ДСП

Сырье

Сырьем для изготовления шлифованного ДСП является почти любая древесина, как хвойных, так и лиственных пород. Наличие гидрофобизирующих, антисептических и других добавок обеспечивает прочность и долговечность материала.

Первый этап производства шлифованного ДСП это - переработка сырья. В качестве сырья применяется не только круглая древесина но и такие материалы как как щепа, опилки и вторичная древесина. Восновном в производство шлифованного ДСП идут все виды сырья одновременно или виды сырья компануются в зависимости от требований, предьявляемых к определенному сорту ДСП. Во втором этапе полученную стружку сортируют, очищают и сушат. Затем из смолы и стружки формируется так называемый "ковер", из которого после прессования получается плита. Далее обрабатываются края плиты, и плиты подвергаются различным формам обработки - шлифованию, нанесению покрытий (каширование, ламинирование).

Свойства

Древесностружечные плиты (ДСП) являются наиболее традиционным и универсальным материалом, который используется при производстве различных видов мебели. Основным достоинством шлифованного ДСП является его низкая стоимость и простота обработки.

Благодаря применению новых смол и современных технологий плиты ДСП отличаются высокими физико-механическими показателями. Одним из преимуществ ДСП по сравнению с другими пиломатериалами являются их одинаковый физико-механические характеристики в различных направлениях по пластине, сравнительно небольшие линейные изменения в условиях переменной влажности.

ДСП отличает качество поверхности, экологичность, высокая прочность и легкость обработки кромок. Благодаря этим преимуществам древесностружечные плиты (ДСП) нашли широкое применение в строительстве. Это в основном внутренняя отделка помещений, изготовление дверей, подоконников, выставочных конструкций, стеллажей, использование как основа под потолки и настил под полы.

Технология производства дсп (древесно-стружечных плит)

Древесностружечные плиты (ДСП) находят широкое применение в производстве корпусной мебели и строительстве. Выпуск их ежегодно увеличивается. Они с успехом заменяют в изделиях применявшиеся ранее столярные плиты и массивную древесину. Для корпусной мебели используют плиты толщиной преимущественно 19 и 16 мм. В перспективе намечается использовать и более тонкие (13; 10 мм) плиты.

Для производства ДСП используют древесные отходы и неделовую древесину, что делает производство ДСП высокорентабельным. На производство 1 м3 ДСП расходуется 1,5-1,7 м3 отходов, а заменяет 1 м3 плит 2,5 м3 пиломатериалов или 3,6 м3 деловой древесины. Стоимость древесностружечных плит ниже стоимости столярных на 40-45 %.

ДСП в зависимости от способа производства выпускают двух типов — плоского и экструзионного прессования. В плитах плоского прессования древесные частицы расположены в плоскости параллельной пласти плиты. Усилие прессования при их изготовлении прикладывалось перпендикулярно пласти. В плитах экструзионного прессования частицы располагаются преимущественно перпендикулярно пласти, а усилие прессования прикладывалось к кромке плиты. Плиты экструзионного прессования менее прочные, чем плиты плоского прессования. Они еще изготавливаются на оставшихся в производстве установках, но выпуск их уменьшается и вскоре прекратится.

Плиты плоского прессования по ГОСТ 10632-77 делятся на однослойные, трехслойные, многослойные. Плиты однослойные прессуют из стружек одной фракции. Плиты трехслойные прессуют из стружек двух фракций, насыпанных тремя слоями: наружные слои содержат более мелкие и качественные стружки, внутренний слой более крупные. В многослойных плитах размер фракции по толщине плиты постепенно уменьшается от середины к наружным слоям плиты.

ДСП производят толщиной от 10 до 25 мм, размером до 5500×2440 мм. В зависимости от плотности плиты (от 550 до 850 кг/м3) и других ее показателей различают марки плит П-1; П-2; П-3. После цифры ставится буква, соответствующая елейности плиты: О — однослойная, Т — трехслойная; М — многослойная (например, П-2Т — плиты марки П-2, трехслойные). ДСП производят шлифованные и нешлифованные. Создаются и осваиваются новые виды плит: с наружными слоями из волокна, биостойкие, из крупноразмерной ориентированной стружки и др.

Основные операции технологического процесса производства ДСП плоского прессования следующие: раскрой сырья; измельчение древесины; сортировка стружек; повторное измельчение; сушка стружек; смешивание со связующим; формирование ковра; подпрессовка; прессование и склеивание; обрезка; шлифование. Если вместо круглого сырья поступает технологическая щепа, процесс производства ДСП начинается с третьей операции.

Раскрой сырья. Эту операцию выполняют на круглопильных станках. Назначение раскроя — получить короткие отрезки, соответствующие размеру загрузочных приемников стружечных, станков. Наиболее современный и производительный станок для раскроя ДЦ-10. Станок имеет 6 пил, подающий конвейер из 14 тяговых цепей с упорами для подачи сырья. Работой станка оператор управляет с пульта. Если получаемые круглые отрезки (чураки) имеют диаметр больше допустимого, для последующего оборудования их раскалывают вдоль волокон на, дровокольных станках КЦ-7А; КГ-8А. Наибольший диаметр раскалываемых отрезков соответственно 600; 1000 мм. Дровокольный станок имеет раскалывающий клин (КЦ-7А) или несколько клиньев (КГ-8А), на которые системой подачи надвигается чурак и раскалывается на 2, 4, 6 частей за один цикл.

Измельчение древесины. При измельчении древесины стараются получить стружку определенных размеров и качества.

Наиболее высокая прочность стружечных плит получается из плоских гладких стружек. По ГОСТ 10632-77 размеры древесных частиц должны быть, мм: толщинах ширинах длина для наружных слоев (0,2-0,35) Х(1-3) X (5-20); для внутренних слоев (0,4-0,5)х10×40. В скобках первое число для плит П-1, второе для П-2. Такие стружки нельзя получить на рубительных машинах, поэтому для измельчения кусковых отходов в производстве ДСП применяют стружечные станки. В этих станках материал подается так, чтобы волокна древесины были под небольшим углом или параллельно к режущей кромке ножа. При этом получается длинноволокнистая тонкая стружка.

Измельчают кусковые отходы на стружечных станках ДС-6. Ножевой вал станка имеет 12 пазов по окружности, в каждый из которых установлено (по длине паза) два ножа. Кругляк системой подачи подается на вращающий вал так, что оси вала и кругляка примерно параллельны. Производительность станка 2500 кг стружек/ч при ее толщине 0,2 мм и 5000 кг стружек/ч при толщине 0,4 мм. Ширина получаемых на станке стружек много больше требуемой. Для получения требуемой ширины стружку дополнительно измельчают в дробилках ДМ-7. На вращающемся роторе установлены молотки, которые дробят стружку по ширине. Снизу ротор охвачен сменными ситами, через которые проходит измельченная стружка.

Производительность дробилки 4-5 т стружек/ч. При необходимости дальнейшего измельчения стружек по толщине применяют центробежные дробилки (мельницы), например ДМ-8, в которых вращаются навстречу друг другу, установленные соосно ротор и охватывающий его зубчато-ситовый барабан. На цилиндрической поверхности барабана установлены с определенным шагом зубчатые вкладыши, а в промежутках между ними сменные сита. Дробление происходит между лопастью ротора и зубцами барабана. При достижении определенного размера частицы проходят через отверстия сита. Производительность дробилки 3-12 т/ч, в зависимости от влажности стружек и размеров ячеек сит.

Для переработки в стружку технологической щепы применяют стружечные центробежные станки ДС-5 и ДС-7. В них так же вращаются навстречу друг другу ротор и ножевой барабан. Деление стружек происходит между лопастями ротора и ножами барабана. Стружка выбрасывается через щели над ножами. Производительность ДС-5 1250; ДС-7 5000 кг стружек/ч.

Сушка стружек. Конечная влажность стружек должна быть 4-6 %, для внутренних слоев 2-4 %. Для сушки могут быть использованы сушилки разных типов: роторные, барабанные, ленточные, пневматические. Сушильным агентом служат горячий воздух или топочные газы. В роторных сушилках стружки, находящиеся в барабане, перемешиваются лопатками медленно (4-20 мин-1) вращающегося ротора и постепенно перемещаются к выходному отверстию. Роторные сушилки имеют небольшую производительность — до 300 кг стружек/ч.

Барабанные сушилки представляют собой цилиндр диаметром 1-2 м и длиной 5-18 м, который медленно вращается (10-15 мин-1). В барабане стружки, пересыпаясь, сушатся горячим воздухом (газом). По образующей цилиндра (внутри) установлены лопатки для перемешивания стружек. Производительность модернизированной газовой барабанной сушилки «Прогресс» длиной Юме углом наклона барабана 2° в сторону загрузочного окна 1,2-4,5 т стружек/ч (в зависимости от размеров стружек). В ленточных сушилках стружки перемещаются лентами, а перемешиваются при пересыпании с верхней ленты на нижнюю. Газовая ленточная сушилка ЦНИИФ-14 с семью этажами лент имеет производительность 3000 кг стружек/ч. Пневматическая (аэрофонтанная) сушилка состоит из вертикального цилиндра высотой 3-5 м. В низу цилиндра над сетчатым дном вращается мотовило, перемешивающее стружки. Последние подаются по центральной трубе; крупные стружки падают на сетку и сушатся, мелкие витают в воздухе. Сушильный агент (топочный газ) подается через сетчатое дно. По мере высыхания стружки поднимаются и уносятся в выходное отверстие. Крупные стружки через отверстие выносятся из сушилки и поступают на дополнительное измельчение. После подсушки до влажности 12 % они уносятся во второй цилиндр, где досушиваются до влажности 4-6 %. Производительность двухсекционной сушилки 800-1500 кг стружек/ч.

Сортировка. После сушки стружка сортируется по размерам частиц — по фракциям. Применяются сортировки механические и пневматические. Механические сортировки — это система качающихся или вибрирующих сит (ДРС-1; ДРС-2). В пневматических сортировках деление по фракциям выполняется в воздушном потоке: мелкие уносятся воздухом в сборник, крупные падают на лоток. Регулируя скорость потока, получают различные фракции.

Смешивание со связующим. Со связующим стружки смешиваются в смесителях периодического или непрерывного действия. В качестве связующего применяются карбамидоформальдегидные клеи, которые вводятся в стружки для плит плоского прессования в количестве 7-12 % (по сухой части клея).

Смеситель ДСМ-2 представляет собой горизонтально расположенный цилиндр, внутри которого вращаются лопатки (80 мин-1), поддерживая стружки во взвешенном состоянии. В цилиндре 36 форсунок, распыляющих клей. Вход стружек находится в одном конце цилиндра, выход — в другом. Для поддержания необходимого соотношения клея и стружек подаются стружки весовыми дозаторами непрерывного действия (ДВ-2), клей дозируется подающим насосом.

В высокооборотном смесителе ДСМ-5 внутри горизонтального цилиндра вращается полый вал (980 мин-1) с распылителями в первой половине и лопастями во второй, выходной половине цилиндра. Через полый вал и 24 трубки распылителя подается клей непосредственно в слой стружки. Стружка с клеем передвигается во вторую половину, лопастями масса перемешивается и клей равномерно распределяется по поверхности стружки. Время смешивания: 5-50 с (для ДМС-2, 10-12 мин). Производительность 1-8 т/ч.

Формирование стружечного ковра или пакетов. Стружечный ковер — это непрерывная лента из стружек со связующим определенной ширины и толщины. Стружечный пакет — это часть ковра определенной длины. Подпрессованный стружечный пакет называют стружечным брикетом.

Ковры или пакеты получают равномерным насыпанием стружки со связующим на движущуюся ленту конвейера или на движущиеся поддоны. Для равномерного насыпания применяют различного типа формирующие машины. Машина состоит из приемника стружек, пластинчатого и игольчатого конвейеров. Стружки игольчатым конвейером подаются на весы. Равномерность подачи стружек обеспечивается сбрасыванием излишней массы вращающимся навстречу движения стружкам дозирующим игольчатым валиком. После заполнения приемника весов заданным количеством стружек конвейер останавливается и порция стружек из весов подается на конвейер. Стружка с конвейера подается на поддон, медленно перемещающийся под формирующей машиной. Во время подачи стружек разравнивающие игольчатые ролики обеспечивают равномерную выдачу и насыпку ковра. Число формирующих машин может быть от 3 до 8; тип машины ДФ-2, ДФ-2М, ДФ-6.

Для многослойных плит формирующие машины специального действия (механические или пневматические) укладывают ковер таким образом, что наиболее легкие частицы ложатся ближе к поверхности, наиболее тяжелые дальше от поверхности плиты.

Подпрессовка. Эту операцию выполняют для предварительного уплотнения насыпанного ковра (уменьшения его толщины что необходимо для загрузки в многопролетный пресс), уменьшения осыпания его кромок, предотвращения просыпания мелких частиц вдоль ковра. Подпрессовывают ковер на однопролетном гидравлическом холодном прессе (ПР-5) при давлении 1-1,8 МПа в течение 10-30 с. Подпрессованная плита после выхода из пресса направляется на склеивание.

Прессование и склеивание плиты. Древесные частицы склеиваются в мпогопролетных прессах периодического действия или в гусеничных прессах непрерывного действия. Наибольшее распространение в нашей стране получило склеивание в многопролетных горячих прессах. Передовые предприятия модернизируют горячие прессы ПР-6А, число этажей у которых повышают до 15-17.

Загрузка и разгрузка плит выполняется автоматически действующими этажерками. Перед загрузкой поверхность плит смачивают водой (разбрызгиванием) из расчета 100-150 г/м2 плиты. При смыкании плит под действием высокой температуры (160-170 °С) вода превращается в пар, который устремляется внутрь плиты, ускоряя передачу тепла в ее середину. Такой прием называют «прессование с паровым ударом». Удельное давление в зависимости от плотности и марки плиты составляет 2-3,5 МПа. Для получения заданной толщины древесностружечных плит между плитами пресса устанавливают дистанционные планки, которые ограничивают сближение плит пресса.

На производстве ДСП участки формирования ковра, подпрессовки, и прессования плит объединены транспортными устройствами — роликовыми конвейерами в замкнутый кольцевой комплекс, образующий главный конвейер по производству ДСП (ДК-1, ДК-1М и др.). Главным конвейером определяется производительность цеха древесностружечных плит. Производительность главного конвейера определяется производительностью пресса.

Время склеивания зависит от толщины и объемной массы прессуемых плит, марки и содержания связующего, способа прессования, температуры плит. При прессовании трехслойных плит объемной массой 0,5-0,8 г/см3 с содержанием связующих в количестве 8-10 % во внутренних слоях и 12-14 % в наружных, с применением «парового удара» продолжительность прессования при температуре плит 150; 160; 170; 180°С составит соответственно 0,55; 0,47; 0,40; 0,33 мин на 1 мм толщины склеиваемой плиты.

Обрезка плит. Ее выполняют на круглопильных форматных станках ДЦ-3 с четырех сторон на требуемый размер.

Шлифование плит. Эту операцию производят для уменьшения шероховатости поверхности и снижения разнотолщинности (калибрование). Для шлифования применяют двусторонние широколенточные калибровально-шлифовальные станки ДКШ-1.

Готовые плиты контролируют, маркируют и отправляют на склад. На современных предприятиях все операции производства ДСП объединены на автоматизированных линиях, которые представляют собой автоматизированные цехи. В настоящее время действуют автоматизированные цехи по производству ДСП мощностью 50; 70; 100 тыс. м3 плит в год. Вводятся в эксплуатацию заводы мощностью 250 тыс. м3 плит в год.

Применение

Плиты могут быть облицованы шпоном, бумагой, полимерными пленками, пластиком. Применяются для изготовления мягкой мебели, строительных элементов, вагонов и в производстве тары.

Сферы применения ДСП:

обшивка стен и крыш;

изготовление стеновых панелей;

изготовление полов, оснований под ковровые и линолеумные покрытия, перегородок;

изготовление съемной опалубки;

изготовление мебели, стеллажей, полок, упаковки;

строительство ограждений и разборных конструкций;

использование для декорирования и отделки, благодаря оригинальной текстуре поверхности.

Экология

Тут не все так однозначно. Конечно, в ДСП содержатся формальдегидные смолы, предельная концентрация в атмосфере которых установлена в 0,035 миллиграмм на кубический метр. Однако и в массиве многих пород древесины содержатся природные формальдегиды, иногда в сотни раз больше, чем в ДСП.

Не стоит сбрасывать со счета и декоративно-защитное покрытие. Оно не только защищает ДСП от внешних воздействий: царапин и высокой температуры. Но и не дает выделяться в атмосферу вредным веществам.

Благодаря этому ДСП разрешено применять для производства даже детской мебели. Разумеется, только качественного производства с классом безопасности Е1.

Однако при повреждении повехности ДСП в воздух может выделяться формальдегид, преобладающими свойствами которого является раздражение глаз, носа и горла, а различные его концентрации могут вызвать слезоточение чихание, кашель.

Кроме того, при постоянном нахождении в помещении с превышенным содержанием формальдегида может привести к возникновению онкологических заболеваний.