Vezelplaat

Achtergrond

Samengestelde bosproducten, of bewerkt hout, verwijzen naar materialen gemaakt van hout die aan elkaar zijn gelijmd. In de Verenigde Staten wordt jaarlijks ongeveer 21 miljoen ton (21,3 miljoen ton) composiethout geproduceerd. De meer populaire composietmaterialen zijn multiplex, meubelplaat, vezelplaat, spaanplaat en gelamineerd fineerhout. De meeste van deze producten zijn gebaseerd op wat voorheen houtafval of weinig gebruikte of niet-commerciële soorten waren. Bij de fabricage van composieten gaat zeer weinig grondstof verloren.

Vezelplaat met gemiddelde dichtheid (MDF) is een algemene term voor een paneel dat voornamelijk is samengesteld uit lignocellulosevezels in combinatie met een synthetische hars of een ander geschikt hechtsysteem en onder hitte en druk aan elkaar gehecht. De panelen worden samengeperst tot een dichtheid van 0,50 tot 0,80 soortelijk gewicht (31-50 lb/ft.3). Tijdens de fabricage kunnen additieven worden toegevoegd om bepaalde eigenschappen te verbeteren. Omdat vezelplaat in een groot aantal maten en vormen kan worden gesneden, zijn er tal van toepassingen, waaronder industriële verpakkingen, displays, tentoonstellingen, speelgoed en spellen, meubels en kasten, wandpanelen, lijstwerk en deuronderdelen.

Het oppervlak van MDF is vlak, glad, uniform, dicht en vrij van knopen en nerfpatronen, waardoor de afwerking eenvoudiger en consistenter is. De homogene rand van MDF maakt ingewikkelde en nauwkeurige bewerkings- en afwerkingstechnieken mogelijk. Snijafval wordt ook aanzienlijk verminderd bij het gebruik van MDF in vergelijking met andere substraten. Verbeterde stabiliteit en sterkte zijn belangrijke troeven van MDF, waarbij stabiliteit bijdraagt ​​aan het aanhouden van nauwkeurige toleranties in nauwkeurig gesneden onderdelen. Het is een uitstekende vervanging voor massief hout in veel interieurtoepassingen. Meubelfabrikanten maken het oppervlak ook reliëf met driedimensionale ontwerpen, omdat MDF zo'n gelijkmatige textuur en consistente eigenschappen heeft.

De MDF-markt is in de Verenigde Staten de afgelopen 10 jaar snel gegroeid. De verzendingen stegen met 62% en de fabriekscapaciteit groeide met 60%. Tegenwoordig wordt in Amerika elk jaar meer dan 93 miljoen vierkante meter MDF verbruikt. De wereldwijde MDF-capaciteit nam in 1996 met 30% toe tot meer dan 12 miljard vierkante voet (1,1 miljard vierkante meter), en er zijn nu meer dan 100 fabrieken in bedrijf.

Geschiedenis

MDF werd voor het eerst ontwikkeld in de Verenigde Staten in de jaren zestig en de productie begon in Deposti, New York. Een soortgelijk product, hardboard (gecomprimeerde vezelplaat), werd in 1925 per ongeluk uitgevonden door William Mason, terwijl hij probeerde een toepassing te vinden voor de enorme hoeveelheden houtsnippers die door houtzagerijen werden weggegooid. Hij probeerde houtvezel in isolatieplaat te persen, maar produceerde een duurzame dunne plaat nadat hij was vergeten zijn apparatuur uit te zetten. Deze apparatuur bestond uit een brander, een achttiende-eeuwse letterpers en een oude autoketel.

Grondstoffen

Houtsnippers, schaafsel en zaagsel vormen doorgaans de grondstoffen voor vezelplaat. Nu recycling en milieukwesties de norm worden, worden echter ook oud papier, maïszijde en zelfs bagasse (vezels van suikerriet) gebruikt. Ook andere materialen worden gerecycled tot MDF. Eén bedrijf gebruikt droge afvalstoffen Houtsnippers, schaafsel en zaagsel vormen doorgaans de grondstoffen voor vezelplaat. Nu recycling en milieukwesties de norm worden, worden oudpapier, maïszijde, bagasse (vezels van suikerriet), karton, kartonnen drankverpakkingen met plastic en metalen, telefoonboeken en oude kranten gebruikt. met een snelheid van 100.000 ton per jaar. Naast afvalhout worden bij dit bedrijf karton, kartonnen drankverpakkingen met plastic en metalen, telefoonboeken en oude kranten gebruikt. Synthetische harsen worden gebruikt om de vezels aan elkaar te binden en andere additieven kunnen worden gebruikt om bepaalde eigenschappen te verbeteren.

Het fabricageproces

Geavanceerde technologie en verwerking hebben de kwaliteit van vezelplaat verbeterd. Deze omvatten innovaties in houtbewerking, harsrecepten, perstechnologie en paneelschuurtechnieken. Geavanceerde perstechnologie heeft de totale perscycli verkort, terwijl antistatische technologie ook heeft bijgedragen aan een langere levensduur van de band tijdens het schuurproces.

Houtbewerking

• 1 De productie van kwaliteitsvezelplaat begint met de selectie en verfijning van de grondstoffen, waarvan de meeste worden gerecycled uit schaafsel en spaanders die zijn teruggewonnen uit zagerijen en multiplexfabrieken. De grondstof wordt eerst met een magneet verwijderd van eventuele metaalverontreinigingen. Vervolgens wordt het materiaal gescheiden in grote brokken en kleine vlokken. Vlokken worden gescheiden in stapels zaagsel en houtsnippers.
• 2 Het materiaal wordt opnieuw door een magnetische detector gestuurd, waarbij het afgekeurde materiaal wordt gescheiden voor hergebruik als brandstof. Goed materiaal wordt verzameld en naar een voorstoombak gestuurd. In de bak wordt stoom geïnjecteerd om het materiaal te verwarmen en zacht te maken. De vezels worden eerst in een zijschroefinvoer gevoerd en vervolgens in een plugschroefinvoer, die de vezels samenperst en water verwijdert. Het samengeperste materiaal wordt vervolgens in een raffinaderij gevoerd, die het materiaal tot bruikbare vezels scheurt. Soms kan de vezel een tweede raffinagestap ondergaan om de vezelzuiverheid te verbeteren. Grotere motoren op de raffinaderijen worden soms gebruikt om vreemde voorwerpen uit het proces te filteren.

Uitharden en persen

• 3 Hars wordt vóór de raffinagestap toegevoegd om de formaldehydetoleranties in het mengsel te beheersen, en na raffinage wordt een katalysator toegevoegd. De vezels worden vervolgens in een flitsbuisdroger geblazen, die wordt verwarmd door olie of gas. De verhouding van vaste hars tot vezels wordt zorgvuldig gecontroleerd door elk ingrediënt te wegen. Vervolgens wordt de vezel door scalpeerrollen geduwd om een ​​mat van uniforme dikte te produceren. Deze mat doorloopt verschillende persstappen om een ​​meer bruikbare maat te produceren en wordt vervolgens op de gewenste breedte bijgesneden voor de laatste persstap. Een continue pers uitgerust met een grote trommel drukt de mat met een uniforme snelheid samen door de hoogte van de mat te bewaken. Persen zijn uitgerust met elektronische bedieningselementen om nauwkeurige dichtheid en sterkte te bieden. Het resulterende bord wordt vóór het afkoelen op de juiste lengte gesneden met behulp van zagen.

  

  Persen hebben contragewicht, gelijktijdige sluitsystemen die hydraulische cilinders gebruiken om de plaat te nivelleren, wat in combinatie met een vierpunts positieregeling een grotere individuele paneeldikteregeling geeft. Het hydraulisch systeem kan de pers sluiten met snelheden en drukken die precuratieproblemen met de printplaat verminderen, terwijl de algehele perscycli worden verkort.

Paneel schuren

• 4 Om een ​​gladde afwerking te verkrijgen, worden de panelen geschuurd met riemen die zijn gecoat met schuurmiddelen. Siliciumcarbide is typisch gebruikt, maar met de behoefte aan fijnere oppervlakken, worden andere keramische schuurmiddelen gebruikt, waaronder zirkoniumoxide-aluminiumoxide en aluminiumoxide. Achtkopschuurapparatuur en dubbelzijdig nivelleren verbetert de consistentie van de gladheid van het oppervlak. Antistatische technologie wordt gebruikt om de statische elektriciteit te verwijderen die bijdraagt ​​aan snel laden en overmatig schuurstof, waardoor de levensduur van de riem wordt verlengd.

Afwerking

• 5 Panelen kunnen verschillende afwerkingsstappen ondergaan, afhankelijk van het eindproduct. Een grote verscheidenheid aan lakkleuren kan worden aangebracht, evenals verschillende houtnerfpatronen. Guillotine snijden wordt gebruikt om de vezelplaat in grote platen te snijden (bijvoorbeeld 100 inch breed). Voor kleinere plaatformaten zoals 42 bij 49 in (107 bij 125 cm), wordt stansen gebruikt. Speciale machines worden gebruikt voor het snijden van vezelplaat in smalle stroken van 1-24 inch (2,5 -61 cm) breed.
• 6 Lamineermachines worden gebruikt om vinyl, folie en andere materialen op het oppervlak aan te brengen. Dit proces omvat het afwikkelen van een rol vezelplaatmateriaal, het tussen twee rollen sturen waar de lijm wordt aangebracht, het combineren van de met lijm beklede vezelplaat met het lamineermateriaal tussen een andere set rollen en het sturen van de gecombineerde materialen naar de laminator.

Kwaliteitscontrole

De meeste MDF-fabrieken gebruiken geautomatiseerde procesbesturing om elke productiestap te bewaken en de productkwaliteit te handhaven. In combinatie met doorlopende gewichtsbanden, basisgewichtsmeters, dichtheidsprofielmonitors en diktemeters, blijft de productconsistentie behouden. Daarnaast heeft het American National Standards Institute productspecificaties opgesteld voor elke toepassing, evenals emissielimieten voor formaldehyde. Omdat milieuregelgeving en marktomstandigheden blijven veranderen, worden deze normen herzien.

Panelen kunnen verschillende afwerkingsstappen ondergaan, afhankelijk van het eindproduct. Een grote verscheidenheid aan lakkleuren kan worden aangebracht, evenals verschillende houtnerfpatronen. Zo worden lamineermachines gebruikt om vinyl, folie en andere materialen op het oppervlak aan te brengen.

De meest recente standaard voor MDF, ANSI Standard A208.2, is de derde versie van deze industriestandaard. Deze norm classificeert MDF op dichtheid en gebruik (binnen of buiten) en onderscheidt vier productkwaliteiten voor binnen. De geïdentificeerde specificaties omvatten fysieke en mechanische eigenschappen, maattoleranties en emissielimieten voor formaldehyde. Specificaties worden gepresenteerd in zowel metrische als inch-pond limieten.

Fysische en mechanische eigenschappen van het eindproduct die worden gemeten, omvatten dichtheid en soortelijk gewicht, hardheid, breukmodulus, slijtvastheid, slagvastheid, elasticiteitsmodulus en treksterkte. Daarnaast worden ook de wateropname, diktezwelling en interne hechtsterkte gemeten. De American Society for Testing of Materials heeft een standaard (D-1037) ontwikkeld om deze eigenschappen te testen.

De Toekomst

Hoewel er in 1996 meer dan 750 nieuwe fabrieken werden toegevoegd, werd verwacht dat het MDF-verbruik in 1997 tot 10% onder het verwachte niveau zou dalen. Voor bepaalde markten zijn de gebruikscijfers gedaald en is de export afgenomen. Ondanks deze trend zullen sommige fabrieken blijven investeren in hoogtechnologische apparatuur en milieucontroles om een ​​product van hoge kwaliteit te produceren.

Milieuregelgeving zal de vezelplaatindustrie blijven uitdagen. Hoewel ureum-formaldehydeharsen dominant worden gebruikt in de MDF-industrie vanwege hun lage kosten en snelle uithardingseigenschappen, hebben ze potentiële problemen met formaldehyde-emissie. Fenol-formaldehydeharsen zijn een mogelijke oplossing, omdat ze na uitharding geen formaldehyde afgeven. Deze harsen zijn echter duurder, maar voorlopig onderzoek heeft aangetoond dat ze in veel minder hoeveelheden kunnen worden gebruikt en vergelijkbare verwerkingstijden kunnen bereiken als de ureumhars.

De vooruitgang in de productietechnologie zal ook doorgaan, inclusief machines voor het verwerken van panelen en snijgereedschappen. Er zullen uiteindelijk persmachines worden ontwikkeld die voorbehandeling elimineren en de variatie in individuele plaatdikte verminderen. MDF en andere bewerkte houtproducten zullen nog consistenter worden wat betreft randeigenschappen en gladheid van het oppervlak, en hebben betere fysieke eigenschappen en dikteconsistentie. Deze verbeteringen zullen ertoe leiden dat meer meubel- en kastenfabrikanten dergelijke producten in hun ontwerpen opnemen.