Технология ДСП

История создания ДСП.

Считается, что прародителем ДСП был Эрнст Хаббард, предложивший идею создания нового, ранее неизвестного науке материала из опилок и казеинового клея. В далеком 1887 году Хаббард воплотил свои мечты в реальность и представил на суд общественности первый прототип ДСП. Разработки изобретателя пришлись по вкусу его коллегам, и уже в 1918 году была создана еще одна экспериментальная модель — плита, отделанная шпоном. В наши дни ДСП ламинированное доступно каждому. А вот во времена М. Бекмена, который впервые облачил древесно-стружечную плиту в шпон, такие изделия могли позволить себе разве что привилегированные особы.

Знаковый момент в истории ДСП произошел в 1926 году. В это время немецкий ученый Фройденберг вывел формулу «идеальной» древесно-стружечной плиты и рассчитал оптимальное соотношение между связующим веществом и древесными опилками. По его подсчетам в древесно-стружечном «полуфабрикате» должно было содержаться от 3 до 10% вязкого вещества. Позднее выводы ученого были несколько откорректированы, поэтому сегодня в состав древесно-стружечных плит входит от 6 до 8% формальдегидных смол. К слову сказать, при производстве ДСП смолистые соединения начали использоваться только в 1933 году, спустя 7 лет после фундаментальных подсчетов Фройденберга.

Наши соотечественники тоже поработали, правда, не на родине. В 1935 году во Франции эмигрант Алексей Самсонов изготовил первые плиты из ориентированных частиц (ОСП - OSB), укладывая крест-накрест длинные полоски шпона. С этого же года в штате Айова начал свою работу экспериментальный завод по производству плит на фенольном связующем Эрнста Лётчера.

Значительно позже была произведена влагостойкая ДСП, в состав которой вошли соединения парафинов.

Процесс производства.

Процесс производства ДСП сводится к обработке посредством горячего прессования деревообрабатывающих отходов, предварительно подготовленных. В составе рабочей массы, помимо стружечной смести, присутствует и термореактивная смола с клеящими свойствами.

Исходным сырьем для будущих плит бывают щепки и опилки, а также прочие отходы бумажного и деревообрабатывающего производства. Достаточно смешать их со специальной смолой и уложить в форму. Там в условиях горячего пресса и температурного воздействия, смола проявит свои клеящие свойства.

Завершающим этапом технологического процесса является охлаждение готовых древесно-стружечных плит и их отделение от форм. Далее, их отправляют на шлифовку.

Схема производственного процесса

Технические свойства ДСП

Плотность – 0,5—1,0 г/см³;

Набухание в воде – 5–30 %;

Прочность при растяжении – 0,2–0,5 МПа;

Предел прочности при изгибе – 10–25 МПа;

Влажность – 5–12 %;

Толщина – от 1 мм (с шагом 1,0 мм);

Длина – от 1800 мм (с шагом 10 мм);

Ширина – от 1200 мм (с шагом 10 мм).

Преимущества ДСП

Древесно-стружечная плита отличается демократичной стоимостью и хорошо подходит для выполнения самых разных задач в строительстве, отделке и оформлении помещений. К другим ее достоинствам относятся:

• простота и удобство обработки;
• быстрая сборка конструкций (с помощью шуруповерта);
• универсальность применения;
• хороший запас прочности;
• эстетичный внешний вид;
• большой выбор цветовых решений;
• плотная однородная структура;
• легкий вес, который упрощает транспортировку;
• долговечность при соблюдении условий хранения и эксплуатации.

Недостатки ДСП

Главным недостатком многие считают наличие в ДСП смол, которые негативно влияют на здоровье человека. Однако в современном производстве их используется сравнительно мало, а содержание строго контролируется производителем. Убедитесь, что у производителя есть сертификат, который подтверждает качество материала, и будьте спокойны насчет его безопасности. Второй нюанс, с которым вы столкнетесь – невозможность получения изогнутых и фигурных деталей. Это объясняется сложностью раскроя ДСП.

Технология производства ДСП (древесностружечных плит)

Сырье для древесностружечных плит — различного вида отходы лесопиления, лесозаготовок, деревообработки (горбыли, рейки, откомлевки, сучья, срезки, стружка, опилки), а также низкокачественные круглые лесоматериалы. Становится понятным значимость этого производства: из отходов и низкокачественной древесины получается материал, из которого изготовляют высококачественные, долговечные изделия.

Все кусковые отходы измельчаются в щепу на рубительных машинах. Из щепы, а также из стружки, отходов и опилок на специальных роторных станках приготовляется стружка. Из круглых лесоматериалов стружка изготовляется или непосредственно из бревна на станках с ножевым валом, или по схеме щепа — стружка, когда сначала изготовляется щепа, а затем из щепы стружка. Перед подачей бревен на струженный станок их разрезают на мерные заготовки (обычно длиной 1 м).

Стружка должна иметь определенные, наперед заданные размеры (толщина 0,2—0,5 мм, ширина 1 — 10 мм, длина 5—40 мм). В наружные слои плиты направляется стружка наименьших размеров. Кроме соблюдения размеров необходимо также следить, чтобы стружка была плоской, равномерной толщины, с ровной поверхностью. Стружка для наружных слоев после стружечных станков проходит дополнительное измельчение на дробилках (здесь уменьшается ширина) или в мельницах, где изменяется толщина. Последняя операция имеет особое значение для плит, которые отделываются методом ламинирования, так как в этом случае предъявляются высокие требования к качеству их поверхности.

Изготовленная сырая стружка хранится в бункерах, куда подается системой пневмотранспорта или механическими транспортерами. Из бункеров сырая стружка подается в сушилки. Сушить стружку необходимо до влажности 4—6%, а для внутреннего слоя — до 2—4%. Поэтому стружку разных слоев сушат в отдельных сушилках. В производстве древесностружечных плит используются, как правило, конвективные сушилки, в большинстве случаев барабанного типа. В топке сушилки сжигается газ или мазут, температура в ней 900— 1000° С. На входе в барабан Температура сушильного агента достигает 450—550° С, на выходе она от 90 до 120° С. Барабан имеет диаметр 2,2 м и длину 10 м, устанавливается он с наклоном в 2—3° в сторону входа сырой стружки.

После сушки стружка сортируется или на механических (ситовых) агрегатах, или пневматически. На этих машинах происходит разделение стружки на фракции для наружных и внутренних слоев. На этом заканчивается изготовление стружки. Автор должен заметить, что эта часть технологического процесса во многом предопределяет успешное выполнение последующих операций, производительность процесса и особенно качество плит. Поэтому приготовлению стружки (работе оборудования на этом участке, квалификации операторов) уделяется большое внимание.

Стружка смешивается со связующим в специальных агрегатах, Называемых смесителями. Операция эта сложная, поскольку технология производства требует покрытия связующим каждой стружки. Неосмоленные стружки не склеиваются, а излишняя смола на стружке приводит к перерасходу связующего и плохому качеству плит. Связующее в смеситель подается в виде растворов. Их концентрация в потоке наружного слоя 53— 55%, внутреннего слоя несколько больше (60—61%). В настоящее время наиболее распространены смесители, в которых распыленное связующее (размеры частиц 30—100 мкм) факелом направляется на поток взвешенных в воздухе стружек. Эти два потока перемешиваются, связующее осаждается на поверхности стружек. Смесители, как правило, нуждаются в тонком регулировании, при котором соблюдаются строгие количественные соотношения между стружкой, смолой и отвердителем. После осмоления стружка ленточными или скребковыми транспортерами направляется в формирующие машины.

Формирующие машины принимают осмоленную стружку и высыпают ее ровным слоем (ковром) на проходящие под ними поддоны или ленточные транспортеры. Стружечный ковер — это непрерывная лента определенной ширины и толщины. Он разделяется на пакеты, из которых и образуются в последующем при горячем прессовании плиты. Естественно, что равномерность насыпки ковра прямым образом влияет на качество плит (равноплотность, равнотолщинность). Кроме того, формирующие машины должны насыпать во внешние слои мелкие стружки.

Конвейер перемещает пакеты, которые после прохождения пресса для подпрессовки становятся плотными, обладающими транспортной прочностью брикетами. В настоящее время в промышленности древесностружечных плит известно два принципиально различных типа главных конвейеров. Они различаются тем, что в одном случае пакеты (а затем брикеты) перемещаются на металлических поддонах, в другом типе главного конвейера — на ленточных транспортерах, когда прессование бесподдонное. Каждая схема главного конвейера имеет преимущества и недостатки. Поддонный способ более простой и надежный, но плиты получаются с большей разнотолщинностью, расход тепловой энергии больше. Бесподдонный способ обеспечивает некоторую экономию энергии, повышенное качество плит. Конструкции главных конвейеров достаточно подробно описаны в специальной литературе, и при необходимости читатель может с -ее помощью более детально изучить эту основную технологическую линию заводов древесностружечных плит.

Автор уже упоминал, что в состав главного конвейера входит пресс для подпрессовки. Подпрессовка необходима для уменьшения толщины пакета и повышения его транспортабельности. Толщина пакета уменьшается в 2,5—4 раза (больше при бесподдонном прессовании). Давление при этом составляет 1—1,5 МПа при прессовании на поддонах и 3—4 МПа при бесподдонном прессовании. Подпрессовка производится обычно в одноэтажных прессах, иногда это бывает подвижный пресс, чаще — стационарный.

После подпрессовки брикеты на поддонах поступают в многоэтажный гидравлический пресс для горячего прессования. При бесподдонном прессовании брикеты выкладываются лентой непосредственно на горячие плиты пресса; При прессовании на брикет воздействуют тепло и давление. Читателю, очевидно, понятно, что продолжительность горячего прессования предопределяет продолжительность цикла работы пресса и тем самым производительность всего завода. Поэтому уделяется большое внимание уменьшению цикла прессования. Стоимость пресса для горячего прессования, как и в производстве древесноволокнистых плит, составляет 20— 25% стоимости всего оборудования завода, и поэтому проблема его лучшего использования — постоянная забота работников заводов, а профессия оператора пресса — самая почитаемая.

Прессование производится при 180°С и удельном давлении 2,5—3,5 МПа. Продолжительность прессования 0,3—0,35 мин на 1 мм толщины плиты. Современные прессы имеют размеры горячих плит, достигающие 6x3 м, до 22 рабочих промежутков (одновременно прессуются 22 древесностружечные плиты). Высота пресса достигает 8 м.

Сокращение цикла прессования (увеличение производительности пресса) достигается за счет повышения температуры прессования, применения смол с меньшей продолжительностью отверждения, увеличения количества рабочих промежутков. Эти мероприятия реализованы на большинстве заводов, что позволило поднять производительность прессов с 35 до 80—85 тыс. м³ плит в год.

Автор считает необходимым информировать читателя о том, что имеются и одноэтажные прессы. У них длина горячих плит достигает 20 м, а общая длина главного конвейера —60—70 м. При его обслуживании оператор для перемещения вынужден использовать велосипед.