顯下降。用濕幹法制硬質闆要求溫度達230~250℃。在熱壓過程中,闆坯的表層與芯層會出現溫差,厚度較大的中密度闆坯表芯層溫差可達40~60℃,影響芯層樹脂固化率。可用常規加熱和高頻加熱消除溫差,并縮短熱壓周期。

後期處理

濕法及半幹法纖維闆在熱壓後需經熱處理及調濕處理,幹法纖維闆則不需經過熱處理而直接進行調濕處理。中密度纖維闆表面需砂光,軟質纖維闆表面有時需開槽打洞,硬質纖維闆作内牆闆用時表面可開“V”形槽或條紋槽。纖維闆的表面加工,通常有塗飾和覆貼兩種方法(見人造闆表面裝飾)。至于浮雕、壓痕、模拟粗鋸成材表面的深度壓痕等工藝,大都在闆坯熱壓時一次形成,不屬再加工範圍。

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