Древесно-плитные материалы: общие характеристики

Древесностружечные плиты (ДСП) появились на рынке плитных материалов в 1980 году в результате новейших разработок в технологии композиционных древесных материалов. Плита ДСП отвечает самым жестким требованиям, предъявляемым к плитным материалам, лишена таких недостатков, присущих натуральной древесине, как сучки, внутренние пустоты и трещины. К важным достоинствам плиты ДСП относится высокая водостойкость, высокая прочность, жесткость, однородность, легкость в обработке, способность прочно удерживать гвозди и шурупы.
Сфера применения:
- обшивка наружных и внутренних стен, обшивка крыш;
- изготовление стеновых панелей (плита ДСП + пенный заполнитель + плита ДСП);
- изготовление полов, оснований под ковровые и линолеумные покрытия, перегородок;
- изготовление конструкций съемной опалубки;
- изготовление длиннопролетных балок;
- изготовление мебели, стеллажей, полок, упаковки;
- строительство временных ограждений и разборных конструкций;
- использование для декоративных целей и отделки, благодаря оригинальной текстуре поверхности.
Древесностружечные плиты изготавливают из различных видов древесного сырья и недревесных частиц с использованием разных видов вяжущих средств. ГОСТ 10632-89.
Существующие в России стандарты выделяют две марки ДСП: П-А и П-Б. Эти марки отличаются своими механическими характеристиками. Марка П-А более высокого качества и имеет перед маркой П-Б лучшие показатели прочности на изгиб, более низкие показатели по проценту разбухания, покоробленности и шероховатости поверхности.
Различают плиты 1 сорта, 2 сорта, а также несортную плиту, используемую главным образом в строительных целях.
На плитах первого сорта не допускаются выступы или углубления, смоляные или парафиновые пятна, не допускаются сколы кромок и выкрашивание углов, дефекты шлифования.
По типу наружного слоя ДСП, различают плиты с мелкоструктурной поверхностью (М), обычной поверхностью и плиты с наружными слоями из крупной стружки. Последние используются только для строительных целей и под облицовку натуральным шпоном.
ДСП бывают также шлифованными (Ш) и не шлифованными.
Класс эмиссии формальдегида в ДСП (Е1, Е2) показывает допустимое содержание свободного формальдегида в 100 г абсолютно сухой плиты. Существует два класса эмиссии: Е1 (до 10 мг) и Е2 (10-30 мг).
Для облицовки бумажно-смоляными пленками (ламинирование и каширование) используют только шлифованную ДСП марки П-А, первого сорта с мелкоструктурной поверхностью и эмиссией формальдегида Е1.
Плиты бывают обычной и повышенной водостойкости (В). Плиты повышенной водостойкости обычно используют для изготовления столешниц для кухонь, мебели для ванных комнат, для специальных строительных целей. Водостойкость ДСП достигается введением в стружечную массу специальной парафиновой эмульсии или расплавленного парафина.
Огнестойкость придается ДСП за счет введения в состав специальных веществ - антипиренов, производство которых в России отсутствует.

Фанера (от немецкого Furnier) - это листовой деревянный материал, получаемый строганием брусьев (строганая фанера), пилением (пиленая фанера), и слоистый древесный материал (клееная фанера), получаемый склеиванием по толщине нескольких листов древесины (шпона).
Строганная (облицовочная фанера) из древесины ценных пород дерева (дуба, бука, ореха и т.д.) применяется для фанерования столярных изделий.
Пиленая фанера из древесины березы, клена, ольхи и т.п. - для отделки, изготовления музыкальных инструментов, ящиков, коробок и т.д.
Клееная фанера из березового, ольхового, соснового шпона применяется в строительстве, мебельном производстве, судостроении, вагоностроении и т.д. По объему производства клееная фанера является самым распространенным материалом этой категории.
Фанера считается изготовленной из той древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Фанеру, изготовленную из древесины одной или нескольких различных пород, подразделяют соответственно на однородную и комбинированную. В строительстве чаще всего используются три вида фанеры: клееная, бакелизированная (повышенной водостойкости) и декоративная. Клееная фанера, в свою очередь, также бывает повышенной водостойкости - марки ФСФ, а также средней - марок ФК и ФБА и ограниченной - марки ФБ. Клееную фанеру марки ФСФ применяют для обшивки наружных частей дома, защитив ее от увлажнения масляной краской. В помещениях с повышенной влажностью ее применяют без окраски. Фанеру марок ФК и ФБА, а также фанеру ФБ используют только внутри помещений с нормальной влажностью. Используется фанера и как многоразовая опалубка при заливке бетона в строительстве, в авто-, судо- и вагоностроении.
Бакелизированную фанеру, склеенную из листов березового лущеного шпона с нанесением фенолоформальдегидной спирторастворимой смолы, выпускают трех марок: БФС, БФВ-1и БФВ-2. У этой фанеры наружные листы шпона пропитаны бакелитовыми смолами, ими же они и склеены. Применяют эту фанеру там же, где и клеевую, но поверхность ее окрашивать не обязательно. Применяется она и для изготовления конструкций в машиностроении, автомобилестроении, строительстве и судостроении, которые работают под воздействием атмосферы, а также в изделиях, эксплуатируемых в условиях тропического климата.
Декоративная фанера облицована с одной или с двух сторон фактурной пленкой или бумагой. Применяют ее для внутренней отделки стен, перегородок, встроенной мебели.
В настоящее время в России на фанеру действует ГОСТ 3916,1-96.

МДФ - аббревиатура словосочетания "мелкодисперсные фракции". Она не только достаточно точно отражает структуру самого материала, но и весьма удачно перекликается с общепринятой в мире латинской аббревиатурой MDF - MittelDichte Fazerplatte (в переводе с немецкого - плита или доска средней плотности). МДФ представляет собой плиту из запрессованной вакуумным способом деревянной пыли (без использования эпоксидной смолы и фенола, которые вредны для здоровья человека).
Древесное волокно (пыль) является продуктом размола технологической щепы по ГОСТ 15815-83.9. Изготавливается путем сухого прессования мелкодисперсной древесной стружки при высокой температуре и давлении. Связующим звеном при этом является лигнин, который выделяется при нагревании древесины. Другие связующие не используются. К древесноволокнистым плитам из МДФ термоклеем приклеивается пленка ПВХ. Для изготовления древесноволокнистых плит используется следующее сырье и материалы:
- щепа технологическая;
- смола карбамидоформальдегидная КФ-МТ-15 - представляет собой продукт поликонденсации карбамида с формальдегидом. Смола является негорючей, невзрывоопасной водной субстанцией;
- аммоний хлористый;
- парафин.
Плиты изготавливаются с применением смол и химических материалов, разрешенных Минздравом РФ.

Основные способы облицовки плитных материалов:
- облицовка бумажно-смоляными пленками;
- облицовка декоративными бумажно-слоистыми пластиками;
- облицовка полимерными пленками;
- облицовка натуральным (строганым или лущеным) шпоном;
- покрытие ДСП красками, эмалями, лаками и пр.

Облицовка бумажно-смоляными пленками
Облицовка бумажно-смоляными пленками древесно-плитных материалов осуществляется посредством ламинирования и каширования.
- Ламинирование - физико-химический процесс облицовки плитных материалов бумажно-смоляными пленками под действием температуры (140-210С°) и давления (25-28 Мпа). При этом декоративно-защитный слой на плите образуется за счет растекания смолы по поверхности плиты с последующим доотверждением и образованием прочного единого покрытия (плита-смола-бумага).
- Каширование - физический процесс облицовки плитных материалов полностью отвердевшими бумажно-смоляными пленками (с отделкой или без отделки лаками) с предварительным нанесением на плиту-основу клеевого состава при температуре 20-150 С° и давлении 5-7 Мпа.

Облицовка декоративными бумажно-слоистыми пластиками
Слоистые пластики - это полимерные материалы, содержащие параллельно расположенные слои наполнителя. В качестве наполнителя могут выступать ткань, шпон, бумага и прочие материалы.
Декоративные бумажно-слоистые пластики (ДБСП) создаются на основе бумажного наполнителя, который помимо армирующих функций придает конечному продукту пластичность, механическую прочность, декоративные свойства. Бумага, входящая в состав ДБСП делится на декоративную (60-120 г/м², определяет декор и кроющую способность ДБСП), оверлей (16-45 г/м², защищает печатный рисунок от внешних воздействий), андерлей (60-100 г/м², дополнение к декоративной бумаге для обеспечения дополнительной укрывистости) и крафт-бумагу (80-200 г/м², для придания свойств негорючести, а также для обеспечения необходимой толщины).
В качестве связующих для ДБСП используются различные полимерные смолы: меламиноформальдегидные, карбамидо(амидо-)формальдегидные, фенолформальдегидные, а также их композиции. Помимо смол применяются полиэфирные связующие.
По способу получения ДБСП делятся на ламинат высокого давления (HPL) и ламинат среднего давления (CPL).
Основные технические характеристики и свойства ДБСП:
- Толщина - 0,6-12,0 мм, а наиболее распространенная для постформинга 0,6-1,0 мм.
- Ширина - 100-2200 мм, наиболее распространена 600-1300 мм.
- Длина - 300-4400 мм, наиболее распространена 2100-3050 мм.
- Механическая прочность - на изгиб не менее 90 Мпа, модуль упругости - не менее 5600 Мпа.
- Термическая стойкость - максимальная рабочая температура от 80 до 180 С° (краткосрочный нагрев до 300 С°).
Основными технологическими этапами производства древесно-плитных материалов, облицованных слоистыми пластиками, являются: подготовка заготовок плитных материалов заданных размеров, очистка поверхности для облицовки, наклеивание и постформирование.
Очистка поверхности плиты и задней части пластика производится с помощью сжатого воздуха и специальных щеток. Это необходимо для обеспечения качественной адгезии во время прессования. Наклеивание происходит посредством прямого прессования ДБСП с нанесенным клеевым составом и плиты. Прессование бывает холодным и горячим.
При горячем прессовании используют карбамидные клеи (расход 100-120 г/м², температура 100-140 С°, давление - 5-10 кг/см², контакт - 40-120 с) или клеи на основе ПВА-дисперсий (расход 80-90 г/м², температура 60-70 С°, давление 3-5 кг/см², контакт 40-45 с).
При холодном прессовании используют контактные клеи и клеи на основе ПВА-дисперсий (расход 80-90 г/м², давление 3-5 кг/см², контакт 20-30 мин.).
Холодное прессование, хотя и исключает влияние температурного фактора (возникновение внутренних напряжений при склейке разнородных материалов), менее применимо из-за низкой производительности (требуется много времени на склеивание и приходится задействовать большие площади). Поэтому наибольшее применение находит использование умеренного нагрева (60-70 С°) с использованием ПВА-клеев.
Структура линии постформирования проходного типа выглядит следующим образом:
- Фрезерный участок - включает в себя фрезерные станки, где заготовке придается заданный профиль;
- Участок облицовки - включает в себя клеенаносящее оборудование и пресс (обычно валковый) для прямой облицовки;
- Участок постформирования - включает в себя станок для постформинга.

Облицовка полимерными пленками
Облицовка древесно-плитных материалов полимерными пленками аналогична облицовке декоративными пластиками, за исключением того, что для получения декоративного покрытия используется термопластичная полимерная пленка, которая прессуется на заготовку с заранее нанесенным клеевым покрытием. При этом используются главным образом пленки на основе поливинилхлорида (ПВХ), реже - на основе полистирола, акриловых полимеров и др.
Для облицовки плит полимерными пленками используются те же технологические линии, которые используются для облицовки синтетическим шпоном или бумажными пластиками. Облицовка осуществляется как горячим, так и холодным способом, в валиковых и гидравлических прессах.
Преимуществом в использовании полимерных пленок является возможность облицовки профильных изделий. Ограничением для их использования является низкая теплостойкость и невысокие физико-механические характеристики получаемого покрытия.

Облицовка натуральным шпоном
Облицовка натуральным шпоном относится к самым старым способам отделки поверхности древесно-плитных материалов. С появлением высокопроизводительного оборудования для облицовки шпоном появилась возможность промышленного производства изделий крупными партиями на автоматических линиях. Плитные материалы, облицованные шпоном, обязательно затем покрываются защитным лаковым покрытием, качество которого так же во многом определяет потребительские характеристики получаемого покрытия. Для изготовления шпона используют следующие породы деревьев: клен, березу, ольху, ясень, грушу, дуб, вишню, бук, лиственницу, орех, вяз, экзотические породы (анингре, махагони, боссе и др.). По способу получения шпон делится на строганый и лущеный. Толщина шпона колеблется в диапазоне 0,2-1,0 мм (строганый) и 0,6-2,4 (лущеный). Используется также и микрошпон (0,1-0,2 мм), который для прочности кашируют бумагой.