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纤维板

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[拼音]：xianweiban

[外文]：fiber board

由木质纤维素纤维交织成型并利用其固有胶粘性能制成的人造板。制造过程中可以施加胶粘剂和（或）添加剂。纤维板具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂等优点，用途广泛。制造 1立方米纤维板约需2.5～3立方米的木材，可代替3立方米锯材或5立方米原木。发展纤维板生产是木材资源综合利用的有效途径。

纤维板的缺点是背面有网纹，造成板材两面表面积不等，吸湿后因产生膨胀力差异而使板材翘曲变形；硬质板材表面坚硬，钉钉困难，耐水性差。干法纤维板虽然避免了某些缺点，但成本较高。

分类

通常按产品密度分非压缩型和压缩型两大类。非压缩型产品为软质纤维板，密度小于0.4克/厘米³；压缩型产品有中密度纤维板（或称半硬质纤维板，密度0.4～0.8克/厘米³）和硬质纤维板(密度大于0.8克/厘米³)。根据板坯成型工艺可分为湿法纤维板、干法纤维板和定向纤维板。按后期处理方法不同又可分为普通纤维板、油处理纤维板等。

软质纤维板

质轻，空隙率大，有良好的隔热性和吸声性，多用作公共建筑物内部的覆盖材料。经特殊处理可得到孔隙更多的轻质纤维板，具有吸附性能，可用于净化空气。

中密度纤维板

结构均匀，密度和强度适中，有较好的再加工性。产品厚度范围较宽，具有多种用途，如家具用材、电视机的壳体材料等。

硬质纤维板

产品厚度范围较小，在3～8毫米之间。强度较高，3～4毫米厚度的硬质纤维板可代替9～12毫米锯材薄板材使用。多用于建筑、船舶、车辆等。

生产技术原料

组成纤维板的基本单元是分离的木质纤维或纤维束。制取纤维的原料主要来自森林采伐剩余物，如枝桠、梢头、小径材等；以及木材加工剩余物，如板边、刨花、锯末等。此外还可利用林产化学加工的废料（如栲胶和水解的剩余物）和其他植物杆茎制取纤维。针叶材的纤维含量高，纤维长度比阔叶材长30～50％。若用阔叶材，需先经过处理：可用针阔叶材混合制浆，或用化学方法处理木片，也可用热水、蒸汽。纤维分离前将原料用削片机切成长20～30毫米、厚3～5毫米、宽15～25毫米的薄片。木片过大，在预热处理和磨浆过程中难以软化或软化不匀、纤维分离度小；木片过短则被切断的纤维比例大，交织性能差，导致纤维板强度下降。切削的木片经筛选、再碎、水洗等工序后送入料仓，以备纤维分离。

生产工艺

分湿法、干法和半干法 3种。湿法生产工艺是以水作为纤维运输的载体，其机理是利用纤维之间相互交织产生摩擦力、纤维表面分子之间产生结合力和纤维含有物产生的胶结力等的作用下制成一定强度的纤维板。干法生产工艺以空气为纤维运输载体，纤维制备是用一次分离法，一般不经精磨，需施加胶粘剂，板坯成型之前纤维要经干燥，热压成板后通常不再热处理，其他工艺与湿法同。半干法生产工艺也用气流成型，纤维不经干燥而保持高含水率，不用或少用胶料，因而半干法克服了干法和湿法的主要缺点而保持其部分优点。基本工艺内容是纤维分离→浆料处理→板坯成型→热压→后期处理等（见图）。

（1）纤维分离。又称制浆，是把制浆原料分离成纤维的过程。纤维分离方法可分机械法和爆破法两大类，其中机械法又分热力机械法、化学机械法和纯机械法。热力机械法是先将原料用热水或饱和蒸汽处理，使纤维胞间层软化或部分溶解，在常压或高压条件下经机械力作用分离成纤维，再经盘式精磨机精磨（干法纤纸板制浆一般不经精磨），此法生产的纤维浆，纤维形状完整，交织性强，滤水性好，得率高，针叶材的浆料得率可达90～95％，耗电量小；纤维经精磨后长度变短，比表面积增加，外层和端部帚化，吸水膨胀性提高，柔软，塑性增高，交织性好。因此，热力机械法是国内、外纤维板工业中所用的主要制浆方法。化学机械法是用少量化学药品，如苛性钠、亚硫酸钠等对原料进行预处理，使木质素和半纤维素受到一定程度的破坏或溶解，然后再用机械力的作用分离成纤维。纯机械法是将纤维原料用水浸泡后直接磨成纤维，根据原料形状又分原木磨浆法和木片磨浆，此法应用极少。爆破法是把原料在高压容器中用压力为4兆帕的蒸气进行短时间（约30秒）热处理，使木素软化，碳水化合物部分水解，接着使蒸气压升至7～8兆帕，保持4～5秒，然后迅速启阀，纤维原料即爆破成絮状纤维或纤维束。

（2）浆料处理。即根据产品用途，分别进行防水、增强、耐火和防腐等处理，以改善成品有关性能。硬质、半硬质纤维板浆料要用石蜡乳液处理提高耐水性，而软质板浆料既可用松香乳液，也可用石蜡-松香乳液。施加防水剂可在浆池或连续施胶箱中进行。用于增强处理的增强剂要能溶于水，能被纤维吸附，并能适应纤维板的热压或干燥工艺，硬质纤维板多用酚醛树脂胶。耐火处理以施加耐火药剂如FeNH₄PO₄及MgNH₄PO₄等较为普遍。在浆料中加入五氯酚或五氯酚铜盐可起到防腐的作用。处理后的浆料，或经干燥进行干法成型；或在调整浓度后直接进入成型机作湿法成型，制成一定规格并有初步密实度的湿板坯。

干法生产纤维板要求热压时的纤维含水率为6～8％，施胶后的浆料含水率为40～60％，因此需在成型前进行干燥。纤维干燥可采用两种管道气流干燥方法：一级干燥法温度为250～350℃，时间为5～7秒；二级干燥法第一级温度为160～180℃，含水率降至20％，第二级温度为140～150℃，含水率降至6～8％，两级干燥的全部时间约12秒。干燥设备有直管型、脉冲型、套管型3类。

（3）板坯成型有湿法成型与干法成型两大类，软质板和大部分硬质板用湿法成型；中密度板及部分硬质板用干法成型。

湿法成型用低浓度浆料，经逐渐脱水而成板坯，其基本方法有箱框成型、长网成型、圆网成型 3种。箱框成型是把浓度约为 1％的浆料由浆泵送入一个放在垫网上的无底箱框内，在箱底用真空脱水，箱框顶部用加压脱水，此法主要用于生产软质纤维板。长网成型所用设备与造纸工业中长网抄纸机类似。1.2～2.0％浓度的浆料从网前箱抄上长网，经自重脱水、真空脱水、辊筒压榨脱水而形成湿板坯，含水率为65～70％。圆网成型也是从造纸工业中移植过来，在纤维板生产中常用的是真空式单圆网型，浆料浓度为0.75～1.5％，由真空作用浆料吸附于圆网上，经辊筒加压脱水并控制板坯厚度。

干法成型大都采用气流成型机。将施加石蜡和胶粘剂（酚醛树脂）的干燥纤维，由气流送入铺装头，借纤维自重和垫网下面真空箱的作用使干纤维均匀落在垫网上形成板坯。半干法成型多采用机械或气流成型机。借机械力或气流作用，使高含水率的结团纤维分散并均匀下落，形成渐变结构或混合结构的湿板坯。但因湿纤维结团现象难以借机械力或气流完全加以分散，在实际生产中板坯密度均匀性较差，而易影响产品质量。20世纪70年代初在美国研究成功干纤维静电定向成型。

软质纤维板和采用湿法成型干热压工艺（又称湿干法）的硬质纤维板，其板坯都要经过干燥。干燥设备有间歇式和连续式两大类。干燥 1千克水消耗1.6～1.8千克蒸气。软质纤维板坯干燥后的终含水率为1～3％。用湿干法制造硬质纤维板时，板坯含水率不宜太高，否则热压时易于发生鼓泡。

（4）热压。湿法生产硬质纤维板需用压力为 5兆帕，干法为7兆帕，超过此压力时会降低抗弯强度。半干法所需压力介于二者之间，为6兆帕。湿成型经干燥后的板坯压成硬质纤维板，压力要高达10兆帕。湿压法所用温度为200～220℃。干法加压时无干燥阶段，温度以能使胶粘剂快速固化为准，一般采用180～200℃；以阔叶材为原料时，热压温度可适当提高，最高可达 260℃。半干法热压温度不宜超过 200℃，以防板坯中熔解木素及糖类热解焦化，使产品强度明显下降。用湿干法制硬质板要求温度达230～250℃。

在热压过程中，板坯的表层与芯层会出现温差，厚度较大的中密度板坯表芯层温差可达40～60℃，影响芯层树脂固化率。可用常规加热和高频加热消除温差，并缩短热压周期。

（5）后期处理。湿法及半干法纤维板在热压后需经热处理及调湿处理，干法纤维板则不需经过热处理而直接进行调湿处理。中密度纤维板表面需砂光，软质纤维板表面有时需开槽打洞，硬质纤维板作内墙板用时表面可开“V”形槽或条纹槽。纤维板的表面加工，通常有涂饰和覆贴两种方法(见人造板表面装饰)。至于浮雕、压痕、模拟粗锯成材表面的深度压痕等工艺，大都在板坯热压时一次形成，不属再加工范围。

参考书目

Franz F.P.Kollmann， Edward W.Kuenzi， Alfred J.Stamm，Principles of Wood Science and Technology，vol.II， Wood Based Materials， Springer-Verlag， Berlin， Heidel berg，New York， 1975.

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