MDF. Заметки для потребителя





MDF - еще недавно новый в Украине материал - все больше используется для производства столярных и мебельных изделий. Используя данный материал, потребитель не всегда осведомлен о технологии его изготовления и свойствах, которые являются определяющими для эксплуатационных характеристик готового изделия с элементами MDF.

MDF (полное название на английском языке - Medium Density Fiberboard) - плитный материал, полученный методом горячего прессования лигноцеллюлозных волокон с добавлением синтетического или другого вяжущего. Аббревиатура МДФ, которая часто встречается в литературе стран с кириллицей - это не что иное, как неудачная калька сокращенного названия плит MDF. Такая аббревиатура не отвечает ни перевода, ни классификационным признакам этого материала - средней плотности волокнистая плита.

MDF возникла как дальнейшее развитие сухого способа производства волокнистых плит с учетом технологий, совершенствовались при изготовлении стружечных плит.

Начало промышленного производства MDF датируется 1966 годом (США). Технология основывалась на мокром способе. В семидесятых годах получили развитие производства за сухим способом с годовым выпуском MDF 380 тыс. м3 (1975 год). Совершенствование производства плит связано с именем шведской фирмы "Sunds Defibrator. На конец 1990 года в мире уже работало 74 завода по изготовлению MDF с общей мощностью 6,8 млн. м3. Развитие данного вида плит происходит с четкой ориентацией на мебельное производство и они становятся активным конкурентом стружечных плит. Если темпы роста потребления стружечных плит на ближайшие 10 лет оцениваются в 2% за год, то в MDF те же темпы будут на порядок выше. В частности, по прогнозам Европейской федерации плитных материалов, тенденция к расширению производства в Европе сохранится и в ближайшей перспективе составит 25% в год при начальном объеме 2000-го года 7,1 млн. м3 (мировое производство MDF в настоящее время составляет примерно 20 млн. м3). В России производство волокнистых плит средней плотности начат в 1997 году. Первая линия фирмы "Бизон" с производственной мощностью 50 тыс. м3 в год была запущена в Вологодской области. Вторая линия введена в строй в г. Балабаново. Еще три комплекта оборудования общей мощностью 210 тыс. м3 в год находятся в состоянии незавершенного строительства. В Украине MDF не производится, а потребности удовлетворяются за счет импорта.

Волокнистые плиты средней плотности отличаются одинаково равномерной структурой по кромках и плоскости.

Однако, в зависимости от назначения можно изготавливать плиты как с гомогенной плотностью за пересечением, так и с высокой плотностью на поверхностях. Равномерность плотности и зимкнутости волокон поперечного сечения плиты придают этому древесно материалу такую способность обрабатываться, которую имеет массивная древесина. Поэтому MDF является хорошим материалом для машинной обработки - пиления, фрезерования и сверления, а также профилирование кромок и плоскости. Имея гладкую и плотную структуру, поверхности плиты легко лакируются, подвергаются тиснению, личкуються шпоном, тонкими пленками и бумагой на основе меламиновых смол. В случае лакирования более пригодны плиты с высокой плотностью поверхности.

Ни один из листовых материалов, кроме MDF, нельзя подвергнуть токарной обработке.

Однородная структура MDF позволяет склеивать несколько плит в блоки толщиной до 100 мм почти без видимого клеевого соединения, а затем обрабатывать эти блоки, как массивную древесину.

Материал MDF является самым популярным при изготовлении мебельных фасадов. Для этого на плитах фрезеруют фигурную филенку, округляют углы и покрывают пленками ПВХ (поливинилхлорид) или натуральным шпоном. Изготавливаются фасадные элементы различной конфигурации и размеров для всех видов мебели: кухонь, прихожих, детских, гостиниц, офиса и т.д. Такой фасадный элемент влагостойкий. Необходимо отметить, что фасады из массивной древесины (сосна, бук, дуб) стоят на 60-70 процентов, а иногда и вдвое дороже, чем с личкованои пленками ПВХ MDF. Элементы мебели из натуральной древесины, в условиях воздействия пара, влажной тряпки, моющих средств, постепенно теряют внешний вид, а сама древесина меняет свои свойства (всихаеться, коробится и трескается под действием напряжений, меняет цвет и др.), тогда как мебельные элементы MDF с пленочным покрытием - нет.

MDF и стружечные плиты по многим свойствам сходны, но значительно отличаются структурой.

Физические и механические свойства однослойных волокнистых плит средней плотности и трехслойных стружечных плит приведены в табл.

Свойства MDF и стружечных плит

Показатель Плита
МDF   СП
Плотность, кг/м3 600…850 550…700
 Предел прочности при изгибе, МПа.  20…40  18…25
Предел прочности при растяжении перпендикулярно к плоскости, МПа.  0,4…1,0 0,35…0,7
Способность удерживать шурупы, МПа: 
 перпендикулярно к плоскости 4,5…11,0  4,0…9,0
 параллельно плоскости  4,0…6,5  3,0…5,0

Плиты средней плотности могут быть толщину от 3 до 50 мм, однако большинство плит изготавливается толщиной не более 20 мм. Стружечные плиты в основном выпускаются толщиной 16, 18 мм.

Производственный процесс изготовление волокнистых плит средней плотности занимает промежуточное положение между процессами изготовление твердых волокнистых и стружечных плит.

Сначала сырьем для производства волокон была только треска, изготовлена из круглой древесины.
Теперь высококачественные MDF изготавливаются из волокон полученных переработкой: щепки древесины булавочных и лиственных пород, содержит кору; промышленных древесных отходов лесопиления; фанерного производства и производства шпона. При соблюдении определенных условий в производстве плит можно использовать опилки и станочные стружку. В Северной Америке некоторые линии работают на 100% с использованием опилок и станочной стружки. Рядом с древесной сырьем наблюдается тенденция использования альтернативных сырьевых материалов, таких как отходы сельскохозяйственного производства или стебли однолетних растений.

Некоторые предприятия добавляют к сырья макулатуру. Новой, современной концепцией подготовки материала является производство щепы из применяемой древесины. Такая технология позволяет избежать растущих расходов на свежую древесину и вносит определенный вклад в охрану окружающей среды.

Подготовка сырья при изготовлении плит MDF осуществляется так же, как в производстве твердых волокнистых плит. Фирма "Sunds Defibrator" рекомендует при изготовлении плит MDF осуществлять промывку трески и предыдущее ее пропаривания перед приготовлением волокна. Такая технология положительно влияет на качество конечной продукции и на работе предприятия в целом, но при этом возникает проблема очистки сточных вод.

Одна из основных операций в технологическом процессе производства плит MDF - размола щепы на волокна.
Для этого используются размольных машины такого же типа, как в производстве твердых волокнистых плит. Однако в технологической линии MDF, преимущественно, установлен один дефибратор большой мощности, изготавливающий волокнистую массу, не требует дополнительного размалывания.

Современные дефибраторы характеризуются малой затратой пары. Для них создана новая схема регулирования давления и расхода пара, которая основана на дифференцированном их распределении между камерой помола и подогревателем. Разница давления поддерживается автоматически. Внедрение такой установки обеспечивает равномерно нагрузку на главный двигатель дефибратора, меньшего расхода пара и равномернее подачу волокнистой массы в сушильную установку.

С целью экономии энергии применяют предварительное подогревание трески перед подачей ее на винтовой питатель подогревателя. Для этого в нижнюю часть емкости для трески поднимается пар низкого давления, которая, конденсируясь при атмосферном давлении, нагревает треска примерно до 100 Со. Такое подогрева облегчает переработку замерзшей трески, уменьшает износ винтового конвейера.

Горячая вода, образующаяся при уплотнении, отводится в мойщицей, что особенно важно при работе зимой.

Если сравнить технологические операции проклейки волокон и смешивание стружки с клеем, то этот процесс в производстве MDF сложнее. В MDF как и в стружечных плитах для склеивания волокон, в основном, применяются клеи на основе карбамидных смол. Вследствие большой насыпной плотности на древесные волокна значительно труднее равномерно нанести клей, чем на стружку. Поэтому сопутствующим явлением в производстве волокнистых плит средней плотности является клеевые пятна. Однако, использование метилендифенилдиизоцианитив, которые оказались более экономичными и технологичней, позволяет осуществлять равномерное нанесение клея на волокна при одновременном уменьшении его расхода, а также исключает появление клеевых пятен на поверхности плит.

Введение клея в деревоволоконные массу может осуществляться в смеситель или трубопровод, встроенный между рафинером и сушилкой. Преимущество предоставляется способа проклейки волокнистой массы в трубопроводе. Основной причиной использования этого способа введения клея является отсутствие клеевых пятен на поверхности готовых плит. Отпадает необходимость в очистке оборудования от смолы. Применение новых установок, в которых клей вводится в волокно частично после сушки, позволяет экономить клей и меньше загрязнять окружающую среду.

Для сушки волокнистой массы используются пневмосушаркы, в которых, при непосредственном контакте с горячим воздухом, волокна уже через несколько секунд высыхают необходимой остаточной влажности. Преимущество предоставляется двухступенчатого сушке волокон, так как при сушке волокна в одноступенчатые сушилке часто происходит пересушивания, особенно внешней поверхности, тогда как внутренняя часть волокна остается влажной. Восстановить баланс влажности в высушенном таким образом волокне довольно трудно, а это отрицательно влияет на его качество.

Основными признаками современной сушильной установки является низкая температура сушки и небольшая скорость движения воздуха. Использование двухступенчатого процесса сушки позволяет лучше регулировать температуру и влажность. Основная часть высушиваемого влаги изымается на первой ступени, при этом температура агента сушки существенно уменьшается. Вторая ступень сушки рассчитан на низкие температуры и более длинную продолжительность сушки, т.е. осуществляется процесс сушки при мягких режимах. При двухступенчатого режиме: улучшается качество волокон; уменьшается потребление смолы при обсмоленни в выдувной линии дефибратора; уменьшается потребление тепловой энергии на 15% (при рекуперации газов - на 25%); получается равномернее влажности волокнистая масса; качестве теплоносителя можно использовать любой агент, в том числе газы, образующиеся при сжигании жидкого топлива. Циклон второй степени сушки можно расположить над бункером, не опасаясь конденсации влаги внутри бункера. Волокнистая масса при этом может иметь увеличенную температуру, что является преимуществом, особенно при использовании непрерывных способов прессования.

Еще одно преимущество двухступенчатой системы сушки волокна заключается в том, что почти 100% свободного формальдегида, присутствующего в отработанном газе, при использовании смесительного повитронагнитача растворяется в конденсате. Результате чего содержание формальдегида в выбросах в атмосферу значительно уменьшается.

"Сердцем" комплектной технологической установки является формовочные-прессовый линия, на которую волокна из сушилки подаются через промежуточный бункер.

Настилки ковра осуществляется на подвижной ленте формовочной линии исключительно механическим способом. Передовой технологией настилки ковра MDF является устройство StarFormer. В нем выгрузки материала из настилального бункера осуществляется дозировочно лентой и дисковыми валками в разгрузочном фронте бункера. Волокна поступают в механическую настилальну головку, в которой зубчатые валки встречного вращения обеспечивают точное настилки волокна на ленточный транспортер в поперечном и продольном направлениях. При этом производительность может регулироваться за счет изменения межосевых расстояний и количества оборотов. Настилений волокнистый ковер выравнивает егализуючий устройство, не отводя обратно волокна. Он обеспечивает равномерную вес единицы площади ковра независимо от его высоты и насыпного веса. Технически Прист StarFormer обеспечивает: высокую точность настилки и отличный распределение веса в продольном и поперечном направлениях за счет гомогенного распределения волокна и плотности в ковре; контролируемое настилки благодаря оптимальному рыхление волокон в настилальний головке; сокращение пневмотранспортных устройств, так как при использовании егализатора вместо зчисувального валика волокно не возвращается в настилальну машину; уменьшения расхода электроэнергии; замену бункера волокна настилальним бункером.

После формирования волокнистый ковер пидпресовуеться. Это выполняют форпресы, в которых давлением удаляется воздух из порой очень высоких ковров.

Следующая технологическая операция - процесс прессования - подобна тому, что применяется в производстве стружечных плит с тем отличием, что для MDF необходимо больше времени на нагрев. Для прессования волокнистых плит средней плотности могут использоваться многоэтажные гидравлические прессы, "паровые" прессы, прессы непрерывного действия.

Еще недавно MDF преимущественно изготавливалась на линиях с многоэтажными прессовым установками и технологический процесс отличался от изготовления стружечных плит, в основном, производством однородной волокнистой суспензии. Он состоял из следующих основных операций: сортировки щепы; транспортировки щепы в расположенный над рафинером бункер, в котором осуществляется ее предварительное нагревание паром при атмосферном давлении; размола щепы под давлением; введение парафиновый эмульсии в рафинер с помощью винтового питателя; добавление смолы в выдувное линию ; сушки волокон в сушилке; формирования ковра на станции типа Реndistor; предыдущее подпрессовки ковра; продольное и поперечное обрезка ковра; прессования в многоэтажном прессе; охлаждения плит в веерном устройства; обрезка плит, выдержка на промежуточном складе в течение 12 ... 48 ч; шлифования и сортировки плит; формат обрезки и упаковки плит.

Однако, при изготовлении волокнистых плит средней плотности в многоэтажных прессовых установках наблюдалось явление "подсушивания" (тенденция высыхания поверхностного слоя полотна. Это обусловлено технологией прессования плит, когда полотна, прежде чем попасть в пресс, накапливаются в этажерке, а за это время их поверхность подсыхает. Такой же эффект наблюдается в начальный период прессования (при смыкания плит пресса. Вследствие этого ослабляется химический и физический связь между волокнами поверхностного слоя, поверхность плиты становится хрупкой и требует обязательного шлифования. Потери же материала (волокно, смола, парафин) при шлифовании толстых плит (32 мм) для установки средней мощности составляют 15 ... 17% от массы произведенной продукции. Для тонких плит (толщиной менее 12 мм) потери при шлифовании могут достигать 50%.

Шагом вперед в производстве MDF был способ прессования плит с введением пара в глубину плиты ("паровой метод") разработан фирмой Weyerhaluser (США) совместно с фирмой Siempelkamp (Германия). При этом производство плит осуществляется на одноэтажных прессах со специальными нагревательными плитами, через которые с обеих сторон в материал вдувается пара с точным управлением времени от микропроцессора. Конденсационные тепло приводит к быстрому прогревания. Такой метод парового продувки открыл экономическое освоение новых областей использования MDF (дверные коробки, толстые плиты с одинаковой плотностью по всей толщине взамен массивной древесины, или с поверхностью, имеет очень большую плотность для покрытия лаком) и дал возможность использовать клеи на основе карбамидных смол с минимальным содержанием формальдегида ..

При изготовлении плит MDF толщиной 18 мм цикл прессования в "паровом" прессе составляет только 1 / 4, а при толщине плиты 30 мм - 1 / 6 продолжительности, необходимой при использовании обычного многоэтажного пресса. Следовательно, для плит такой толщины одноэтажный пресс с введением пара в глубину плиты MDF имеет примерно такую же производительность, как обычный 11-этажный пресс.

Одна из самых существенных преимуществ "парового" способа прессования заключается в возможности регулировки профиля плотности плит. Для этого продолжительность смыкания плит пресса, давление прессования, количество и давление пара выбираются так, чтобы кривая плотности была равномерной, то есть отражала однородную структуру плит или позволяла получать плотность внешних слоев более 1000 кг/м3, а среднего - чуть меньше, 600 ... 700 кг/м3.

Отличие в влажности внешних и среднего слоев плит MDF, полученных с использованием парового удара, составляет только 1%, в то время как разница влажности в плитах MDF, изготовленных обычным способом, составляет 2,5 ... 3,0%. Следствием такой небольшой разницы влажности есть незначительные внутренние напряжения плит, что делает их особенно подходящими для односторонней обработки.

Несмотря на значительные преимущества технологии парового продувки для производства толстых MDF, они теряются при производстве тонких плит.

В последнее время большинство новых заводов оборудованы прессами непрерывного действия с коническим входным отверстием и лентами (верхняя и нижняя) сделанными из подвижных стальных стержней. Самыми прогрессивными из них является прессы "СоntиRоll-Plus" с гибко регулируемой входной секцией.








Последние обьявления
Авторизация
Логин:  
Пароль:  
 
Для того, что бы получить дополнительные возможности в системе, Вам надо пройти регистрацию . Регистрация бесплатная

MDF. Заметки для потребителя - www.PromWood.com
Пользователи OnLine: 
История лесоводства | Деревообработка | Породы древесины | Сушка древесины | Станки и оборудование | Отделка деревом | Биотопливо | Древесный уголь | Лесной справочник | Охота