Träfiberskiva med medeldensitet

Träfiberskiva med medeldensitet (MDF) är en konstruerad träprodukt som tillverkas genom att bryta ner lövträ eller barrvedsrester till träfibrer, ofta i en defibrator, kombinera det med vax och ett hartsbindemedel och forma det till paneler genom att applicera hög temperatur och tryck. MDF är i allmänhet tätare än plywood. Den består av separerade fibrer men kan användas som ett byggmaterial som liknar plywood. Det är starkare och tätare än spånskivor. Namnet härrör från skillnaden i täthet hos fiberskivor. Storskalig produktion av MDF började på 1980-talet, i både Nordamerika och Europa.

Fysikaliska egenskaper:

Med tiden har termen "MDF" blivit ett generiskt namn för alla fiberskivor med torr process. MDF består vanligtvis av 82 procent träfiber, 9 procent urea-formaldehydhartslim, 8 procent vatten och 1 procent paraffinvax. Densiteten är vanligtvis mellan 500 och 1,000 kg/m³(31 och 62 lb/cu ft). Omfånget av densitet och klassificering som ljus-, standard- eller högdensitetskort är en felaktig benämning och förvirrande. Densiteten hos skivan, när den utvärderas i förhållande till densiteten hos fibern som används för att göra panelen, är viktig. En tjock MDF-skiva med en densitet på 700–720 kg/m³(44–45 lb/cu ft) kan betraktas som hög densitet när det gäller barrfiberpaneler, medan en panel med samma densitet gjord av lövträfibrer inte anses vara så. Utvecklingen av de olika typerna av MDF har drivits av olika behov av specifika tillämpningar.

Typer:

De olika typerna av MDF (ibland märkta med färg) är:

Ultralätt MDF-platta (ULDF)

Fuktbeständig skiva är vanligtvis grön

Brandhämmande MDF är vanligtvis röd eller blå

Även om liknande tillverkningsprocesser används vid tillverkning av alla typer av träfiberskivor, har MDF en typisk densitet på 600–800 kg/m³eller {{0}}.022–0.029 lb/in³, till skillnad från spånskivor (500–800 kg/m³) och till fiberskivor med hög densitet (600–1 450 kg/m³).

 

Tillverkning:

Chipproduktion:

Träden barkas av efter att ha huggis. Barken kan säljas för användning i landskapsarkitektur eller användas som biobränsle i ugnar på plats. De barkade stockarna skickas till MDF-anläggningen där de går igenom flisningsprocessen. En typisk skivflismaskin innehåller fyra till 16 blad. Alla resulterande marker som är för stora kan återchipas; underdimensionerade flis kan användas som bränsle. Spånen tvättas sedan och kontrolleras för defekter. Chips kan lagras i bulk, som reserv för tillverkning.

Fiberproduktion:

Jämfört med andra fiberskivor, som Masonite, kännetecknas MDF av nästa del av processen, och hur fibrerna bearbetas som individuella, men intakta, fibrer och kärl, tillverkade genom en torr process. Flisen komprimeras sedan till små pluggar med hjälp av en skruvmatare, värms upp i 30–120 sekunder för att mjuka upp ligninet i träet och matas sedan in i en defibrator. En typisk defibrator består av två motroterande skivor med spår i sina ytor. Flis matas in i mitten och matas utåt mellan skivorna med centrifugalkraft. Den minskande storleken på spåren separerar gradvis fibrerna, med hjälp av det uppmjukade ligninet mellan dem.

Från defibratorn går massan in i en blåsledning, en utmärkande del av MDF-processen. Detta är en expanderande cirkulär rörledning, initialt 40 mm i diameter, ökande till 1500 mm. I det första steget injiceras vax som täcker fibrerna och fördelas jämnt genom fibrernas turbulenta rörelse. Ett urea-formaldehydharts injiceras sedan som det huvudsakliga bindemedlet. Vaxet förbättrar fuktbeständigheten och hartset hjälper initialt till att minska klumpar. Materialet torkar snabbt i blåsledningens slutliga uppvärmda expansionskammare och expanderar till en fin, fluffig och lätt fiber. Denna fiber kan användas omedelbart eller lagras.

Arkformning:

Torr fiber sugs in i toppen av en "pendistor", som jämnt fördelar fiber till en enhetlig matta under den, vanligtvis 230–610 mm tjock. Mattan är förkomprimerad och skickas antingen direkt till en kontinuerlig varmpress eller skärs till stora ark för en varmpress med flera öppningar. Varmpressen aktiverar bindehartset och ställer in styrka och densitetsprofil. Pressningscykeln arbetar i etapper, där matttjockleken först komprimeras till cirka 1,5 gånger den färdiga skivans tjocklek, sedan komprimeras ytterligare i etapper och hålls kvar under en kort period. Detta ger en skivprofil med zoner med ökad densitet, alltså mekanisk styrka, nära skivans två ytor och en mindre tät kärna.

Efter pressning kyls MDF i en stjärntork eller kylkarusell, putsas och slipas. I vissa applikationer är skivorna även laminerade för extra styrka.

Miljöpåverkan från MDF har förbättrats avsevärt under åren. Idag är många MDF-skivor gjorda av en mängd olika material. Dessa inkluderar annat trä, skrot, återvunnet papper, bambu, kolfibrer och polymerer, skogsgallring och sågverksavverkning.

Eftersom tillverkare pressas att komma med grönare produkter har de börjat testa och använda giftfria bindemedel. Nya råvaror introduceras. Halm och bambu blir populära fibrer eftersom de är en snabbväxande, förnybar resurs.

 

Jämförelse med naturliga träslag:

MDF innehåller inga kvistar eller ringar, vilket gör den mer enhetlig än naturliga träslag under kapning och drift. MDF är dock inte helt isotropt eftersom fibrerna pressas tätt samman genom arket. Typisk MDF har en hård, platt, slät yta som gör den idealisk för fanering, eftersom det inte finns någon underliggande ådring att telegrafera genom den tunna faneren som med plywood. En så kallad "premium" MDF är tillgänglig som har mer enhetlig densitet genom hela panelens tjocklek.

MDF kan vara limmad, stiftad eller laminerad. Typiska fästelement är T-muttrar och maskinskruvar med pannhuvud. Slätskaftade spikar håller inte bra, och det gör inte finhackade skruvar heller, särskilt i kanten. Specialskruvar finns med grov gängstigning, men även plåtskruvar fungerar bra. MDF är inte känsligt för sprickor när skruvar monteras i ytan av materialet, men på grund av inriktningen av träfibrerna kan den spricka när skruvar monteras i kanten av skivan utan styrhål.

Fördelar:

*. Konsekvent i styrka och storlek

*. Formar sig bra

*. Stabila dimensioner (mindre expansion och sammandragning än naturligt trä)

*. Tar färg bra

*. Tar trälim bra

*. Hög utdragshållfasthet i materialets ytfibrer

*. Flexibel

Nackdelar:

*. Tätare än plywood eller spånskiva

*. Lågvärdig MDF kan svälla och gå sönder när den är mättad med vatten

*. Kan deformeras eller expandera i fuktiga miljöer om den inte är förseglad

*. Kan frigöra formaldehyd, som är ett känt cancerframkallande ämne för människor och kan orsaka allergi, ögon- och lungirritation vid skärning och slipning 

*. Slöar bladen snabbare än många träslag: Användning av hårdmetallskärverktyg är nästan obligatoriskt, eftersom höghastighetstål mattas för snabbt.

*. Även om den inte har ett korn i brädets plan, har den enin istyrelsen. Om du skruvar in i kanten av en bräda kommer den i allmänhet att delas på ett sätt som liknar delaminering.

 

Applikationer:

MDF används ofta i skolprojekt på grund av dess flexibilitet. Slatwallpaneler tillverkade av MDF används inom butiksinredningsindustrin. MDF används främst för inomhusapplikationer på grund av dess dåliga fuktbeständighet. Den finns i rå form, eller med finslipad yta, eller med ett dekorativt överdrag.

MDF är också användbart för möbler som skåp, på grund av sin starka yta.

MDF:s densitet gör det till ett användbart material för väggarna i rörorgelkammare, vilket gör att ljud, särskilt bas, kan reflekteras ut ur kammaren in i hallen.

Säkerhetsfrågor:

När MDF skärs släpps en stor mängd dammpartiklar ut i luften.

Formaldehydhartser används ofta för att binda samman fibrerna i MDF, och tester har genomgående visat att MDF-produkter avger fri formaldehyd och andra flyktiga organiska föreningar som utgör hälsorisker vid koncentrationer som anses osäkra, i minst flera månader efter tillverkningen. Urea-formaldehyd frigörs alltid långsamt från kanterna och ytan på MDF. När du målar är det bra att belägga alla sidor av det färdiga stycket för att försegla den fria formaldehyden. Vax- och oljefinish kan användas som finish, men de är mindre effektiva när det gäller att täta in den fria formaldehyden.

Huruvida dessa konstanta utsläpp av formaldehyd når skadliga nivåer i verkliga miljöer är inte helt bestämt. Det primära problemet är för industrier som använder formaldehyd. Så långt tillbaka som 1987 klassade United States Environmental Protection Agency det som ett "sannolikt humant cancerframkallande ämne", och efter fler studier klassade Världshälsoorganisationens internationella byrå för cancerforskning (IARC), 1995, det också som ett " troligt cancerframkallande hos människor". Ytterligare information och utvärdering av alla kända data ledde till att IARC omklassificerade formaldehyd som ett "känd humant cancerframkallande ämne" förknippat med nasal sinuscancer och nasofarynxcancer, och möjligen med leukemi i juni 2004.

Enligt International Composite Board Emission Standards används tre europeiska formaldehydklasser, E{{0}}, E1 och E2, baserat på mätning av formaldehydemissionsnivåer. Till exempel klassificeras E0 som att ha mindre än 3 mg formaldehyd av varje 100 g lim som används vid tillverkning av spånskivor och plywood. E1 och E2 klassificeras som att de har 9 respektive 30 g formaldehyd per 100 g lim. Runt om i världen finns det varierande certifierings- och märkningssystem för sådana produkter som kan vara explicita för formaldehydfrisättning, som till exempel Californian Air Resources Board.

Fanerad MDF:

Fanerad MDF ger många av fördelarna med MDF med ett dekorativt ytskikt av träfanér. I modern konstruktion, påskyndad av de höga kostnaderna för lövträ, har tillverkare anammat detta tillvägagångssätt för att uppnå ett högkvalitativt efterbehandlingsomslag över en standard MDF-skiva. En vanlig typ använder ekfaner. Att tillverka fanerad MDF är en komplex procedur, som innebär att man tar en extremt tunn skiva lövträ (cirka 1-2 mm tjock) och sedan genom högtrycks- och sträckningsmetoder linda dem runt de profilerade MDF-skivorna. Detta är endast möjligt med mycket enkla profiler; annars går det sönder när det tunna träskiktet torkar i krökar och vinklar.