Введение
Прессованный и экструдированный древесный продукт
Древесно-стружечная плита, также известная как плита из древесных частиц, чипсовая плита и плита из волокон низкой плотности, является изделием из древесины, изготовленным из древесных щепок и синтетической смолы или другого подходящего связующего вещества, которое прессуется и экструдируется. Древесно-стружечную плиту часто путают с ориентированно-стружечной плитой (OSB, также известной как flakeboard или waferboard) – другим типом древесноволокнистой плиты, в которой используются обработанные древесные хлопья и обеспечивается более высокая прочность.
Характеристики
Древесно-стружечная плита (ДСП) дешевле, плотнее и однороднее обычной древесины и фанеры, и используется вместо них, когда стоимость важнее прочности и внешнего вида. Внешний вид ДСП можно улучшить покраской или облицовкой шпоном на видимых поверхностях. Несмотря на большую плотность по сравнению с обычной древесиной, ДСП является самым легким и слабым типом древесноволокнистой плиты, за исключением изоляционных плит. Древесноволокнистая плита средней плотности (МДФ) и твердая древесноволокнистая плита, также известная как древесноволокнистая плита высокой плотности (ХДФ), прочнее и плотнее ДСП. Различные марки ДСП имеют разную плотность, при этом более высокая плотность указывает на большую прочность и устойчивость к выдергиванию крепежа. Существенным недостатком ДСП является ее подверженность расширению и изменению цвета при поглощении влаги, особенно если она не покрыта краской или другим герметиком. Поэтому ее редко используют на открытом воздухе или во влажных помещениях, за исключением ванных комнат, кухонь и прачечных, где она обычно используется в качестве подложки, защищенной влагостойким бесшовным листом винилового напольного покрытия. В сухих условиях шпонированная ДСП предпочтительнее шпонированной фанеры благодаря своей стабильности, более низкой стоимости и удобству.
История и развитие
История производства древесно-стружечных плит (ДСП) неясна. В XIX веке было предпринято множество попыток использовать отходы лесопиления, включая опилки и древесную щепу, для производства композитных материалов; первые упоминания о технологиях изготовления древесных композитов, аналогичных ДСП, датируются 1887 годом. В 1935 году компания Farley and Loetscher Manufacturing Co. стала первым предприятием по производству ДСП. В 1940-х годах сформировалась индустрия ДСП. В 1932 году пилот и изобретатель Макс Химмельхер запатентовал процесс изготовления ДСП без полного пропитывания древесных волокон клеем, что отличало его от более ранних древесных композитов. Эта ДСП могла производиться из отходов производства, таких как стружка, обрезки или опилки, измельчаемые до щепы и связываемые фенольной смолой. Измельчение молотковой дробилкой предполагает дробление материала на все более мелкие частицы, пока они не смогут пройти через сито. Большинство ранних производителей ДСП использовали схожие процессы, хотя часто с несколько отличающимися смолами. Было установлено, что лучшей прочности, внешнего вида и экономии клея можно достичь, используя более однородную, специально изготовленную щепу. Производители начали перерабатывать цельную березу, бук, ольху, сосну и ель в однородную щепу и хлопья; эти более тонкие слои затем размещались на внешней стороне плиты, а ее сердцевина состояла из более крупной и дешевой щепы. Этот тип плиты известен как трехслойная ДСП. В последнее время также получила развитие ДСП переменной плотности. Она содержит частицы, которые постепенно уменьшаются в размере по мере приближения к поверхности.
Производство
Древесно-стружечная или древесно-щепочная плита изготавливается путем смешивания частиц или хлопьев древесины или джутовой палочки со смолой и формирования смеси в лист. Сырье подается в дисковую дробилку с четырьмя-шестнадцатью радиально расположенными ножами. Щепа, полученная в дисковых дробилках, более однородна по форме и размеру, чем щепа, полученная в других типах дробилок. Затем частицы сушат, и любые слишком крупные или слишком мелкие частицы отсеиваются. Смола затем распыляется на частицы в виде мелкого тумана. В процессе используются различные типы смол. Аминоформальдегидные смолы демонстрируют наилучшие характеристики с точки зрения стоимости и простоты использования. Уреомеламиновые смолы обеспечивают водостойкость, при этом увеличение содержания меламина повышает устойчивость. Обычно они используются в наружных работах, при этом цветная смола затемняет панель. Для дальнейшего улучшения свойств панелей смолы резорцинола можно смешивать с фенольными смолами, но это чаще используется при производстве морской фанеры. Производство панелей включает в себя другие химические вещества, такие как воск, красители, смачивающие агенты и разделительные смазки, для облегчения обработки или придания конечному продукту устойчивости к воде, огню или насекомым. После того, как частицы проходят через туман смолы, достаточный для покрытия всех поверхностей, они укладываются в непрерывный ковер. Этот "ковер" затем разделяется на отдельные прямоугольные "заготовки", которые будут уплотнены в холодном прессе. Вес хлопьев определяется на весах, а затем они распределяются вращающимися граблями. В древесно-стружечных плитах с переменной плотностью хлопья распределяются воздушной струей, которая выбрасывает более мелкие частицы дальше, чем крупные. Два таких потока, направленных в противоположные стороны, позволяют частицам накапливаться от мелких к крупным и обратно. Сформированные листы подвергаются холодному прессованию для уменьшения толщины и облегчения транспортировки. Затем они снова прессуются под давлением и при температуре, чтобы зафиксировать и затвердеть клей. Весь процесс контролируется для обеспечения правильного размера, плотности и однородности плиты. Затем плиты охлаждают, обрезают и шлифуют. После этого они могут продаваться как необработанные плиты или с улучшенной поверхностью, например, с покрытием из древесного шпона или ламината.
Дизайн мебели
Древесно-стружечная плита оказала огромное влияние на дизайн мебели. В начале 1950-х годов кухни из древесно-стружечной плиты начали использоваться в мебельном производстве, но во многих случаях она оставалась дороже массива дерева. Кухня из древесно-стружечной плиты была доступна лишь очень состоятельным людям. По мере развития технологий древесно-стружечная плита становилась дешевле. Некоторые крупные компании строят свою стратегию на предоставлении мебели по низкой цене. Для этого они используют самые дешевые материалы. Почти всегда это означает древесно-стружечную плиту, древесно-волокнистую плиту средней плотности (MDF) или аналогичные материалы. Однако, чтобы поддерживать репутацию качества при низкой цене, производители могут использовать более высокие сорта древесно-стружечной плиты, например, плиты с более высокой плотностью, большей толщины или изготовленные с использованием более качественных смол. Можно заметить степень прогиба полки определенной ширины, чтобы оценить разницу. В целом, значительно более низкая стоимость листовых материалов (древесно-стружечная плита, древесно-волокнистая плита средней плотности и другие изделия из древесины, полученной искусственным путем) способствовала вытеснению массива дерева во многих областях изготовления корпусной мебели.
Безопасность
Существуют вопросы безопасности как при производстве, так и при использовании. При обработке древесно-стружечных плит (например, при распиловке или фрезеровании) выделяется мелкая пыль и химические вещества. Во многих странах установлены предельно допустимые концентрации профессионального воздействия, признающие опасность древесной пыли. Раскрой древесно-стружечных плит может приводить к выделению формальдегида, угарного газа, цианистого водорода в случае использования аминопластов, а также фенола при использовании фенолформальдегидных смол. Другая проблема безопасности – медленное выделение формальдегида со временем. В 1984 году обеспокоенность высокими концентрациями формальдегида в новых домах привела к тому, что Министерство жилищного строительства и городского развития США установило строительные нормы и правила. Древесно-стружечные плиты (ДСП), плиты средней плотности (МДФ), ориентированно-стружечные плиты (ОСП) и ламинатные полы были основными источниками выбросов формальдегида. В ответ на требования потребителей и специалистов деревообрабатывающей промышленности ДСП и МДФ стали доступны в вариантах "без добавления формальдегида" (NAF), однако они не получили широкого распространения. Многие другие строительные материалы, такие как отделка мебели, ковровые покрытия и герметики, также выделяют формальдегид, как и пенополиуретан на основе мочевиноформальдегидных смол, установка которого запрещена в Канаде в закрытых полостях жилых стен. Всемирная организация здравоохранения классифицирует формальдегид как доказанный канцероген для человека.