Μεσαίας πυκνότητας ινοσανίδες

Μεσαίας πυκνότητας ινοσανίδες (MDF) είναι ένα επεξεργασμένο προϊόν ξύλου που κατασκευάζεται με τη διάσπαση των υπολειμμάτων σκληρού ή μαλακού ξύλου σε ίνες ξύλου, συχνά σε έναν απινιδωτή, συνδυάζοντάς το με κερί και συνδετικό ρητίνης και διαμορφώνοντάς το σε πάνελ εφαρμόζοντας υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Το MDF είναι γενικά πιο πυκνό από το κόντρα πλακέ. Αποτελείται από διαχωρισμένες ίνες αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δομικό υλικό παρόμοιο σε εφαρμογή με κόντρα πλακέ. Είναι ισχυρότερο και πιο πυκνό από τις μοριοσανίδες. Το όνομα προέρχεται από τη διάκριση στις πυκνότητες των ινοσανίδων. Η μεγάλης κλίμακας παραγωγή MDF ξεκίνησε τη δεκαετία του 1980, τόσο στη Βόρεια Αμερική όσο και στην Ευρώπη.

Φυσικές ιδιότητες:

Με την πάροδο του χρόνου, ο όρος "MDF" έχει γίνει μια γενική ονομασία για οποιαδήποτε ινοσανίδα ξηρής επεξεργασίας. Το MDF αποτελείται συνήθως από 82 τοις εκατό ίνες ξύλου, 9 τοις εκατό κόλλα ρητίνης ουρίας-φορμαλδεΰδης, 8 τοις εκατό νερό και 1 τοις εκατό κερί παραφίνης. Η πυκνότητα είναι συνήθως μεταξύ 500 και 1,000 kg/m³(31 και 62 lb/cu ft). Το εύρος της πυκνότητας και η ταξινόμηση ως σανίδα ελαφριάς, τυπικής ή υψηλής πυκνότητας είναι μια εσφαλμένη ονομασία και προκαλεί σύγχυση. Η πυκνότητα της σανίδας, όταν αξιολογείται σε σχέση με την πυκνότητα της ίνας που πηγαίνει στην κατασκευή του πίνακα, είναι σημαντική. Ένα χοντρό πάνελ MDF με πυκνότητα 700–720 kg/m³(44–45 lb/cu ft) μπορεί να θεωρηθεί ως υψηλής πυκνότητας στην περίπτωση πάνελ από ίνες μαλακού ξύλου, ενώ ένα πάνελ ίδιας πυκνότητας κατασκευασμένο από ίνες σκληρού ξύλου δεν θεωρείται έτσι. Η εξέλιξη των διαφόρων τύπων MDF οφείλεται στις διαφορετικές ανάγκες για συγκεκριμένες εφαρμογές.

Τύποι:

Τα διάφορα είδη MDF (μερικές φορές επισημαίνονται με χρώμα) είναι:

Εξαιρετικά ελαφριά πλάκα MDF (ULDF)

Η ανθεκτική στην υγρασία σανίδα είναι συνήθως πράσινη

Το επιβραδυντικό πυρκαγιάς MDF είναι συνήθως κόκκινο ή μπλε

Αν και χρησιμοποιούνται παρόμοιες διαδικασίες κατασκευής για την κατασκευή όλων των τύπων ινοσανίδων, το MDF έχει τυπική πυκνότητα 600–800 kg/m³ή {{0}},022–0,029 lb/in³, σε αντίθεση με τις μοριοσανίδες (500–800 kg/m³) και σε ινοσανίδες υψηλής πυκνότητας (600–1.450 kg/m³).

 

Βιομηχανοποίηση:

Παραγωγή τσιπ:

Τα δέντρα αποφλοιώνονται αφού κοπούν. Ο φλοιός μπορεί να πωληθεί για χρήση στον εξωραϊσμό ή να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο βιομάζας σε επιτόπιους φούρνους. Οι αποφλοιωμένοι κορμοί αποστέλλονται στο εργοστάσιο MDF, όπου περνούν από τη διαδικασία κοπής. Ένας τυπικός θρυμματιστής δίσκου περιέχει τέσσερις έως 16 λεπίδες. Τυχόν μάρκες που προκύπτουν και είναι πολύ μεγάλες μπορεί να επανατοποθετηθούν. τσιπς μικρού μεγέθους μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμο. Στη συνέχεια, τα τσιπ πλένονται και ελέγχονται για ελαττώματα. Τα τσιπ μπορούν να αποθηκευτούν χύμα, ως απόθεμα για την κατασκευή.

Παραγωγή ινών:

Σε σύγκριση με άλλες ινοσανίδες, όπως το Masonite, το MDF χαρακτηρίζεται από το επόμενο μέρος της διαδικασίας και από το πώς οι ίνες επεξεργάζονται ως μεμονωμένες, αλλά ανέπαφες, ίνες και δοχεία, που κατασκευάζονται μέσω ξηρής διαδικασίας. Στη συνέχεια, τα ροκανίδια συμπιέζονται σε μικρά βύσματα χρησιμοποιώντας έναν βιδωτό τροφοδότη, θερμαίνονται για 30–120 δευτερόλεπτα για να μαλακώσουν η λιγνίνη στο ξύλο και στη συνέχεια τροφοδοτούνται σε έναν απινιδωτή. Ένας τυπικός απινιδωτής αποτελείται από δύο αντίθετα περιστρεφόμενους δίσκους με αυλακώσεις στις όψεις τους. Τα τσιπ τροφοδοτούνται στο κέντρο και τροφοδοτούνται προς τα έξω μεταξύ των δίσκων με φυγόκεντρη δύναμη. Το μειούμενο μέγεθος των αυλακώσεων διαχωρίζει σταδιακά τις ίνες, με τη βοήθεια της μαλακωμένης λιγνίνης μεταξύ τους.

Από τον απινιδωτή, ο πολτός εισέρχεται σε μια γραμμή εμφύσησης, ένα χαρακτηριστικό μέρος της διαδικασίας MDF. Πρόκειται για έναν επεκτεινόμενο κυκλικό αγωγό, αρχικά διαμέτρου 40 mm, που αυξάνεται στα 1500 mm. Το κερί εγχέεται στο πρώτο στάδιο, το οποίο επικαλύπτει τις ίνες και κατανέμεται ομοιόμορφα από την τυρβώδη κίνηση των ινών. Στη συνέχεια εγχέεται μια ρητίνη ουρίας-φορμαλδεΰδης ως ο κύριος συνδετικός παράγοντας. Το κερί βελτιώνει την αντοχή στην υγρασία και η ρητίνη αρχικά βοηθά στη μείωση της συσσώρευσης. Το υλικό στεγνώνει γρήγορα στον τελικό θερμαινόμενο θάλαμο διαστολής της γραμμής εμφύσησης και διαστέλλεται σε μια λεπτή, αφράτη και ελαφριά ίνα. Αυτή η ίνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί αμέσως ή να αποθηκευτεί.

Σχηματισμός φύλλου:

Η ξηρή ίνα αναρροφάται στην κορυφή ενός "κρεμαστό", το οποίο κατανέμει ομοιόμορφα τις ίνες σε ένα ομοιόμορφο στρώμα κάτω από αυτό, συνήθως πάχους 230–610 mm. Το χαλάκι είναι προσυμπιεσμένο και είτε στέλνεται κατευθείαν σε μια συνεχή θερμή πρέσα είτε κόβεται σε μεγάλα φύλλα για ζεστό πάτημα πολλαπλών ανοιγμάτων. Η θερμή πρέσα ενεργοποιεί τη ρητίνη συγκόλλησης και ρυθμίζει το προφίλ αντοχής και πυκνότητας. Ο κύκλος συμπίεσης λειτουργεί σε στάδια, με το πάχος του τάπητα πρώτα να συμπιέζεται περίπου στο 1,5 φορές το πάχος της τελικής σανίδας, στη συνέχεια να συμπιέζεται περαιτέρω σταδιακά και να διατηρείται για σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτό δίνει ένα προφίλ σανίδας με ζώνες αυξημένης πυκνότητας, άρα μηχανική αντοχή, κοντά στις δύο όψεις της σανίδας και λιγότερο πυκνό πυρήνα.

Μετά το πάτημα, το MDF ψύχεται σε στεγνωτήριο αστεριού ή καρουζέλ ψύξης, κόβεται και τρίβεται. Σε ορισμένες εφαρμογές, οι σανίδες είναι επίσης πλαστικοποιημένες για επιπλέον αντοχή.

Ο περιβαλλοντικός αντίκτυπος του MDF έχει βελτιωθεί σημαντικά με τα χρόνια. Σήμερα, πολλές σανίδες MDF κατασκευάζονται από διάφορα υλικά. Αυτά περιλαμβάνουν άλλα ξύλα, θραύσματα, ανακυκλωμένο χαρτί, μπαμπού, ίνες άνθρακα και πολυμερή, αραιώσεις δασών και τεμάχια πριονιστηρίων.

Καθώς οι κατασκευαστές πιέζονται να βρουν πιο πράσινα προϊόντα, έχουν αρχίσει να δοκιμάζουν και να χρησιμοποιούν μη τοξικά συνδετικά. Εισάγονται νέες πρώτες ύλες. Το άχυρο και το μπαμπού γίνονται δημοφιλείς ίνες επειδή είναι ένας ταχέως αναπτυσσόμενος, ανανεώσιμος πόρος.

 

Σύγκριση με φυσικά ξύλα:

Το MDF δεν περιέχει κόμπους ή δακτυλίους, καθιστώντας το πιο ομοιόμορφο από τα φυσικά ξύλα κατά την κοπή και κατά τη χρήση. Ωστόσο, το MDF δεν είναι εντελώς ισότροπο αφού οι ίνες πιέζονται σφιχτά μεταξύ τους μέσω του φύλλου. Το τυπικό MDF έχει μια σκληρή, επίπεδη, λεία επιφάνεια που το καθιστά ιδανικό για επένδυση, καθώς δεν υπάρχει διαθέσιμος υποκείμενος κόκκος για να τηλεγραφεί μέσω του λεπτού καπλαμά όπως με το κόντρα πλακέ. Διατίθεται ένα λεγόμενο "premium" MDF που διαθέτει πιο ομοιόμορφη πυκνότητα σε όλο το πάχος του πάνελ.

Το MDF μπορεί να είναι κολλημένο, με ούπα ή πλαστικοποίηση. Τυπικοί συνδετήρες είναι τα παξιμάδια T και οι βίδες μηχανής με κεφαλή ταψιού. Τα καρφιά με λείο στέλεχος δεν κρατούν καλά, ούτε και οι βίδες λεπτού βήματος, ειδικά στην άκρη. Διατίθενται ειδικές βίδες με χονδρό βήμα σπειρώματος, αλλά οι βίδες από λαμαρίνα λειτουργούν επίσης καλά. Το MDF δεν είναι ευαίσθητο στο σχίσιμο όταν τοποθετούνται βίδες στην πρόσοψη του υλικού, αλλά λόγω της ευθυγράμμισης των ινών ξύλου, μπορεί να σχιστεί όταν τοποθετούνται βίδες στην άκρη της σανίδας χωρίς τρύπες πιλότου.

Πλεονεκτήματα:

*. Συνεπής σε αντοχή και μέγεθος

*. Σχηματίζει καλά

*. Σταθερές διαστάσεις (λιγότερη διαστολή και συστολή από το φυσικό ξύλο)

*. Παίρνει καλά τη βαφή

*. Παίρνει καλά την ξυλόκολλα

*. Υψηλή αντοχή βίδας στην όψη του υλικού

*. Εύκαμπτος

Μειονεκτήματα:

*. Πυκνότερο από κόντρα πλακέ ή μοριοσανίδες

*. Το MDF χαμηλής ποιότητας μπορεί να διογκωθεί και να σπάσει όταν είναι κορεσμένο με νερό

*. Μπορεί να παραμορφωθεί ή να διασταλεί σε υγρά περιβάλλοντα εάν δεν είναι σφραγισμένο

*. Μπορεί να απελευθερώσει φορμαλδεΰδη, η οποία είναι γνωστή καρκινογόνος ουσία για τον άνθρωπο και μπορεί να προκαλέσει αλλεργία, ερεθισμό των ματιών και των πνευμόνων κατά το κόψιμο και το τρίψιμο 

*. Θαμπώνει τις λεπίδες πιο γρήγορα από πολλά ξύλα: Η χρήση εργαλείων κοπής με καρβίδιο βολφραμίου είναι σχεδόν υποχρεωτική, καθώς ο χάλυβας υψηλής ταχύτητας θαμπώνει πολύ γρήγορα.

*. Αν και δεν έχει κόκκο στο επίπεδο της σανίδας, έχει ένανσεο πίνακας. Το βίδωμα στην άκρη μιας σανίδας θα προκαλέσει γενικά το σχίσιμο με τρόπο παρόμοιο με την αποκόλληση.

 

Εφαρμογές:

Το MDF χρησιμοποιείται συχνά σε σχολικά έργα λόγω της ευελιξίας του. Τα πάνελ πλαισίων από MDF χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία εξοπλισμού καταστημάτων. Το MDF χρησιμοποιείται κυρίως για εφαρμογές εσωτερικού χώρου λόγω της χαμηλής αντοχής του στην υγρασία. Διατίθεται σε ακατέργαστη μορφή, ή με λεπτή λειασμένη επιφάνεια ή με διακοσμητική επικάλυψη.

Το MDF μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για έπιπλα όπως ντουλάπια, λόγω της ισχυρής επιφάνειάς του.

Η πυκνότητα του MDF το καθιστά χρήσιμο υλικό για τα τοιχώματα των θαλάμων σωλήνων-οργάνων, επιτρέποντας στον ήχο, ιδιαίτερα στα μπάσα, να αντανακλάται έξω από το θάλαμο στο χολ.

Ανησυχίες για την ασφάλεια:

Όταν κόβεται το MDF, απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα σωματιδίων σκόνης στον αέρα.

Οι ρητίνες φορμαλδεΰδης χρησιμοποιούνται συνήθως για τη σύνδεση των ινών στο MDF και οι δοκιμές έχουν αποκαλύψει με συνέπεια ότι τα προϊόντα MDF εκπέμπουν ελεύθερη φορμαλδεΰδη και άλλες πτητικές οργανικές ενώσεις που θέτουν κινδύνους για την υγεία σε συγκεντρώσεις που θεωρούνται μη ασφαλείς, για τουλάχιστον αρκετούς μήνες μετά την κατασκευή. Η ουρία-φορμαλδεΰδη απελευθερώνεται πάντα αργά από τις άκρες και την επιφάνεια του MDF. Κατά τη βαφή, η επίστρωση όλων των πλευρών του τελικού τεμαχίου είναι μια καλή πρακτική για να σφραγιστεί η ελεύθερη φορμαλδεΰδη. Τα φινιρίσματα κεριού και λαδιού μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως φινιρίσματα, αλλά είναι λιγότερο αποτελεσματικά στη σφράγιση στην ελεύθερη φορμαλδεΰδη.

Το εάν αυτές οι σταθερές εκπομπές φορμαλδεΰδης φτάνουν σε επιβλαβή επίπεδα σε περιβάλλοντα πραγματικού κόσμου δεν έχει καθοριστεί πλήρως. Το κύριο μέλημα είναι οι βιομηχανίες που χρησιμοποιούν φορμαλδεΰδη. Ήδη από το 1987, η Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των Ηνωμένων Πολιτειών το χαρακτήρισε ως «πιθανό καρκινογόνο για τον άνθρωπο», και μετά από περισσότερες μελέτες, ο Διεθνής Οργανισμός Υγείας για την Έρευνα για τον Καρκίνο (IARC), το 1995, το κατέταξε επίσης ως « πιθανό καρκινογόνο για τον άνθρωπο». Περαιτέρω πληροφορίες και αξιολόγηση όλων των γνωστών δεδομένων οδήγησαν το IARC να επαναταξινομήσει τη φορμαλδεΰδη ως «γνωστό καρκινογόνο για τον άνθρωπο» που σχετίζεται με τον καρκίνο του ρινικού κόλπου και του ρινοφαρυγγικού καρκίνου και πιθανώς με λευχαιμία τον Ιούνιο του 2004.

Σύμφωνα με τα Διεθνή Πρότυπα Εκπομπών Composite Board, χρησιμοποιούνται τρεις ευρωπαϊκές κατηγορίες φορμαλδεΰδης, E{0}}, E1 και E2, με βάση τη μέτρηση των επιπέδων εκπομπών φορμαλδεΰδης. Για παράδειγμα, η Ε0 ταξινομείται ότι έχει λιγότερο από 3 mg φορμαλδεΰδης σε κάθε 100 g κόλλας που χρησιμοποιείται στην κατασκευή μοριοσανίδων και κόντρα πλακέ. Τα Ε1 και Ε2 ταξινομούνται ότι έχουν 9 και 30 g φορμαλδεΰδης ανά 100 g κόλλας, αντίστοιχα. Σε όλο τον κόσμο, υπάρχουν συστήματα μεταβλητής πιστοποίησης και επισήμανσης για τέτοια προϊόντα που μπορεί να είναι ρητά στην απελευθέρωση φορμαλδεΰδης, όπως αυτό του Californian Air Resources Board.

MDF με καπλαμά:

Το καπλαμά MDF παρέχει πολλά από τα πλεονεκτήματα του MDF με ένα διακοσμητικό επιφανειακό στρώμα καπλαμά ξύλου. Στις σύγχρονες κατασκευές, ωθούμενοι από το υψηλό κόστος των σκληρών ξύλων, οι κατασκευαστές έχουν υιοθετήσει αυτήν την προσέγγιση για να επιτύχουν ένα κάλυμμα φινιρίσματος υψηλής ποιότητας πάνω από μια τυπική σανίδα MDF. Ένας κοινός τύπος χρησιμοποιεί καπλαμά βελανιδιάς. Η κατασκευή MDF με καπλαμά είναι μια πολύπλοκη διαδικασία, η οποία περιλαμβάνει τη λήψη μιας εξαιρετικά λεπτής φέτας σκληρού ξύλου (πάχους περίπου 1-2 mm) και στη συνέχεια μέσω μεθόδων υψηλής πίεσης και τεντώματος τυλίγοντάς τα γύρω από τις πλάκες MDF με προφίλ. Αυτό είναι δυνατό μόνο με πολύ απλά προφίλ. Διαφορετικά, όταν στεγνώσει το λεπτό στρώμα ξύλου σπάει σε στροφές και γωνίες.