De fibres moyenne densité

De fibres moyenne densité (MDF) est un produit de bois d'ingénierie fabriqué en décomposant des résidus de bois dur ou de bois tendre en fibres de bois, souvent dans un défibreur, en le combinant avec de la cire et un liant à base de résine, et en le transformant en panneaux en appliquant une température et une pression élevées. Le MDF est généralement plus dense que le contreplaqué. Il est composé de fibres séparées mais peut être utilisé comme matériau de construction similaire à celui du contreplaqué. Il est plus solide et plus dense que les panneaux de particules. Le nom dérive de la distinction des densités des panneaux de fibres. La production à grande échelle de MDF a commencé dans les années 1980, tant en Amérique du Nord qu'en Europe.

Propriétés physiques:

Au fil du temps, le terme « MDF » est devenu un nom générique pour tout panneau de fibres traité à sec. Le MDF est généralement composé de 82 % de fibres de bois, de 9 % de colle de résine urée-formaldéhyde, de 8 % d'eau et de 1 % de cire de paraffine. La densité est généralement comprise entre 500 et 1,000 kg/m³(31 et 62 lb/pi³). La gamme de densité et de classification en tant que panneau léger, standard ou haute densité est une appellation impropre et déroutante. La densité du panneau, lorsqu'elle est évaluée par rapport à la densité de la fibre qui entre dans la fabrication du panneau, est importante. Un panneau MDF épais à une densité de 700–720 kg/m³(44–45 lb/pi³) peuvent être considérés comme de haute densité dans le cas des panneaux de fibres de résineux, alors qu'un panneau de même densité fait de fibres de bois dur n'est pas considéré comme tel. L'évolution des différents types de MDF a été motivée par des besoins différents pour des applications spécifiques.

Les types:

Les différents types de MDF (parfois étiquetés par couleur) sont :

Plaque MDF ultralégère (ULDF)

Le panneau résistant à l'humidité est généralement vert

Le MDF ignifuge est généralement rouge ou bleu

Bien que des procédés de fabrication similaires soient utilisés pour fabriquer tous les types de panneaux de fibres, le MDF a une densité typique de 600 à 800 kg/m³ou {{0}}.022–0.029 lb/in³, contrairement aux panneaux de particules (500–800 kg/m³) et aux panneaux de fibres à haute densité (600–1 450 kg/m³).

 

Fabrication:

Fabrication de puces :

Les arbres sont écorcés après avoir été coupés. L'écorce peut être vendue pour être utilisée dans l'aménagement paysager ou utilisée comme combustible de biomasse dans les fours sur place. Les grumes écorcées sont envoyées à l'usine de MDF, où elles passent par le processus de déchiquetage. Un broyeur à disque typique contient de quatre à 16 lames. Tous les copeaux résultants qui sont trop gros peuvent être réébréchés ; des copeaux trop petits peuvent être utilisés comme combustible. Les copeaux sont ensuite lavés et vérifiés pour les défauts. Les copeaux peuvent être stockés en vrac, comme réserve pour la fabrication.

Production de fibres :

Comparé à d'autres panneaux de fibres, tels que Masonite, le MDF se caractérise par la partie suivante du processus et par la manière dont les fibres sont traitées en tant que fibres et récipients individuels, mais intacts, fabriqués par un processus à sec. Les copeaux sont ensuite compactés en petits bouchons à l'aide d'un alimentateur à vis, chauffés pendant 30 à 120 secondes pour ramollir la lignine du bois, puis introduits dans un défibreur. Un défibreur typique se compose de deux disques contrarotatifs avec des rainures sur leurs faces. Les copeaux sont introduits au centre et sont acheminés vers l'extérieur entre les disques par la force centrifuge. La taille décroissante des rainures sépare progressivement les fibres, aidée par la lignine ramollie entre elles.

Depuis le défibreur, la pâte entre dans une ligne de soufflage, une partie distinctive du processus MDF. Il s'agit d'une canalisation circulaire en expansion, initialement de 40 mm de diamètre, passant à 1500 mm. La cire est injectée dans la première étape, qui enrobe les fibres et est répartie uniformément par le mouvement turbulent des fibres. Une résine urée-formaldéhyde est ensuite injectée comme agent de liaison principal. La cire améliore la résistance à l'humidité et la résine aide initialement à réduire l'agglutination. Le matériau sèche rapidement dans la chambre d'expansion chauffée finale de la ligne de soufflage et se dilate en une fibre fine, pelucheuse et légère. Cette fibre peut être utilisée immédiatement ou stockée.

Feuille formant:

La fibre sèche est aspirée dans le haut d'un "pendistor", qui répartit uniformément la fibre dans un tapis uniforme en dessous, généralement d'une épaisseur de 230 à 610 mm. Le tapis est précompressé et soit envoyé directement vers une presse à chaud en continu, soit découpé en grandes feuilles pour une presse à chaud à ouvertures multiples. La presse à chaud active la résine de liaison et définit le profil de résistance et de densité. Le cycle de pressage fonctionne par étapes, l'épaisseur du tapis étant d'abord comprimée à environ 1,5 fois l'épaisseur du panneau fini, puis comprimée davantage par étapes et maintenue pendant une courte période. On obtient ainsi un profil de planche avec des zones de densité accrue, donc de résistance mécanique, près des deux faces de la planche et un noyau moins dense.

Après le pressage, le MDF est refroidi dans un séchoir en étoile ou un carrousel de refroidissement, taillé et poncé. Dans certaines applications, les panneaux sont également laminés pour plus de solidité.

L'impact environnemental du MDF s'est considérablement amélioré au fil des ans. Aujourd'hui, de nombreux panneaux MDF sont fabriqués à partir d'une variété de matériaux. Il s'agit notamment d'autres bois, de la ferraille, du papier recyclé, du bambou, des fibres de carbone et des polymères, des éclaircies et des chutes de scierie.

Alors que les fabricants subissent des pressions pour proposer des produits plus écologiques, ils ont commencé à tester et à utiliser des liants non toxiques. De nouvelles matières premières sont introduites. La paille et le bambou deviennent des fibres populaires car ils constituent une ressource renouvelable à croissance rapide.

 

Comparaison avec les bois naturels :

Le MDF ne contient pas de nœuds ni d'anneaux, ce qui le rend plus uniforme que les bois naturels lors de la coupe et en service. Cependant, le MDF n'est pas entièrement isotrope car les fibres sont étroitement pressées ensemble à travers la feuille. Le MDF typique a une surface dure, plate et lisse qui le rend idéal pour le placage, car aucun grain sous-jacent n'est disponible pour télégraphier à travers le placage mince comme avec le contreplaqué. Un MDF dit "premium" est disponible qui présente une densité plus uniforme sur toute l'épaisseur du panneau.

Le MDF peut être collé, goujonné ou laminé. Les fixations typiques sont les écrous en T et les vis mécaniques à tête cylindrique. Les clous à tige lisse ne tiennent pas bien, pas plus que les vis à pas fin, surtout sur le bord. Des vis spéciales sont disponibles avec un pas de filetage grossier, mais les vis à tôle fonctionnent également bien. Le MDF n'est pas susceptible de se fendre lorsque des vis sont installées sur la face du matériau, mais en raison de l'alignement des fibres de bois, il peut se fendre lorsque des vis sont installées sur le bord de la planche sans avant-trous.

Avantages :

*. Conforme en force et en taille

*. Forme bien

*. Dimensions stables (moins de dilatation et de contraction que le bois naturel)

*. Prend bien la peinture

*. Prend bien la colle à bois

*. Résistance élevée à l'arrachement des vis dans le grain de face du matériau

*. Flexible

Désavantages:

*. Plus dense que le contreplaqué ou l'aggloméré

*. Le MDF de qualité inférieure peut gonfler et se casser lorsqu'il est saturé d'eau

*. Peut se déformer ou se dilater dans des environnements humides s'il n'est pas scellé

*. Peut libérer du formaldéhyde, qui est un cancérogène connu pour l'homme et peut provoquer des allergies, des irritations des yeux et des poumons lors de la coupe et du ponçage 

*. Émousse les lames plus rapidement que de nombreux bois : L'utilisation d'outils de coupe au carbure de tungstène est presque obligatoire, car l'acier rapide s'émousse trop rapidement.

*. Bien qu'il n'ait pas de grain dans le plan de la planche, il en a undansle tableau. Le vissage dans le bord d'une planche la fera généralement se fendre d'une manière similaire au délaminage.

 

Applications:

Le MDF est souvent utilisé dans les projets scolaires en raison de sa flexibilité. Les panneaux Slatwall en MDF sont utilisés dans l'industrie de l'aménagement de magasins. Le MDF est principalement utilisé pour les applications intérieures en raison de sa faible résistance à l'humidité. Il est disponible sous forme brute, ou avec une surface finement poncée, ou avec un revêtement décoratif.

Le MDF est également utilisable pour les meubles tels que les armoires, en raison de sa surface solide.

La densité du MDF en fait un matériau utile pour les parois des chambres d'orgue à tuyaux, permettant au son, en particulier aux basses, d'être réfléchi hors de la chambre dans la salle.

Les préoccupations de sécurité:

Lorsque le MDF est coupé, une grande quantité de particules de poussière est libérée dans l'air.

Les résines de formaldéhyde sont couramment utilisées pour lier les fibres du MDF, et les tests ont constamment révélé que les produits MDF émettent du formaldéhyde libre et d'autres composés organiques volatils qui présentent des risques pour la santé à des concentrations considérées comme dangereuses, pendant au moins plusieurs mois après la fabrication. L'urée-formaldéhyde est toujours lentement libérée des bords et de la surface du MDF. Lors de la peinture, enduire tous les côtés de la pièce finie est une bonne pratique pour sceller le formaldéhyde libre. Les finitions à la cire et à l'huile peuvent être utilisées comme finitions, mais elles sont moins efficaces pour sceller le formaldéhyde libre.

La question de savoir si ces émissions constantes de formaldéhyde atteignent des niveaux nocifs dans des environnements réels n'est pas entièrement déterminée. La principale préoccupation concerne les industries utilisant du formaldéhyde. Dès 1987, l'Environmental Protection Agency des États-Unis l'a classé comme "cancérigène probable pour l'homme", et après plus d'études, le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) de l'Organisation mondiale de la santé, en 1995, l'a également classé comme " cancérigène probable pour l'homme ». De plus amples informations et l'évaluation de toutes les données connues ont conduit le CIRC à reclasser le formaldéhyde comme un «cancérigène connu pour l'homme» associé au cancer des sinus nasaux et au cancer du nasopharynx, et éventuellement à la leucémie en juin 2004.

Selon les normes internationales d'émission des panneaux composites, trois classes européennes de formaldéhyde sont utilisées, E{{0}}, E1 et E2, sur la base de la mesure des niveaux d'émission de formaldéhyde. Par exemple, E0 est classé comme ayant moins de 3 mg de formaldéhyde sur 100 g de colle utilisée dans la fabrication de panneaux de particules et de contreplaqué. E1 et E2 sont classés comme ayant respectivement 9 et 30 g de formaldéhyde pour 100 g de colle. Partout dans le monde, des systèmes de certification et d'étiquetage variables existent pour ces produits qui peuvent être explicites quant à la libération de formaldéhyde, comme celui du Californian Air Resources Board.

MDF plaqué :

Le MDF plaqué offre de nombreux avantages du MDF avec une couche de surface décorative en placage de bois. Dans la construction moderne, stimulés par les coûts élevés des bois durs, les fabricants ont adopté cette approche pour obtenir un revêtement de finition de haute qualité sur un panneau MDF standard. Un type courant utilise le placage de chêne. La fabrication de MDF plaqué est une procédure complexe, qui consiste à prendre une tranche extrêmement fine de bois dur (environ 1-2 mm d'épaisseur), puis à utiliser des méthodes de haute pression et d'étirement en les enroulant autour des panneaux MDF profilés. Ceci n'est possible qu'avec des profils très simples ; sinon, lorsque la fine couche de bois sèche, elle se casse aux coudes et aux angles.