Keskmise tihedusega puitkiudplaat

Keskmise tihedusega puitkiudplaat (MDF) on konstrueeritud puittoode, mis on valmistatud leht- või okaspuidu jääkide purustamisel puidukiududeks, sageli defibraatoris, kombineerides selle vaha ja vaigu sideainega ning vormides kõrge temperatuuri ja survega paneelideks. MDF on üldiselt tihedam kui vineer. See koosneb eraldatud kiududest, kuid seda saab kasutada ehitusmaterjalina, mis sarnaneb vineeriga. See on tugevam ja tihedam kui puitlaastplaat. Nimetus tuleneb puitkiudplaadi tiheduse eristusest. MDF-i suuremahuline tootmine algas 1980. aastatel nii Põhja-Ameerikas kui ka Euroopas.

Füüsikalised omadused:

Aja jooksul on terminist "MDF" saanud mis tahes kuivtöötlusega puitkiudplaadi üldnimetus. MDF koosneb tavaliselt 82 protsendist puidukiust, 9 protsendist uurea-formaldehüüdvaigu liimist, 8 protsendist veest ja 1 protsendist parafiinvahast. Tihedus on tavaliselt vahemikus 500 kuni 1,000 kg/m³(31 ja 62 naela kuupjalga kohta). Tihedusvahemik ja klassifikatsioon kergeks, standardseks või suure tihedusega plaadiks on vale ja segadust tekitav. Plaadi tihedus, kui seda hinnata paneeli valmistamisel kasutatava kiu tiheduse suhtes, on oluline. Paks MDF-paneel tihedusega 700–720 kg/m³(44–45 lb/cu ft) võib okaspuitkiudpaneelide puhul pidada suureks tiheduseks, samas kui sama tihedusega lehtpuidust kiududest paneeli nii ei peeta. Erinevat tüüpi MDF-ide areng on ajendatud erinevast vajadusest spetsiifiliste rakenduste järele.

Tüübid:

Erinevad MDF-i tüübid (mõnikord märgistatakse värviga):

Ülikerge MDF-plaat (ULDF)

Niiskuskindel plaat on tavaliselt roheline

Tulekindel MDF on tavaliselt punane või sinine

Kuigi igat tüüpi puitkiudplaatide valmistamisel kasutatakse sarnaseid tootmisprotsesse, on MDF-i tüüpiline tihedus 600–800 kg/m³või {{0}},022–0,029 naela tolli kohta³, erinevalt puitlaastplaadist (500–800 kg/m³) ja suure tihedusega puitkiudplaadile (600–1450 kg/m³).

 

Tootmine:

Kiibi tootmine:

Puudelt kooritakse peale raiumist. Puukoort saab müüa kasutamiseks haljastuses või kasutada biomassi kütusena kohapealsetes ahjudes. Kooritud palgid saadetakse MDF tehasesse, kus need läbivad hakkimisprotsessi. Tüüpiline ketashakkur sisaldab nelja kuni 16 tera. Kõik saadud liiga suured laastud võidakse uuesti kiibistada; Kütusena võib kasutada alamõõdulist laastu. Seejärel laastud pestakse ja kontrollitakse defektide suhtes. Tootmise tagavarana võib laastu ladustada lahtiselt.

Kiu tootmine:

Võrreldes teiste puitkiudplaatidega, nagu Masonite, iseloomustab MDF-i protsessi järgmine osa ja see, kuidas kiude töödeldakse üksikute, kuid tervete kiudude ja anumatena, mis on valmistatud kuivprotsessis. Seejärel tihendatakse laastud kruvisööturi abil väikesteks korgideks, kuumutatakse 30–120 sekundit puidus sisalduva ligniini pehmendamiseks, seejärel suunatakse defibraatorisse. Tüüpiline defibraator koosneb kahest vastassuunas pöörlevast kettast, mille esiküljel on sooned. Laastud juhitakse keskele ja söödetakse tsentrifugaaljõu abil ketaste vahele väljapoole. Kahanev soonte suurus eraldab kiud järk-järgult, millele aitab kaasa nende vahele jääv pehmenenud ligniin.

Defibraatorist siseneb paberimass puhumisliini, mis on MDF-i protsessi eripärane osa. See on laienev ümmargune torujuhe, algselt 40 mm läbimõõduga, mis kasvab 1500 mm-ni. Esimeses etapis süstitakse vaha, mis katab kiud ja jaotub ühtlaselt kiudude turbulentsel liikumisel. Seejärel süstitakse peamise sideainena uurea-formaldehüüdvaiku. Vaha parandab niiskuskindlust ja vaik aitab esialgu vähendada klompide teket. Materjal kuivab kiiresti puhumisliini viimases kuumutatud paisumiskambris ja paisub peeneks, kohevaks ja kergeks kiuks. Seda kiudu võib kohe kasutada või säilitada.

Lehe vormimine:

Kuiv kiud imetakse "pendistori" ülaosasse, mis jaotab kiu ühtlaselt selle alla ühtlaseks, tavaliselt 230–610 mm paksuseks matiks. Matt on eelpressitud ja saadetakse kas otse pidevasse kuumpressisse või lõigatakse suurteks lehtedeks mitmekordse avamisega kuumpressi jaoks. Kuumpress aktiveerib sidevaigu ning määrab tugevuse ja tiheduse profiili. Pressimistsükkel toimib etapiviisiliselt, matt surutakse esmalt kokku umbes 1,5-kordseks valmis plaadi paksuseks, seejärel surutakse järk-järgult kokku ja hoitakse lühikest aega. See annab plaadiprofiili, mille tsoonid on suurenenud tihedusega, seega mehaanilise tugevusega, plaadi kahe külje lähedal ja vähem tiheda südamikuga.

Pärast pressimist jahutatakse MDF tähtkuivatis või jahutuskarussellis, trimmitakse ja lihvitakse. Teatud rakendustes on plaadid ka lamineeritud lisatugevuse tagamiseks.

MDF-i keskkonnamõju on aastatega oluliselt paranenud. Tänapäeval on paljud MDF-plaadid valmistatud erinevatest materjalidest. Nende hulka kuuluvad muu puit, vanarauad, taaskasutatud paber, bambus, süsinikkiud ja polümeerid, metsa harvendusraie ja saeveski raie.

Kuna tootjaid survestatakse rohelisemate toodetega välja pakkuma, on nad hakanud katsetama ja kasutama mittetoksilisi sideaineid. Kasutusele võetakse uusi tooraineid. Õhk ja bambus on muutumas populaarseteks kiududeks, kuna need on kiiresti kasvav taastuv ressurss.

 

Võrdlus loodusliku puiduga:

MDF ei sisalda sõlmi ega rõngaid, muutes selle lõikamise ja kasutamise ajal ühtlasemaks kui naturaalne puit. Kuid MDF ei ole täiesti isotroopne, kuna kiud surutakse läbi lehe tihedalt kokku. Tüüpilisel MDF-l on kõva, tasane ja sile pind, mis muudab selle spoonimiseks ideaalseks, kuna õhukese spooni kaudu ei ole telegraafi all olevat tera, nagu vineeri puhul. Saadaval on niinimetatud "premium" MDF, millel on ühtlasem tihedus kogu paneeli paksuses.

MDF võib olla liimitud, tüübliga või lamineeritud. Tüüpilised kinnitusdetailid on T-mutrid ja plaadipeaga masinakruvid. Sileda varrega naelad ei pea hästi ja peensammulised kruvid ka mitte, eriti servas. Spetsiaalsed kruvid on saadaval jämeda keerme sammuga, kuid hästi töötavad ka plekkkruvid. MDF ei ole vastuvõtlik lõhenemisele, kui kruvid paigaldatakse materjali esiküljele, kuid puidukiudude joondamise tõttu võib see puruneda, kui kruvid paigaldatakse plaadi serva ilma juhtaukudeta.

Eelised:

*. Tugevuse ja suuruse poolest ühtlane

*. Kujuneb hästi

*. Stabiilsed mõõtmed (vähem paisumist ja kokkutõmbumist kui looduslik puit)

*. Võtab hästi värvi

*. Võtab hästi puiduliimi

*. Suur kruvi väljatõmbetugevus materjali esiküljel

*. Paindlik

Puudused:

*. Tihedam kui vineer või puitlaastplaat

*. Madala kvaliteediga MDF võib veega küllastamisel paisuda ja puruneda

*. Kui see pole suletud, võib niiskes keskkonnas väänduda või laieneda

*. Võib vabastada formaldehüüdi, mis on teadaolevalt inimesele kantserogeen ja võib lõikamisel ja lihvimisel põhjustada allergiat, silmade ja kopsude ärritust 

*. Tuimestab terad kiiremini kui paljud puidud: volframkarbiidist servadega lõikeriistade kasutamine on peaaegu kohustuslik, kuna kiirteras tuhmub liiga kiiresti.

*. Kuigi sellel ei ole tahvli tasapinnas tera, on see siiski olemassissejuhatus. Tahvli serva sisse kruvimine põhjustab tavaliselt selle lõhenemist sarnaselt delamineerimisega.

 

Rakendused:

MDF-i kasutatakse selle paindlikkuse tõttu sageli kooliprojektides. MDF-plaadist plaatpaneele kasutatakse kauplustesisustustööstuses. MDF-i kasutatakse peamiselt siseruumides selle halva niiskuskindluse tõttu. See on saadaval töötlemata kujul või peeneks lihvitud pinnaga või dekoratiivse kattekihiga.

MDF on oma tugeva pinna tõttu kasutatav ka mööbli, näiteks kappide jaoks.

MDF-i tihedus muudab selle kasulikuks materjaliks toru-orelikambrite seinte jaoks, võimaldades heli, eriti bassi, peegelduda kambrist välja saali.

Ohutusprobleemid:

MDF-i lõikamisel eraldub õhku suur hulk tolmuosakesi.

MDF-i kiudude sidumiseks kasutatakse tavaliselt formaldehüüdvaike ja katsed on järjekindlalt näidanud, et MDF-tooted eraldavad vähemalt mitu kuud pärast valmistamist vaba formaldehüüdi ja muid lenduvaid orgaanilisi ühendeid, mis ohustavad tervisele ohtlikke kontsentratsioone. Karbamiid-formaldehüüd eraldub alati aeglaselt MDF-i servadest ja pinnalt. Värvimisel on hea tava vaba formaldehüüdi sulgemiseks valmis detaili kõikide külgede katmine. Viimistlusena võib kasutada vaha- ja õliviimistlust, kuid need on vabas formaldehüüdis vähem tõhusad.

Seda, kas formaldehüüdi pidev emissioon jõuab reaalses keskkonnas kahjuliku tasemeni, pole täielikult kindlaks tehtud. Peamine mure on formaldehüüdi kasutavatele tööstustele. Veel 1987. aastal klassifitseeris Ameerika Ühendriikide Keskkonnakaitseagentuur selle "tõenäoliseks inimese kantserogeeniks" ja pärast täiendavaid uuringuid klassifitseeris Maailma Terviseorganisatsiooni Rahvusvaheline Vähiuuringute Agentuur (IARC) 1995. aastal selle ka "tõenäoliseks inimese kantserogeeniks". tõenäoline inimese kantserogeen". Täiendav teave ja kõigi teadaolevate andmete hindamine ajendas IARC-d 2004. aasta juunis formaldehüüdi ümber klassifitseerima "teadaolevaks inimese kantserogeeniks", mis on seotud ninakõrvalurgete vähi ja ninaneeluvähiga ning võimalik, et ka leukeemiaga.

Vastavalt rahvusvahelistele komposiitplaatide heitkoguste standarditele kasutatakse formaldehüüdi emissioonitasemete mõõtmisel kolme Euroopa formaldehüüdi klassi E{{0}}, E1 ja E2. Näiteks klassifitseeritakse E0 kui 3 mg formaldehüüdi iga 100 g puitlaastplaatide ja vineeri valmistamisel kasutatava liimi kohta. E1 ja E2 klassifitseeritakse nii, et need sisaldavad vastavalt 9 ja 30 g formaldehüüdi 100 g liimi kohta. Kogu maailmas on selliste toodete jaoks olemas muutuvad sertifitseerimis- ja märgistamisskeemid, mis võivad selgelt esile kutsuda formaldehüüdi vabanemise, näiteks California Air Resources Board.

Spoonitud MDF:

Spoonitud MDF pakub dekoratiivse puitspooni pinnakihiga mitmeid MDF-i eeliseid. Kaasaegses ehituses, mille põhjuseks on lehtpuidu kõrge hind, on tootjad kasutanud seda lähenemisviisi, et saavutada standardse MDF-plaadi kvaliteetne viimistluskiht. Üks levinud tüüp kasutab tammespooni. Spoonitud MDF-i valmistamine on keeruline protseduur, mis hõlmab üliõhukese lehtpuidust viilu võtmist (umbes 1-2 mm paksune) ning seejärel kõrgsurve- ja venitusmeetodite abil nende mähkimist ümber profileeritud MDF-plaatide. See on võimalik ainult väga lihtsate profiilide puhul; vastasel juhul puruneb õhuke puidukiht kuivades kurvides ja nurkades.