MDF-Profil Kalitesi Üzerine Etki Eden Temel Faktörler

ziyaaktas · 02-26-2008, 06:59 PM

MDF-Profil Kalitesi Üzerine Etki Eden Temel Faktörler

Enis KOÇ - Nadir AYRILMIŞ
Orman Endüstri Y. Müh.

Bu çalışmada mobilya endüstrisinde süpürgelikten pencere çerçevelerine kadar bir çok yerde kullanımı ve dizayn çeşitliliği her geçen gün gittikçe artan MDF-profil kalitesi üzerine etki eden temel faktörler ele alınmıştır. Profil kalitesi üzerine etki eden faktörlerden kullanılan MDF’nin üretimi, levhadan profil eldesi ve profil yüzeyinin kaplanması ile ilgili önemli hususlar açıklanmıştır

A) Profil Üretimine Uygun MDF Üretiminde Dikkat Edilmesi Gereken Önemi Hususlar
Profil üretiminde kullanılacak MDF’nin standart MDF’lerden farklı olarak gerek ağaç türü, tutkal miktarı gibi hammadde özellikleri bakımından ve gerekse üretim aşamasında pişirme zamanı, lif rutubeti, presleme şartları (basınç, sıcaklık ve süre), özellikle yoğunluk profili gibi önemli noktalar bakımından kendine has özellikleri vardır.
Her MDF’den profil elde etmek mümkündür. Ancak, profilin yüzey kalitesi (pürüzlülük, tüylenme vb.) ve şekil bozuklukları (dönmesi) gibi sakıncalarını minimuma indirmek için profil amaçlı üretilecek MDF’lerde, MDF fabrikalarının üretimde dikkat etmesi gereken temel hususlar aşağıda açıklanmıştır.

1. Hammadde
Profillik MDF üretiminde aynı tür ağaçların kullanılması önemli olup, farklı tür ağaçlar farklı pişirme sürelerine (değişik yoğunluk ve pH vb.) sahip olduklarından defibratörde mekanik liflendirme sonucu da lif kalitesi farklı olmaktadır. Çok uzun pişirme süresine maruz kalan yongalar koyu renk ve çok fazla toz şeklinde lif verdiklerinden frezelenme özellikleri iyi olmamaktadır. Çok kısa pişirme süresine tabi tutulan yongalarda çok kaba lif verdiklerinden son derece kaba freze (tüylenme ve kopma) yani pürüzlü yüzey vermektedirler. En uygun pişirme zamanı ağaç türüne göre farklı olup, bunun tespit edilerek lif analizlerinin homojen bir dağılıma sahip olması sağlanmalıdır. Çok kuru odunların lif kalitesi iyi olmadığından freze kalitesi de iyi olmamaktadır. Dolayısıyla pişirmede % 40’ın altında odun rutubeti arzu edilmemektedir. Ağaç türünün profil yüzey kalitesi üzerine pürüzlülük bakımından önemli etkisi olmaktadır. Çünkü profilin yüzey pürüzlülük değeri profil yüzeyi kalitesinin karakteri için önemli bilgiler vermektedir. MDF’nin dar kenarlarında profil açan bıçağın tipik kesme etkisiyle profil yüzeyinde odunun lif uçları kalmaktadır. Bu lif uçları kesici bıçağın ağzından kaçmaktadır. Bu lif uçları yüzeyde "kadife etkisi" olarak ifade edilen özel bir yüzey yapısına neden olmaktadır. Dolayısıyla üretimde kullanım odunun anatomik yapısı levha yüzey kalitesinde önem arz etmektedir. Meşe odununun levha üretiminde karışıma katkı oranı ne kadar fazla olursa hem yüzey pürüzlüğü hem de yüzey emiciliği kötüleşmektedir. Kayının artması yüzey pürüzlülüğü açısından, çamın artması ise levhanın direnç değerleri, yüzey emiciliği ve yüzey pürüzlülüğü açısından faydalı bulunmaktadır. Meşe odununun yüzey pürüzlülüğünün ve emiciliğinin daha kötü olması anatomik olarak kayın ve çamdan daha pöroz (özellikle lif veren hücre tiplerinden dolayı) yapıda olmasından kaynaklanmaktadır. Plantasyonda yetişmiş kavak odunları (özellikle I-214) farklı miktarda reaksiyon odunu içerdiğinden dolayı bazı problemler oluşturabilmektedir. Çünkü reaksiyon (basınç ve çekme odunu) normal oduna göre çok daha fazla çalışmakta, farklı anatomik yapısı, liflerin fazla çalışması ve jelatinimsi tabakanın bulunması nedeniyle bıçaklarla işlenme esnasında kesilmeden koparak nispeten pürüzlü (bıçakla kesilirken tüylenmelere) yüzeyler vermektedir. Ancak, kavak tek başına kullanılırsa üretim değişkenleri kavağa göre ayarlanarak kaliteli levha üretilebilir. Reaksiyon odununun yamaçlarda yetişmiş ve kar yükü, rüzgar gibi nedenlerle eğri formlu ağaçlarda genellikle bulunmakta öz merkezden kaymaktadır. Akbulut ve ark. (2002) tarafından yapılan bir çalışmada % 75 reaksiyon odunu içeren çam odunundan yapılan MDF’lerin yüzey pürüzlüğü, yüzey emiciliği ile fiziksel ve mekanik özellikleri normal çam odunundan yapılan MDF’lerden daha olumsuz çıkmıştır. Ayrıca yapılan farklı bir çalışmada % 50 Meşe + % 50 Kayın odunundan üretilen MDF'lerin (750 kg/m3) profil yüzey pürüzlüğü 14.60 µm ölçülmüş iken, % 33 Çam + % 33 Meşe + % 33 Kayından üretilen aynı yoğunluktaki MDF’lerin orta bölge profil yüzey pürüzlülük değeri 11.76 µm olarak daha düşük tespit edilmiştir (KOÇ 2002). Bu durum kayın ve meşe odununun kısa liflerinin arasına çamın daha uzun ve esnek liflerinin girerek daha sıkı bir yüzey oluşturmasıyla açıklanabilir.
Kabukları soyulmamış odunların lifleri içerisinde kabuk rahat bir şekilde gözle de görülmekte olup, freze bıçaklarının koparıp alması sonucu boşluklar oluşmaktadır. Yonga yıkama ünitesinin kullanımı lif kalitesini olumlu etkilemektedir. Levha içerisindeki kum oranı önemli olup, (Avrupa standartlarında % 0.05’in altında olmalıdır) freze bıçaklarının ömrü ve kalitesini olumsuz yönde etkilemektedir.

2. MDF Üretim Şartları
Ağaç türüne uygun sıcaklık, basınç ve süre kullanılarak liflendirme yapılmalıdır. Tam kuru lif ağırlığına oranla katı tutkalın % 10’dan % 14’lere çıkıldıkça levhaların direnç özellikleri artmakla beraber yüzey ve orta kısım yoğunluğu arasındaki farktan dolayı profillerde dönme sıkıntıları yaşanmaktadır. Lif rutubeti, pres sıcaklığı, basınç diyagramı ve pres süresi profil yoğunluk dağılımını direkt etkilemektedir.
Yüksek pres sıcaklığı, pratikte orta tabaka yoğunluğunu arttırdığından yüzey tabakaları ile arasındaki yoğunluk farkı azalmaktadır. Çünkü, sıcaklığının yükselmesi durumunda taslak yüzeyinden orta tabakaya doğru sıcaklık transferi hızlanacağından orta tabaka yoğunluğu artacaktır. Pres sıcaklığının, presleme süresinin, basınç miktarının veya tutkal miktarının yeterli olmaması halinde levhada ayrılmalar olabilir.
Taslak rutubeti, levhanın yüzey düzgünlüğü ve sıkılığı, tutkal sarfiyatı, presleme sırasında levha yüzeyinde kabarcıkların oluşup oluşmaması ve üretim maliyeti üzerine etkilidir.
Lif rutubetinin çok az olması halinde levhanın yüzey tabakaları yeterince sıkıştırılamaz ve bunun sonucunda gevşek ve zayıf levha yüzeyleri elde edilir. Yüksek lif rutubeti ise presleme sırasında veya preslemeden sonra levhanın patlamasına sebep olabilir. Taslaktaki sudan ayrı olarak pres süresini kısaltmak, preste bazı durumlarda ön sertleşmeyi önlemek, levhanın direnç, görünüş ve yüzey yapısını iyileştirmek için bazen yüzeylerine su püskürtülür. Taslağın fazla rutubet içermesi halinde levha gizli ve açık buhar kabarcıkları içerir, bunun sonucunda ise yüzeye paralel makaslama direnci düşer, yüzey pürüzlü olur ve gereksiz yere levhanın sonuç rutubeti yüksek bulunur. Bu durumları engellemek veya en aza indirmek için daha uzun bir presleme süresine ihtiyaç vardır.
Taslağın her iki yüzeyine sıcak presten hemen önce enjektörler vasıtasıyla su püskürtülmesi yüzey yoğunluğunun artmasına ve dolayısıyla daha sıkı ve az pürüzlü yüzeyler elde edilmesini sağlamaktadır. Bu durum boyalık ve kaplamalık MDF’ler açısından uygundur. Ancak yüzey tabakalarının rutubetinin nispeten yüksek olması ve pres kapanma süresinin kısa olması MDF’de orta ve yüzey tabakalarda çok farklı bir yoğunluğa sebep olur ki; böyle bir durum profillik MDF’lerde istenmez.
Yoğunluk profili bakımından MDF için bir standart olmamasına rağmen yüzey karakteristikleri dahil birçok levha özelliği ile direkt olarak ilişkisi vardır. Bu yüzden, MDF’nin yoğunluk profilinin sürekli kontrol edilmesi iyi bir proses kontrolü için gereklidir. Levha ortalama yoğunluğu ile minimum yoğunluk arasındaki oranın minimum olması (% 90 gibi) başarılı bir üretim yapıldığının göstergesidir.
İyi bir profil üretimi için levha, orta tabakanın yüksek yoğunluğa sahip olması gerekir. Levha yoğunluğunun azalması profil açılacak yüzeyin kalitesinin azalmasına neden olmaktadır (Scheithauer 1999). Kısaca önemli olan hususun genel ortalama yoğunluğunu arttırmaktan ziyade, freze kalitesi açısından orta bölgenin yoğunluklarının arttırılmasından geçtiği ortaya çıkmaktadır.
Bu bölgelerin özellikle daha ince PVC ve kağıt esaslı malzemelerle kaplanmaları ya da boyanmaları esnasında pürüzlülüklerinin en az olması kalitede başarı ve maliyette optimizasyonu sağlar.
Üretim sonrası kondisyonlama çok önemli olup levhaların soğuyarak henüz tamamlanmamış olan reaksiyonlarının tamamlanması uygun denge rutubetine gelmeleri için önemlidir. Sıcak olarak istiflenen levhalar her zaman uygun olmayan freze kalitesi verir ve MDF-profilde şekil bozukluklarına (dönmeye) neden olur.
Boyalık ve kaplamalık MDF’lerde yoğunluk profilinin yüksek olması daha uygun olurken, profillik MDF’lerde nispeten homojen bir profil olması gerekmektedir.
MDF ortalama yoğunluğu = 750 kg/m3 olduğunda,

Boyalık ve kaplamalık MDF’lerde;
Minimum yoğunluk = 680 ± 15 kg/m3
Maksimum yoğunluk = 1000 ± 50 kg/m3

Profillik MDF’lerde,
Minimum yoğunluk = 650 ± 15 kg/m3
Maksimum yoğunluk = 950 ± 15 kg/m3
olması uygundur.
Şekil 1’de 18 mm kalınlığında diyagram MDF'nin yoğunluk profili görülmektedir.

Şekil 1: Profillik MDF için yoğunluk diyagramı (levha kalınlığı 18mm).
Şekil 1’de görüldüğü gibi yüzey tabakalarında yoğunluğun yüksek, orta tabakada düşük olmasına sebep olan faktörler genel olarak; pres kapanma süresi, pres sıcaklığı, basıncı ve süresi, pres diyagramı, orta ve yüzey tabakaları arasındaki rutubet farkıdır. Taslağın her iki yüzeyine sıcak presten hemen önce enjektörler vasıtasıyla su püskürtülmesi yüzey yoğunluğunun artmasına ve dolayısıyla daha sıkı ve pürüzlülüğü az yüzeyler elde edilmesini sağlamaktadır.
Standart MDF’ler genelde 700-800 kg/m3 yoğunlukta üretilmektedir. Boyalık ve profillik MDF’lerin nispeten yüksek yoğunlukta üretilmesi kenar işleme ve yüzey düzgünlüğü açısından daha uygun bulunmaktadır. Levhalar içinde yoğunluk farklılıkları mümkün olduğunca düşük olmalı ve yoğunluk farklılıkları % 2.5’i aşmamalıdır. Profillik MDF’lerde özellikle alt ve üst yüzey yoğunluklarının eşit olması yanı sıra 1050-1200 kg/m3 gibi yüzey yoğunlukları profilde dönme açısından riskli olmaktadır. Ayrıca, profillik MDF’lerde yukarıda verildiği üzere minimum yoğunluğun 600 kg/m3’den düşük (özellikle 550 kg/m3’den az) olması halinde frezeleme kalitesinde problemler çıkabilmektedir. Şekil 2’de gösterilen profilin okla gösterilen iç kısmının 650 ± 15 kg/m3 yoğunlukta olması yüzeyin kaplanmasında daha uygun ve sıkı bir yapı vermektedir.

Şekil 2: Profilin okla gösterilen bölgesinin 650 ± 15 kg/m3 yoğunlukta olması uygundur.

Ülkemizde günümüz itibariyle profil modeline göre levha değil de, bütün profil modellerine uygun olan yüksek yoğunlukta levha (750 kg/m3 ve üzeri) üretimi tercih edilmektedir.
Levhalar presi terk ettiğinde yüzey ve orta tabakaları arasında, hem sıcaklık hem de rutubet bakımından önemli farklılıklar bulunmaktadır. Bu farklılıklar levha içerisinde gerilimlere neden olmaktadır. Bu gerilmelerin giderilebilmesi için levhaların klimatize edilerek iyice soğutulmaları ve dinlendirilmeleri gerekir. Bu işlem yapılmadan levhalar işlendiği takdirde, oluklaşma ve kılıcına eğilme gibi çarpılmalar oluşabilmektedir (Houts ve ark. 2000). Bu nedenlerden dolayı presten çıkan levhaların kesinlikle yıldız soğutucudan (klimatizasyon) geçirilerek 3 ila 4 gün bekletilerek 30-35°C’nin altına yani ortam sıcaklığına yakın bir değere indirilmeli ve henüz tamamlanmayan reaksiyonların sona ermesi için istifte dinlendirilmelidir. Yapılan bir çalışmada 41°C’de zımparalanan levhanın yüzey pürüzlüğü 4.35 µm, 27°C’de zımparalanan levhanın ise 2.70 µm olarak ölçülmüştür. Dolayısıyla sıcaklığı belirli bir değerin altına düşürülmüş levhanın pürüzlülüğü diğerinden % 61.11 daha iyi sonuç vermiştir (KOÇ 2002).
Son kullanımda rutubet değişmelerinden kaynaklanan problemleri minimuma indirmek için levha veya parçaların rutubetleri kullanım yerinin rutubetine geldiği zaman profil elde edilmeli veya birleştirilmelidir. Yüzey kaplama esnasında MDF’nin profil ve dar yüzey alanlarında rutubet miktarındaki değişiklikler önem arz etmektedir. Eğer bu bölgelerde rutubet miktarı % 1 artma gösterirse profil kalınlığına şişme % 0.8-1 kadar artmaktadır. MDF’nin fabrika çıkış rutubeti EN 622-1 standardında % 4 ila % 11 arası olarak belirtilmesine karşın pratikte % 6±2 arasındadır. Profil üretimi için kullanılacak MDF’nin depolanması ve işlenmesi esnasında ortam rutubetinin % 7±2 olmasına sağlayan şartlar sağlanmalıdır.
B) MDF’den Profil Üretilmesi Sırasında Kalite Üzerine Etki Eden Faktörler
Profilin işlenmesi sırasında kalite üzerine etki eden faktörler sırasıyla,
a. MDF'nin fiziksel ve mekanik özellikleri
b. Homojen bir yoğunluk dağılımı (levhanın tamamında)
c. Yoğunluk profili
d. Lif yapısının tüylenme, pürüzlülük ve kesme esnasında kopmalara sebep olmayacak derecede uygun olması
e. Gözle anlayamayacağımız elle hissedilebilecek kriterler
f. Levha yoğunluğunun profil kesit ortasında düşük olması iyi bir görüntü alınamayacağı sonucunu vermekle beraber bazı modellerde sağlamlıktan dolayı sıkıntı olmaktadır. Orta kısmın yoğunluğu uygun olsa dahi yüzeylerde aşırı yüksek yoğunluk olması sonucu, bazı profillerde şekil bozukluklarına (dönmeye) sebebiyet verilmiş olmaktadır.
g. Genelde çürük, araklanmış ve kabukları kalın olan soyulmamış ağaçların iyi freze kalitesi vermedikleri anlaşılmış olup, kısa lifli yapraklı ağaçların iyi yüzey görünümü vermekle beraber, profil kesitin orta kısmının frezesinin uzun lifli iğne yapraklı ağaçlara oranla daha iyi sonuç verip vermediği tecrübelerle sabit görünmemektedir.
h. Bazı model profillerde levha orta kısmına fazla inilmediğinden dolayı yoğunluk profili çok önem kazanmaktadır. Dolayısıyla yoğunluk profilini etkileyen faktörler dikkate alınmalıdır.
i. Zımparala makinesinin levhanın her iki yüzeyinden eşit miktarlarda almaması durumunda da dönme, pürüzlülük vb. gibi kalite problemleri oluşmaktadır.
j. Ebatlamadan çıkan ham taslaklar ve işlenmiş profiller aşırı sıcak-soğuk ve ekstra nemli ortamlardan korunacak şekilde istiflenmelidir. Aksi takdirde öncelikle istifin en üstündekilerde çalışma olduğundan zayi olma durumu söz konusu olmaktadır.
k. Bıçak sayısı, besleme hızı ve devir sayısı freze kalitesi bakımından şu şekilde önemli olmaktadır;
1. Bıçak sayısı: Pratikte bıçak sayısı arttıkça bıçakların yüzeyde talaş alma adım sayısı değiştiğinden daha iyi yüzey elde edilmiş olur.
2. Devir sayısı: Devir sayısı arttığında daha iyi yüzey elde edilir.
3. Besleme hızı: Besleme hızı düşerse yüzey iyileşmekte fakat fazla düşerse yanma olmaktadır.

4. Bıçak bileme kalitesinin pürüzlülüğe etkisi: Bıçakların bağlandığı mil eksenine bıçak kesici ucu aynı mesafede bilenmiş olmalı, aksi takdirde bazı bıçak uçları keser bazıları ise kesmez ve ondüleli bir görünüm oluşur.
- Ondüleli görünüm millerde salgı olmaması sonucunda da oluşur.
- Kesici bıçakların ön ve arkasından mutlaka yeterli miktarda bir baskı olmalıdır.

5. Körelmiş bıçak: Körlenmiş bıçağın da profil yüzey kalitesi üzerine olumsuz etkisi vardır. Yapılan bir çalışmada kör bıçakla işlenen profilin pürüzlülüğü 11.14 µm, keskin bıçakla işlenen profilin ise 7.3 µm olarak ölçülmüş ve bu değerin diğerinden % 52.6 daha iyi sonuç vermiştir (KOÇ 2002).

C) Profil Taslaklarının Kaplanması Sırasında Karşılaşılan Problemler ve Çözüm Yolları
Profil açılmış parçaların kaplama malzemesiyle kaplanmasında karşılaşılan temel problemleri üç başlık altında toplayabiliriz.

1. Tutkal ile ilgili problemler: Poliüretan tutkal ile sertleştirici iyi karıştırılmadığı takdirde yapışma ile ilgili bazı sorunlar çıkmaktadır. Sertleştirici yeterli olmayınca yapışmama ya da sonradan açma problemleri olmaktadır. Sertleştirici çok katılırsa erken sertleşme sonucu sıkıntılar olabilecektir. Ayrıca ,tutkalın normalden fazla sürülmesi halinde (175 gr/cm3) yapışmama kabarma vb. sebeplerden dolayı üretim aksaklığı olur. Sıvı tutkal içerisindeki solvent-inhibitör'ün tamamen uçurulması gerekir, aksi takdirde daha sonra açma yapabilir. Hazırlanan tutkal 12 saatte bitirilmelidir. Aksi takdirde katılaşmaktadır.
2. İşletme ile ilgili problemler: İşletme sıcaklığı 20°C'nin altına düşerse kapasite azalmakta, yapışmada problemler oluşmakta ve bunun sonucu olarak kalitede düşme olmaktadır. Ham profil üzerindeki toz vb. kirler fırça ve emiş sistemleri ile tam alınamazlarsa kaplı yüzeyde bu yabancı maddeler belirgin şekilde göze çarpmaktadır. Baskı silindirleri aşınmış ve uygun ayar yapılmamış ise kalite bozulabilmektedir.

3. PVC kaplama ile ilgili problemler: PVC kalınlığının homojen olmaması sonucu üretim akışı esnasında kopmalara sebep olabilmektedir. Iskarta oranında da bu yüzden artışlar olabilmektedir. Ayrıca, PVC üretimi esnasında çizik vb. yüzey kusurları sonucunda kalite bozulmakta ve yine ıskarta oranı artmaktadır. PVC renginde de zaman zaman hatalar olabilmektedir. Finish-folyo kullanımı profilli yüzeylerin hatalarını belli etmekte iken, PVC kullanımı bu hataları oldukça kapatır. Kalın PVC (200 µm ve üzeri) ise çok daha düzgün yüzeyler vermesine karşın maliyeti arttırmaktadır. Günümüzde Avrupa’da 300 µm kalınlığında folyo kullanılmaktadır. Yoğunluğu 750 kg/m3 olan levhaların orta bölge kaplanmamış profillerin yüzey pürüzlüğü ağaç türüne bağlı olarak 8-15 µm iken (PVC kaplanması durumunda pürüzlülük 2-3 µm’ye düşmektedir. Şayet bu profiller PVC yerine ince kağıt folyo ile kaplansaydı kaplandıktan sonraki görüntü PVC kaplıdan daha menfi olacaktı, ayrıca folyolarda ıslanabilme ve renkte solma gibi olumsuzluklar olabilmektedir.

KAYNAKLAR
AKBULUT, T., AYRILMIŞ, N., 2001. MDF Üretiminde
Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar, İ.Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Seri B, Cilt 51, Sayı 2, sayfa 25-42, İstanbul.
AKBULUT, T., AYRILMIŞ, N., KOÇ.E., 2002. Reaksiyon Odununun MDF’nin Fiziksel ve Mekanik Özellikleri
Üzerine Etkisi (Henüz yayınlanmamıştır).
KOÇ, E., 2002. MDF’de Profilli Yüzeylerin Kaplanmasında Bazı Faktörlerin Görünüm Özelliklerine Etkisi, Yüksek
Lisans Tezi, İ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
HOUTS, J.V., BHATTACHARYYA, D., JAYARAMAN, K., 2000: Determination of Residual Stress in Medium
Density Fiberboard, Holzforschung, Cilt 54, No:2.
Almanya.
MITUTOYO measuring instruments Inc. Model Surface Roughness Tester SJ-301 Series 178-953 Mitutoyo
Meßgeräte GmbH, Borsigstraße 8-10, 41469 Neuss.
SCHEITHAUER, M., 1999. Surface Finishinig of Profiled for Furniture, 1st International Furniture Congress and Exhibition, Proceedings, page:104-110, İstanbul.

Yazar : Enis KOÇ - Nadir AYRILMIŞ

MDF-Profil Kalitesi Üzerine Etki Eden Temel Faktörler konusuna benzer konular:
Konu	Konuyu Başlatan	Forum	Cevaplar	Son Mesaj
Profil menüsüne ne oldu??	ScOrPiOn	WH Forum Hakkında	2	02-15-2008 08:41 PM
Evliliği tehdit eden 3 temel sorun	HoLyWar	Evlilik Ve Cinsel Yaşam	0	11-26-2007 06:12 PM
5+1 Ses Kalitesi..	çürükkasd	Program Download	37	11-18-2007 04:10 PM
fifa 2007 ye sıfır dan başlamak istemiyorsanız (save profil)	anti-fb	Oyun Genel	9	07-29-2007 08:15 AM
BIOS Üzerine Temel Bilgiler	breakerturk	Donanım Genel	1	12-05-2006 06:06 PM

Seçenekler
Yazdırılabilir şekli göster Sayfayı E-Mail olarak gönder