1.3 纤维板的加工性能
纤维板是以小径级原木或采伐、加工剩余物以及非木质的植物纤维原料,经切片、蒸煮、纤维分离、干燥后施加脲醛树脂或其他适用的胶黏剂,再经热压后制成的一种人造板材,如图1-2所示。其密度一般为400~880kg/m3,厚度一般为2~30mm,纤维板内部结构均匀,密度适中,尺寸稳定性好,变形量小,物理力学性能适中,表面平整光滑,机加工性能好,可在其上粘贴刨切的薄木或装饰纸,是木材的最佳替代品之一。
图1-2 纤维板
纤维板与木材相比,方向性差异甚小。纤维板由于纤维排列均匀,产品纵向和横向的强度差别很小,纵、横方向强度差最大值不超过10%;尺寸稳定性好,纵、横方向的膨胀、干缩变化较小而且均衡。使用时不易开裂。特别是经过加湿处理后的纤维板,尺寸稳定性更佳;无节疤、表面平整,可以生产大幅面和各种厚度的板材,并具有加工性能优异及施工方便的特点,可以制成不同密度的产品。低密度纤维板具有良好的保温隔热及吸声特性,高密度纤维板具有很好的物理力学性能;纤维板具有可钻孔、开榫、钉着、镂刨和弯曲、模压造型等机械加工性能。并可胶接、涂饰以及胶贴各种装饰贴面材料等二次加工性能。经添加各种功能性化学药剂或与无机纤维原料混合制造的纤维板,不仅保持了纤维板原有的特性,而且备更优异的耐水、防潮、防腐防霉、阻燃、防静电、电磁波和净化空气等性能,可制成特种功能的纤维板或复合纤维板。
1.3.1 纤维板的分类及特点
1.3.1.1 纤维板的分类
纤维板的结构类型、物理特性和制造工艺有较大差异,根据上述特点不同,可将纤维板进行分类。
(1)根据结构类型分 纤维板可分为普通纤维板、定向纤维板和模压浮雕纤维制品,如图1-3所示。
图1-3 纤维板分类
普通纤维板是用植物纤维制成的纤维板平板。由于产品结构及生产方法不同,其产品又可分一面光纤维板、二面光纤维板、三层结构纤维板、渐变结构纤维板等。前两种多见于湿法生产的硬质纤维板。在湿法硬质纤维板生产中,直接对湿板坯进行热压时,通常采用垫网排水的方法,因此,所制成的产品为一面光滑而另一面有网纹的板面结构,称为一面光纤维板;如果纤维板生产过程小板坯的含水率很低,不必使用垫网排水,制成的则是表、背面均为光滑面的产品,称为二面光纤维板;三层结构纤维板的表层采用细小且施胶量较多的纤维,而中层采用较粗大且施胶量较少的纤维,制成的产品表面光滑平整,强度较高。
渐变结构纤维板是在纤维板的厚度方向上,板面到中心层纤维内细到粗逐渐变化没有明显的层间界限。这种板的生产工艺比较简单,产品的强度也较高。
定向纤维板是通过某种专用铺装设备,使纤维按其纤维长度方向相互平行排列有较高强度的纤维板。
模压浮雕纤维制品是将施胶纤维通过模具一次热压成饰面或不饰面的具有制品最终形状和规格酌产品。根据制造方式的不同,又可分为模压纤维制品和浮雕纤维制品两类。
模压纤维制品是利用凸模和凹模加工出来的具有一定造型的纤维板。如:各种箱体、瓦楞板、日常生活器皿、建筑构件等。
(2)根据密度分 纤维板按其密度的不同,可分为非压缩型和压缩型两大类。非压缩型纤维板为软质纤维板,密度小于400kg/m3;压缩型纤维板有中密度纤维板(或称半硬质纤维板,密度400~800kg/m3)和高密度纤维板(密度大于800kg/m3)。其中常用的中密度纤维板又可按照使用用途不同,又可分为普通型、家居型和承重型。表1-4列出了中密度纤维板的分类及类型符号。
表1-4 中密度纤维板分类及类型符号
(3)根据板坯成型工艺,纤维板分为湿法纤维板、干法纤维板。
(4)按后期处理方法,纤维板分为普通纤维板、油处理纤维板等。
1.3.1.2 纤维板的特点
纤维板作为代替实体木材的人造板材,受到制造工艺和成型方法的影响,具有如下特点:
(1)纤维板的优点
① 纤维板很容易进行涂饰加工。各种涂料、油漆类均可均匀地涂在密度板上,是做油漆效果的首选基材。
② 纤维板很容易进行贴面加工。各种木皮、胶纸薄膜、饰面板、轻金属薄板、三聚氰胺板等材料均可胶贴在纤维板表面上。
③ 物理性能极好,材质均匀。
④ 可以作为基材开发功能性材料。硬质密度板经冲制,钻孔,还可制成吸声板,应用于建筑的装饰工程中。
(2)纤维板的缺点
① 不防潮,吸水膨胀率大 在用纤维板做踢脚板、门套板、窗台板时应该注意六面密封,这样才不会变形。
② 握螺钉力差 由于纤维板的纤维非常细致,使纤维板握钉力比实木板、刨花板都要差很多,不适合反复装配。
1.3.2 纤维板的物理力学性能
纤维板的物理力学性能主要包括强度、弹性模量、内结合强度和吸水厚度膨胀率。根据国标11718—2009《中密度纤维板》中对纤维板性能指标的要求,在不同使用条件下,纤维板的性能要求见表1-5~表1-7。
表1-5 干燥状态下使用的普通型中密度纤维板(MDF-GP REG)性能要求
表1-6 潮湿状态下使用的普通型中密度纤维板(MDF-GP MR)性能要求
表1-7 高湿度状态下使用的普通型中密度纤维板(MDF-GP HMR)性能要求
1.3.3 纤维板在木制品加工中的应用
纤维板具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂、密度范围分布较广等优点,广泛运用于加工制作各类建材、家具、家用电器、乐器、家庭装潢等,是一种质优价廉的多种用途新型木质人造材料。
纤维板的密度分布为400~800kg/m3,欧美等国家的纤维板密度可以达到930kg/m3,因此纤维板在木制品加工中应用范围非常广阔。
软质纤维板,密度较低,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,密度适中,表面坚硬平整光滑,幅面大,内部结构均匀,物理力学性能优良,易于在表面和侧面进行复杂的机械加工,是进行油漆涂饰、薄木或贴面、丝网印刷、模压加工及PVC薄膜的热模良好的基材。均匀细密的侧面更使它的机械加工性能大大优于其他人造板,可利用锯切、铣型等方法加工出异型曲面并直接进行饰面装饰。
中密度纤维板广泛应用于家具制造、音箱、室内装修用墙板,还可代替胶合板用于车船、飞机等工业与民用建筑装修装饰;经二次加工后,用于制作水泥模板、防水板、阻燃板、车船舱隔板、住房非承重隔板等。
高密度纤维板以其优异的各项物理性能,兼容了中纤板的所有优点,广泛应用于室内外装潢、办公、高档家私、音响、高级轿车内部装饰,还可用作计算机室抗静电地板、护墙板、防盗门、墙板、隔板等的制作材料,也是包装品的良好材料。近年来更是取代高档硬木直接加工成复合地板、强化地板等,大量应用于室内装修装饰。