纤维板

背景

复合林产品或工程木材是指由胶合在一起的木材制成的材料。在美国，每年生产大约 2100 万吨（2130 万吨）复合木材。比较流行的复合材料包括胶合板、细木工板、纤维板、刨花板和层压单板木材。大多数这些产品都是基于以前的废木材残留物或很少使用的或非商业物种。复合材料制造过程中损失的原材料非常少。

中密度纤维板 (MDF) 是主要由木质纤维素纤维与合成树脂或其他合适的粘合系统结合并在热和压力下粘合在一起的面板的通用术语。面板被压缩至 0.50 至 0.80 比重（31-50 lb/ft.3）的密度。在制造过程中可能会引入添加剂以改善某些性能。由于纤维板可以切割成各种尺寸和形状，因此应用范围很广，包括工业包装、展示、展品、玩具和游戏、家具和橱柜、墙板、模具和门部件。

中密度纤维板表面平整、光滑、均匀、致密，无结节和纹理图案，使整理操作更容易且一致。 MDF 的均质边缘允许进行复杂而精确的加工和精加工技术。与其他基材相比，使用 MDF 时修剪浪费也显着减少。提高稳定性和强度是 MDF 的重要资产，稳定性有助于在精确切割的零件中保持精确的公差。在许多室内应用中，它是实木的绝佳替代品。家具制造商也在用 3D 设计压花表面，因为 MDF 具有如此均匀的纹理和一致的特性。

在过去的 10 年中，美国的 MDF 市场增长迅速。出货量增长了 62%，工厂产能增长了 60%。今天，美国每年消耗超过 10 亿平方英尺（9300 万平方米）的 MDF。 1996 年世界 MDF 产能增加了 30%，达到 120 亿平方英尺（11 亿平方米），现在有 100 多家工厂在运营。

历史

MDF 于 1960 年代首次在美国开发，并在纽约的 Deposti 开始生产。 1925 年，威廉·梅森 (William Mason) 偶然发明了一种类似的产品，即硬纸板（压缩纤维板），当时他正试图为木材厂丢弃的大量木屑寻找用途。他试图将木纤维压入绝缘板，但在忘记关闭设备后制成了耐用的薄板。这个设备包括一个喷灯、一个十八世纪的活版印刷机和一个旧的汽车锅炉。

原材料

木屑、刨花和锯末通常构成纤维板的原材料。然而，随着回收和环境问题成为常态，废纸、玉米丝甚至甘蔗渣（来自甘蔗的纤维）也被使用。其他材料也被回收到 MDF 中。一家公司正在使用干废料 木屑、刨花和锯末通常构成纤维板的原材料。然而，随着回收和环境问题成为常态，废纸、玉米丝、甘蔗渣（来自甘蔗的纤维）、纸板、含有塑料和金属的纸板饮料容器、电话簿和旧报纸正在被使用。以每年10万吨的速度。除了废木料、纸板、含有塑料和金属的纸板饮料容器、电话簿和旧报纸外，该公司还在使用。合成树脂用于将纤维粘合在一起，其他添加剂可用于改善某些性能。

制造
过程

先进的技术和加工工艺提高了纤维板的质量。其中包括木材制备、树脂配方、压制技术和面板打磨技术方面的创新。先进的压机技术缩短了整体压机周期，而防静电技术也有助于延长砂光过程中的砂带寿命。

木材准备

• 1 生产优质纤维板始于原材料的选择和精炼，其中大部分原材料是从锯木厂和胶合板厂回收的刨花和木片中回收的。首先使用磁铁去除原材料中的任何金属杂质。接下来，材料被分成大块和小片。薄片被分离成锯末和木屑堆。
• 2 材料再次通过磁检测器，被拒绝的材料被分离出来作为燃料重新使用。收集好的材料并送入预蒸箱。在料仓中，蒸汽被注入以加热和软化材料。纤维首先被送入侧螺旋喂料器，然后送入塞式螺旋喂料器，后者压缩纤维并去除水分。然后将压缩的材料送入精磨机，将材料撕成可用的纤维。有时，纤维可能会经历第二次精炼步骤，以提高纤维纯度。精炼机上的较大电机有时用于从过程中筛出异物。

固化并按下

• 3 精制前加入树脂，控制混合物中的甲醛耐受量，精制后加入催化剂。然后将纤维吹入闪蒸管干燥器，由油或气加热。通过称量每种成分来仔细控制固体树脂与纤维的比例。接下来，将纤维推过轧辊以生产厚度均匀的垫子。这种垫子经过几个​​压制步骤以生产出更实用的尺寸，然后在最终压制步骤之前修剪到所需的宽度。配备大滚筒的连续压机通过监控垫高以均匀的速率压缩垫。压力机配备电子控制装置，以提供准确的密度和强度。在冷却之前，使用锯将所得板切割成适当的长度。

  

  压力机具有平衡的同步闭合系统，该系统使用液压缸来实现压板调平，当与四点位置控制结合使用时，可提供更好的单个面板厚度控制。液压系统可以以减少纸板预固化问题的速度和压力关闭印刷机，同时缩短整体压制周期。

面板打磨

• 4 为了获得光滑的表面，使用涂有磨料的砂带打磨面板。通常使用碳化硅，但由于需要更精细的表面，因此使用其他陶瓷磨料，包括氧化锆氧化铝和氧化铝。八头砂光设备和双面分级提高了表面光滑度的一致性。防静电技术用于去除导致快速加载和过度打磨灰尘的静电，从而延长皮带寿命。

整理

• 5 块面板可以根据最终产品进行各种精加工步骤。可以应用多种漆色以及各种木纹图案。断头台切割用于将纤维板切割成大片（例如 100 英寸宽）。对于较小的纸张尺寸，例如 42 x 49 英寸（107 x 125 厘米），使用模切。专用机器用于将纤维板切割成 1-24 英寸（2.5 -61 厘米）宽的窄条。
• 6 台覆膜机用于将乙烯基、箔和其他材料贴在表面上。该过程包括展开一卷纤维板材料，将其送入涂有粘合剂的两个卷轴之间，将涂有粘合剂的纤维板与另一组卷轴之间的层压材料组合，然后将组合材料送入层压机。

质量控制

大多数 MDF 工厂使用计算机化的过程控制来监控每个制造步骤并保持产品质量。与连续称重带、定量计、密度分布监测器和厚度计相结合，可以保持产品的一致性。此外，美国国家标准协会为每个应用制定了产品规格，以及甲醛释放量限制。随着环境法规和市场条件的不断变化，这些标准也进行了修订。

面板可以根据最终产品进行各种精加工步骤。可以应用多种漆色以及各种木纹图案。例如，层压机用于将乙烯基、箔和其他材料施加到表面。

MDF 的最新标准 ANSI 标准 A208.2 是该行业标准的第三版。该标准按密度和用途（内部或外部）对 MDF 进行分类，并确定了四个内部产品等级。确定的规格包括物理和机械性能、尺寸公差和甲醛释放限制。规格以公制和英寸-磅限制提供。

测量的成品的物理和机械性能包括密度和比重、硬度、断裂模量、耐磨性、冲击强度、弹性模量和拉伸强度。此外，还测量吸水率、厚度膨胀和内部粘合强度。美国材料测试协会制定了标准 (D-1037) 来测试这些特性。

未来

尽管 1996 年增加了 750 多个新工厂，但预计 1997 年 MDF 消费量将比预计水平下降 10%。某些市场的使用率下降，出口量下降。尽管有这种趋势，一些工厂将继续投资高科技设备和环境控制以生产高质量的产品。

环境法规将继续挑战纤维板行业。尽管脲醛树脂因其低成本和快速固化的特性而主要用于中密度纤维板行业，但它们存在甲醛释放的潜在问题。酚醛树脂是一种可能的解决方案，因为它们在固化后不会释放甲醛。然而，这些树脂更昂贵，但初步研究表明，它的用量要少得多，而且加工时间与尿素树脂相似。

制造技术的进步也将继续，包括面板加工机械和切割工具。最终将开发出能够消除预固化并减少单个面板厚度变化的压制机械。 MDF和其他工程木制品的边缘特性和表面光滑度将变得更加一致，并具有更好的物理性能和厚度一致性。这些改进将导致更多家具和橱柜制造商将此类产品纳入其设计。