Древесноволокнистая плита (ДВП) - листовой материал, получающийся в результате прессования смеси из древесных волокон и специальных добавок под высокими температурами. Промышленное производство было запущено в 1922 году в США. В настоящее время производство изделий из ДВП широко распространено во многих странах мира. Но, несмотря на это, не каждый сможет ответить на вопрос: «ДВП − что это такое?» Давайте разберемся, что представляет собой этот материал и где его применяют.
Сырье для производства древесноволокнистых плит
Для изготовления ДВП используются отходы деревообработки и лесопиления, щепа, костра растений и пр. Древесное сырье перерабатывается на волокно в дефибраторах путем пропарки и размола.
В качестве связующего вещества в прессуемую массу добавляются синтетические смолы. Их количество зависит от соотношения волокон хвойных и лиственных пород и варьируется, как правило, в диапазоне 4—7%. В случае производства мягких плит связующее может не вводится, поскольку в древесных волокнах содержится лигнин, обладающий склеивающими свойствами при высоких температурах.
Для увеличения влагостойкости в массу вводятся церезин, парафин или канифоль. Кроме этого, при изготовлении плит используются другие специальные добавки, в частности антисептики.
Способы производства плит ДВП
Как правило, древесноволокнистые плиты производятся мокрым и сухим способами.
В процессе изготовления ДВП мокрым способом ковер плиты, состоящей из древесноволокнистой массы, формируется в воде и прессуется под нагревом. После этого полученный лист разрезается на полотна. Значение влажности такого материала находится в пределах от 60 до 70%.
При сухом способе формирование ковра происходит в воздухе при более высоких температурах и низких значениях давления по сравнению с мокрым. Результатом такого производства является получение плит низкого давления, характеризующихся более рыхлой и пористой структурой и относительно невысокой влажностью (от 6 до 8%).
Существуют также промежуточные способы изготовления - мокросухой и полусухой. В первом случае ковер плиты формируется в воде, после чего подвергается сушке и только после этого прессуется. Во втором изготовление ДВП-плит производится по схеме сухого способа, но при этом изменяется влажность материала (от 16 до 18%).
Типы древсноволокнистых плит
Древесноволокнистые плиты в зависимости от свойств и назначения подразделяются на несколько типов. Давайте рассмотрим их характеристики и области применения.
Мягкие плиты ДВП - что это такое?
Материал характеризуется слабой прочностью, высокими показателями пористости и малой теплопроводностью. Толщина плиты может составлять от 8 до 25 мм. Значения плотности материала находятся в пределах от 150 до 350 кг на куб. метр. В зависимости от плотности различают следующие марки мягких ДВП-плит: М-1, М-2, М-3.
Из-за небольшой прочности мягкие плиты не используются в виде основного материала. Наиболее часто они применяются в строительстве как звуко- и теплоизоляционный материал в конструкциях стен, полов, крыш и пр.
Полутвердые ДВП-плиты
У этого типа плит показатели прочности и плотности значительно выше по сравнению с мягкими. Средняя плотность полутвердых листов из ДВП равна не менее 850 кг на куб. метр. Толщина ДВП-листа составляет 6−12 мм. Материал широко используется при производстве таких мебельных конструкций, как выдвижные ящики, задние стенки, полочки и пр.
Твердые варианты ДВП
Показатели плотности твердых плит находятся в диапазоне от 800 до 1000 кг на куб. метр (высокие показатели для ДВП). Размеры толщины ковра составляют в среднем от 2,5 до 6 мм. Из этих листов ДВП производят задние стенки мебели, щитовые двери и ряд других изделий.
Твердые листы ДВП в зависимости от показателей плотности, прочности и типа лицевой стороны делятся на следующие марки:
- Т - плита, лицевая поверхность которой не облагорожена;
- Т-С - имеет лицевой слой, выполненный из тонкодисперсной древесной массы;
- Т-В - имеет необлагороженную лицевую поверхность и характеризуется повышенной водостойкостью;
- Т-СВ − лицевой слой материала выполнен из тонкодисперсной массы, материалу присуща повышенная водостойкость;
- Т-П - лицевой слой плиты подкрашен;
- Т-СП - имеет подкрашенный лицевой слой из тонкодисперсной массы;
- НТ − материал, отличающийся пониженной плотностью.
Сверхтвердые плиты
Этот материал характеризуется высоким качеством исполнения, легкостью обработки и простотой монтажа. Имеет повышенную плотность, значения которой составляют не менее 950 кг на куб. метр. Высокую твердость материал приобретает за счет пропитки пектолом листа ДВП. Что это такое? Пектол является побочным продуктом от переработки талового масла. Сверхтвердые плиты применяются в строительных целях для изготовления дверей, арок, перегородок, для производства различных видов тары из ДВП. На пол используются для изготовления напольных покрытий.
Облагороженные древесноволокнистые плиты (ДВПО)
Отличительными достоинствами облагороженных древесноволокнистых плит являются красивый внешний вид, высокая стойкость к истиранию и влаге. При производстве данного типа плит применяется технология, предусматривающая нанесение на лицевую сторону многослойного покрытия. После тщательной обработки на поверхность наносится создающий фоновую часть грунтовочный слой. Затем печатается рисунок, который имитирует древесную структуру.
Облагороженные плиты используются для изготовления дверей, в качестве материала для отделки потолков и стен и пр. Также из них делают различные внутренние детали мебели (нижние и задние стенки шкафов, ящиков и др.).
Ламинированные древесноволокнистые плиты (ЛДВП)
На сегодняшний день производятся также ДВП ламинированное. Это материал, представляющий собой листы, на которые нанесен специальный состав из синтетических смол. Благодаря такому покрытию ДВП ламинированное отличается повышенной прочностью и влагостойкостью. Это обуславливает широкие возможности его применения в различных целях.
ДВП: размеры листа
Несмотря на небольшую толщину, листы ДВП имеют довольно внушительные размеры. Так, значение длины ковра может составлять от 1,22 до 3 м, а ширины - от 1,22 до 1,7 м. Также выпускается ДВП, размеры листа которого равны 6,1×2,14 м. Это максимальная площадь выпускаемых ДВП. Размеры листа позволяют применять такой материал в промышленных целях.
Заключение
Теперь мы знаем ответ на вопрос: «ДВП − что это такое?» Проинформированность является важным моментом при выборе определенных строительных материалов. Ведь от правильности выбора будут зависеть качество и финансовая стоимость выполненных строительных или облицовочных работ.
Читатель знает, что в настоящее время изготовляются плиты из измельченной древесины разных типов, наибольшее значение из которых имеют древесностружечные и древесноволокнистые плиты. Древесноволокнистые плиты выпускают нескольких видов: твердые и сверхтвердые мокрым способом, твердые сухим способом, мягкие. У них есть общие операции, но имеются и принципиальные различия в технологии, которые автор будет отмечать.
Как правило, сырьем для древесноволокнистых плит служит щепа, которую можно изготовлять непосредственно в цехе или привозить со стороны. До подачи в производство щепу промывают для удаления минеральных «примесей (песка, камней, глины), а также производят магнитную сепарацию для извлечения из нее металла. Щепу хранят в бункерах, откуда она поступает в машины для размола на волокно. Известны и применяются машины для первой, грубой) ступени размола, так называемые дефибраторы, и для второй ступени, где производится более тонкий помол, рафинаторы.
Волокнистая масса при необходимости более тонкого измельчения непосредственно из дефибратора или из бассейна поступает в рафинатор, у которого в отличие от дефибратора нет камеры прогрева. Размольная его часть примерно такая же, как у дефибратора. Часто при размоле в волокно вводят добавки: парафин для увеличения водостойкости плит, синтетические смолы для получения нужной их прочности. Введение смолы практикуется при производстве древесноволокнистых плит сухим способом. Здесь нужно обратить внимание на то, что далее процессы производства плит сухим и мокрым способом расходятся.
При мокром способе волокнистая масса низкой концентрации поступает в бассейн, где создается запас массы и происходит ее проклеивание водоотталкивающими веществами. Из бассейна масса подается на отлив ковра. Это важнейшая операция. Главная функция операции отлива - формирование ковра равномерной плотности. Для ее выполнения необходимо подавать на отлив волокнистую массу равномерной концентрации (это делается с помощью специальных регуляторов). Количество подаваемой массы в единицу времени должно быть постоянным. Для этого имеются специальные напорные баки. В современном производстве древесноволокнистых плит на большинстве предприятий применяются отливные машины непрерывного действия (рис. 32).
Рис. 32. Схема отливной машины:
I - напускной ящик; II - регистровая часть; III -отсасывающая часть; IV - прессовая часть; V - обрезка ковра; 1 - сетки; 2 - пила; 3 - направляющие ролики; 4 - приводные барабаны; 5 - древесноволокнистый ковер
Окончательное формирование плиты происходит при прессовании. Пресс - сложная, громоздкая и дорогостоящая машина. В производстве древесноволокнистых плит используются, как правило, многоэтажные прессы периодического действия. Обогреваются плиты горячей водой (температурой до 230°С), приготовляемой в аккумуляторе. Высота его до 10 м и диаметр до 2,5 м. Современные прессы с усилием 70000-75000 кН имеют до 10 плунжеров диаметром по 700-800 мм каждый. В прессах имеется 20-30 рабочих промежутков, в которые заталкиваются поддоны с мокрыми коврами (рис. 33). Прессование происходит при давлении 3-5 МПа и температуре 210-230° С. Продолжительность цикла прессования 8-11 мин (в зависимости от толщины плиты, влажности ковра, наличия в ковре смолы и т. п.).
Ввиду того, что производительность пресса определяет производительность завода, а стоимость его доходит до 20% стоимости всего оборудования, были проведены разработки с целью резкого сокращения продолжительности прессования и тем самым увеличения производительности пресса. Так появился сухой способ производства древесноволокнистых плит. Он во многом отличен от мокрого способа. При сухом способе волокно после размола не разбавляется водой, а наоборот, высушивается и настилается в сухом виде тоже на сетку. Отсасывается не вода, а воздух, благодаря чему ковер уплотняется. Затем он подпрессовывается, обрезается, раскраивается на отдельные форматы, которые поступают в пресс. Для повышения качества плит в волокно вводится смола (как правило, фенольная), а также водостойкие и другие добавки. Здесь это выгодно делать, потому что смола и добавки водой не вымываются, и это относится к достоинствам сухого способа. Благодаря тому, что волокно сухое, продолжительность прессования уменьшается в 2-3 раза, соответственно увеличивается и производительность завода в целом. Максимальная производительность заводов, работающих по мокрому способу, достигает 15 млн. м 2 плит в год, а по сухому способу - 25 и даже 30 млн. м 2 в год. При сухом способе можно делать плиты толщиной даже 12- 15 мм, а также изменять плотность плит. При мокром способе плотность твердых плит равна 1000-1100 кг/м 3 , при сухом 900-1100 кг/м 3 и меньше указанной величины, а при необходимости и больше.
Рис. 33. Общий вид гидравлического пресса с околопрессовой механизацией:
1 - пресс; 2 - загрузчик; 3 - разгрузчик; 4 - конвейер возврата транспортных листов с сетками; S - конвейер для готовых плит; 6 - пила для резки ковра
Читателю будет, очевидно, интересно узнать, что сухим способом можно делать древесноволокнистые плиты толщиной до 20-30 мм средней плотности (700-800 кг/м 3). Это крупное достижение технологии деревообработки: такие плиты, изготовленные из волокна, имеют очень хорошую поверхность, высокую прочность, легко обрабатываются и поэтому из них можно изготавливать высококачественную мебель.
Сухой способ имеет два крупных недостатка, ограничивающие его распространение, - повышенную запыленность окружающей среды и высокую пожарную опасность. Для улавливания пыли, образующейся при производстве плит, приходится строить дорогостоящие установки, которые сложней и дороже сооружений для очистки сточных вод в производстве плит мокрым способом. Для предотвращения возгорания волокна необходимы специальные сложные автоматически действующие устройства.
Итак, после прессования (обоими способами - мокрым и сухим) получаются твердые плиты, которые обрезают с четырех сторон. При этом легко узнать, каким способом изготовлена плита. При сухом способе обе стороны плиты гладкие, при мокром способе на одной стороне плиты остается отпечаток сетки. Это и понятно, поскольку при прессовании сухого ковра нет нужды в сетке, через которую отжимается вода при прессовании мокрого ковра.
После обрезки твердые древесноволокнистые плиты проходят операцию закалки. Назначение ее в завершении начатых в прессе процессов термохимических превращений компонентов древесного волокна. Закалка повышает прочность плит и уменьшает водопоглощение. Температура закалки 160-170° С. Скорость воздуха, омывающего плиты, 4-5 м/с, продолжительность закалки - до 4 ч. Проводят закалку в специальных камерах.
Из камеры закалки плиты выходят практически с нулевой влажностью. Они активно впитывают влагу из воздуха. При укладке в пакет края плит поглощают намного больше влаги, чем середина, что приводит к их короблению. Поэтому проводится специальная операция увлажнения плит в камерах непрерывного действия или барабанного типа. Плиты в камерах находятся 6- 7 ч при 65°С и влажности воздуха 95%.
В заключение - несколько цифр. В СССР действуют, заводы по производству древесноволокнистых плит мокрым способом в основном мощностью 10 и 15 млн. м 2 плит в год, или 30 и 50 тыс. т в год. На 1 т плит (примерно 300-350 м 2) расходуется до 3 м 3 древесины и до 20 т воды. На одном заводе работает до 500 человек разных профессий. Сложность оборудования диктует необходимость в рабочих высокой квалификации. Выделяются рабочие, обслуживающие рубительные машины, размольное оборудование, отливную машину, пресс, камеры закалки, а также рабочие по техническому надзору за оборудованием и его ремонту.
Введение.
Древесноволокнистыми плитами называются листовые материалы, сформированные из древесных волокон. Изготовляют их из древесных отходов или низкокачественной круглой древесины. В отдельных случаях в зависимости от условий снабжения предприятия сырьем применяют одновременно как древесные отходы, так и низкосортную древесину в круглом виде.
Древесноволокнистые плиты применяют в различных областях народного хозяйства: в строительстве (наружные и внутренние элементы, сельскохозяйственные постройки); для изготовления встроенной мебели (кухонные шкафы); в мебельном производстве; автомобиле - и судостроении; производстве контейнеров, ящиков и др. В нашей стране ежегодно увеличиваются объемы производства древесноволокнистых плит. Это высококачественный, дешевый отделочный и конструкционный материал, выгодно отличающийся от натуральной древесины и клееной фанеры. Древесноволокнистые плиты изотропны, не подвержены растрескиванию, обладают большой гибкостью при высоком модуле упругости.Мягкие древесноволокнистые плиты находят наибольшее применение в стандартном деревянном домостроении для утепления щитов и панелей ограждающих конструкций (стен, потолков). Плиты долговечны: прослужив более 20 лет, они находятся в хорошем состоянии.
Комплексное использование древесины имеет своей целью повышение экономической эффективности лесной и деревообрабатывающей промышленности путем сокращения лесозаготовок и одновременно полного использования древесных отходов и низкосортной древесины в качестве технологического сырья.
1. Область эксплуатации и основные свойства ДВП.
Древесноволокнистые плиты (ДВП) находят широкое применение в мебельной промышленности, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности, являясь заменителем фанеры.
В промышленном и гражданском многоэтажном строительстве мягкие плиты применяют для утепления чердачных перекрытий, звукоизоляции внутрикомнатных перегородок и междуэтажных перекрытий, для теплоизоляции вентиляционных каналов и коробов, для звукоизоляции помещений специального назначения — клубов, кинозалов, радио- и телевизионных студий, Машинописных бюро, ротаторных, телетайпных комнат, типографий и других производственных помещений с большими шумовыделениями. Твердые плиты находят самое разнообразное применение в строительстве. Это лучший материал для опалубки при сооружении немассовых железобетонных конструкций.
Наиболее широко твердые древесноволокнистые плиты применяют в производстве дверей щитовой конструкции и в деревянном домостроении для облицовки щитов или панелей. Кроме того, из твердых плит делают заполнение (соты) дверных полотен. Значительное количество твердых древесноволокнистых плит идет на изготовление встроенной мебели в жилых и общественных зданиях. В производстве корпусной мебели на изготовление задних поликов и выдвижных ящиков используют плиты с двусторонней гладкостью. В радиотехнической промышленности из твердых древесноволокнистых плит изготовляют задние стенки и крышки радиоприемников, радиол, репродукторов, телевизоров. В вагоностроении и автостроении твердые плиты применяют для внутренней облицовки вагонов, вагонов-ресторанов, трамваев, автобусов, а в последнее время и легковых автомобилей.
Сверхтвердые плиты применяют главным образом на устройство чистых полов в производственных зданиях и конторских помещениях. Поскольку сверхтвердые плиты обладают высокими диэлектрическими свойствами, их используют в электротехнической промышленности, а также при изготовлении электропанелей, щитков и других конструкций на специализированных строительных объектах. Использование плит в различных отраслях народного хозяйства неуклонно расширяется. Этому будет способствовать ввод в эксплуатацию строящихся и намеченных к строительству автоматизированных цехов отделки древесноволокнистых плит с высокой степенью имитации ценных пород древесины, мрамора, текстиля.
Необходимо более полно использовать лесосырьевые ресурсы, создавать комплексные предприятия по лесовыращиванию, заготовке и переработке древесины. Решению проблемы безотходного производства в лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности способствует производство плитных (листовых) материалов, так как их изготавливают из различных древесных отходов и неделовой древесины.
Применение плитных материалов в строительстве повышает индустриализацию производства и обусловливает сокращение трудозатрат. В мебельном производстве их применение обеспечивает экономию трудозатрат и позволяет сокращать потребление более дорогих и дефицитных материалов.
Расчетами установлено, что 1 млн. м2 древесноволокнистых плит заменяют в народном хозяйстве 16 тыс. м3 высококачественных пиломатериалов, для производства которых необходимо заготовить и вывезти 54 тыс. м3 древесины. Выпуск 1 млн. м2 древесноволокнистых плит обеспечивает экономию более 2 млн. руб. за счет уменьшения объемов лесозаготовок и вывозки, расходов на лесовозобновление; железнодорожный транспорт, также сокращения численности рабочих на лесоразработках.
Древесноволокнистые плиты широко используются в различных сферах деятельности благодаря разнообразию их свойств.
Регламентированы следующие физико-механические свойства древесноволокнистых плит: формат и толщина, прочность на изгиб, влажность, набухание, водопоглощение. Для мягких плит одним из основных показателей качества является теплопроводность. Кроме перечисленных, для потребителей важны дополнительные нерегламентированные сведения о плитах.
Это данные об акустических свойствах (звукопоглощающая и звукоизоляционная способность материала плит), твердости поверхностного лицевого слоя плиты и его истираемости, их биостойкости и огнестойкости. Определенный интерес имеют также сведения о гвоздимости, способности удерживать шурупы, склеивании и отделке.
Показатели теплопроводности имеют первостепенное значение для мягких плит, так как их основное назначение — теплоизоляция. Древесноволокнистые плиты — хороший теплоизоляционный материал.
Наиболее эффективной звукопоглощающей конструкцией является сочетание мягких плит с твердыми акустическими, при установке последних со стороны распространения звука. При использовании твердых древесноволокнистых плит в строительных конструкциях в качестве стенового материала и для покрытия чистых полов особое значение приобретают показатели твердости и истираемости плит. Древесноволокнистые плиты хорошо поддаются склеиванию. Мягкие плиты склеивают между собой, а также с твердыми плитами, древесиной, линолеумом, металлами (жестью, оцинкованным железом, алюминиевой фольгой), цементной штукатуркой. Склеивание обеспечивается использованием карбамидных смол или поливинилацетатных эмульсий. Учитывая высокую пористость мягких плит, в клеи и клеящие эмульсии необходимо вводить наполнитель — древесную или ржаную муку. Твердые плиты склеивают между собой, с мягкой древесиной, линолеумом и листовыми металлами. Твердые и мягкие плиты отлично поддаются окраске масляными, водоэмульсионными и различными синтетическими эмалями, оклейке бумажными, синтетическими обоями и линкрустом, а также бумажными пластиками и другими листовыми синтетическими пленками.
2. Технологии изготовления ДВП.
Древесноволокнистые плиты - листовой материал, который производят из древесины, размолотой до степени волокна. Из волокон формируется ковер мокрым или сухим способом. При мокром формировании взвешенные в воде волокна подаются на сетку, вода через сетку уходит вниз, на сетке остается волокнистый ковер. При сухом формировании на сетку подаются волокна, взвешенные в воздухе. Под сеткой создают вакуум, за счет чего волокна, осаждаясь на сетке, образуют сухой ковер.
После формирования ковра он прессуется в горячем прессе, причем прессование может быть мокрым или сухим. При мокром прессовании выделяющиеся из ковра остатки воды и пар требуют для выхода наличия под ковром сетки. После прессования одна пласть плиты гладкая, другая с отпечатками сетки. При сухом прессовании влаги в ковре мало и образуется небольшое количество пара, который успевает выходить через кромки плиты. При этом способе сетка не требуется, обе пласти плиты получаются гладкими.
Таким образом, в зависимости от применяемой технологии могут быть способы производства ДВП: мокрый, сухой, полусухой, мокро-сухой. Мокрый способ - мокрое формирование и мокрое прессование. Сухой - сухое формирование, сухое прессование. Полусухой - сухое формирование, увлажнение, мокрое прессование. Мокро-сухой - мокрое формирование, сушка, сухое прессование.
Полусухой и мокро-сухой способы распространены мало. Наиболее распространенный способ производства ДВП мокрый. Изготавливаются плиты мокрым способом следующих марок: мягкие М-4 (плотность до 150 кг/м3); М-12, М-20 (до 350 кг/м3); полутвердые ПТ-100 (400-800 кг/м3); твердые Т-350, Т-400 (>850 кг/м3); сверхтвердые СТ-500 (>950 кг/м3). По ТУ 13-444-79 изготавливаются плиты сухим способом следующих марок: полутвердые ПТс-220 (плотность > 600 кг/м3); твердые Тс-300, Тс-350 (> 800 кг/м3), Тс-400 (> 850 кг/м3); Тс-450 (> 900 кг/м3); СТс-500 (> 950 кг/м3). Во всех указанных марках плит числа, стоящие после тире, характеризуют предел прочности плиты при статическом изгибе (кгс/см2). Размеры плит: толщина 2,5-25 мм, длина до 5,5 м, ширина до 1,83 м.
Производство ДВП мокрым способом. Технология производства ДВП этим способом состоит из следующих операций: промывки щепы; размола щепы; проклейки; отлива ковра; прессования плит; пропитки плит маслом; термовлагообработки; резки плит.
Промывку щепы выполняют для удаления из нее твердых включений - песка, грязи, металлических частиц, которые при размоле щепы на волокна вызывают ускоренный износ размалывающих механизмов. Промывают щепу в ваннах при помощи барабанов с лопатками, которые перемешивают щепу с водой и промывают ее. Из ванны щепа забирается винтовым конвейером, вода и загрязнения отсасываются со дна ванны и направляются в отстойники, откуда очищенная вода поступает снова в ванну.
Размол технологической щепы - наиболее ответственная операция в производстве ДВП. От качества и степени размола зависит качество плит. Так как при производстве ДВП не применяют связующих веществ, прочность плит обеспечивается их межволоконными связями, которые должны быть аналогичным видам связи между волокнами естественной древесины.
В процессе размола древесины на волокна получают древесноволокнистую массу - пульпу. Пульпа - это суспензия волокна в воде различной концентрации.
Размол щепы на волокна выполняется в два этапа. После первичного размола концентрация массы составляет 33%, перед вторичным размолом масса разбавляется водой до концентрации 3-12%, на отливе 0,9-1,8%. Средняя толщина волокон 0,04 мм, длина 1,5-2 мм.
На первой ступени размол щепы ведется на мельницах - дефибраторах УГР-03, УГР-02. Щепа сначала попадает в пропарочную камеру дефибратора, где нагревается и становится более пластичной, затем винтовым конвейером подается в размольную камеру. Размольная камера состоит из двух дисков - одного неподвижного и одного вращающегося. Расстояние между дисками 0,1 мм и более. На дисках закреплены размольные секторы с зубцами, размер которых уменьшается в направлении от центра. Щепа захватывается сначала крупными зубцами, истирается и по мере перемещения к краю диска перемалывается на мелкие волокна.
Размолотая масса подается в выпускное отверстие, где, пройдя систему двух клапанов, поддерживающих определенное давление пара в мельнице, выбрасывается в сборник. Производительность дефибратора УГР-03 составляет 25-35 т, УГР-02 50 т сухого волокна в сутки.
Смешивание массы выполняется на мельницах - рафинаторах. Конструкция рафинаторов аналогична конструкции дефибраторов. Расстояние между дисками составляет 0,05-0,15 мм. После дефибратора и рафинатора волокнистая масса хранится в сборниках и бассейнах, оборудованных мешалками, которые поддерживают равномерную концентрацию массы, не давая оседать волокну на дно.
Проклейка - это введение в массу различных добавок: гидрофобных для увеличения водостойкости, огнезащитных, биостойких и склеивающих. В качестве гидрофобных добавок вводят парафин, который, кроме того, предотвращает налипание волокон на сетки и плиты при прессовании ковра и придает блеск плите. Для смешения с водой парафин эмульгируют (девают эмульсию), которая хорошо размешивается в воде. Для повышения прочности плит в массу вводят клей или масло и виде эмульсии. Для осаждения из воды на волокно жирных эмульсий (парафина, масла) применяют осадители - добавки, способствующие осаждению. Проклеивающие составы вводят перед отливкой массы.
Отлив ковра делают при концентрации древесноволокнистой массы 0,9-1,8% на отливных машинах. Эта операция состоит из нанесения массы на формирующую сетку машины, фильтрации воды через сетку, отсоса воды при помощи вакуума, механического отжима воды, обрезки боковых кромок и разрезания бесконечного ковра на полотна определенной длины.
Напускной ящик равномерно наливает массу на непрерывно движущуюся сетку. Сетка поддерживается роликами, через которые вода свободно стекает. На пути движения ковра установлено устройство для уплотнения (трамбовки) массы и наливной ящик для налива на массу облагораживающих составов. Далее ковер подходит к трем ротабельтам вакуумным механизмам, отсасывающим из пего воду. Перед вторым ротабельтом установлен выравнивающий валик, который прокатывает и выравнивает ковер по толщине. Дальнейший отжим воды и подпрессовка ковра выполняются тремя валиками пресса. Далее следуют три пары прессовых валов, которые отжимают воду и упрессовывают копер с силой 1500 Н/м. Пилы обрезают продольные кромки, пила отрезает полотно от бесконечной ленты и конвейер 12 уносит сырое полотно, влажность которого около 60-80%.
Прессование плит - операция, в процессе которой сырое полотно под воздействием температуры и давления прекращается в твердую древесноволокнистую плиту. Прессование выполняется в 25-этажпом прессе ПР-10. Загрузка и разгрузка осуществляются загрузочными и разгрузочными этажерками. Цикл прессования состоит из трех фаз: I фаза - отжим воды; II фаза - сушка; III фаза - закалка. Температура плит пресса 180-200 °С.
I фаза - давление постепенно повышают до 2-4 МПа, выдерживают при этом давлении 30 с; влажность плит падает до 45%.
II фаза - давление снижают до 0,8-1 МПа и плиты выдерживают при этом давлении, пока влажность их не снизится до 8% (обычно 3,5-7 мин).
III фаза - давление повышают до прежней величины или до несколько меньшего значения. При этом давлении плиты выдерживают, пока влажность не уменьшится до 0,5-1,5%. Таким образом происходит закалка плиты, т.е. повышение ее механических свойств. Продолжительность последней фазы 2-3 мин.
Пропитку плит маслом выполняют для повышения их прочности и влагостойкости. Пропитывают плиты в ваннах льняным или талловым маслом, нагретым до 120 °С. На пропитку плиты поступают горячие из пресса. Расход масел 8-10% массы плит. Пропитке подвергают только плиты специального назначения.
Термовлагообработка плит состоит из двух операций - нагрева и увлажнения. Плиты нагревают до 160-170 °С и выдерживают при этой температуре 3,5 ч. Термообработка повышает физико-механические свойства плит и снижает их гигроскопичность. Ее выполняют в камерах, в которых обеспечивается циркуляция горячего воздуха со скоростью 5-6 м/мин. Термообработку пропитанных маслом плит ведут при начальной температуре 120 °С, которая затем повышается за счет экзотермической реакции масла. Древесноволокнистая плита содержит 91% волокна, 7% влаги, 2% проклеивающих добавок.
Производство ДВП сухим способом. Основные операции производства ДВП следующие: промывка щепы; пропарка щепы; размол щепы на волокна; смешивание волокна со связующим и другими добавками (проклейка); сушка волокна; формирование ковра; подпрессовка полотен; прессование; увлажнение; резка. Многие операции технологического процесса производства ДВП сухим способом сходны с операциями производства ДВП мокрым способом, поэтому рассмотрим только отличительные особенности операций сухого способа производства ДВП.
Пропарку щепы выполняют для частичного гидролиза древесины. При сухом способе водорастворимые продукты, входящие в состав древесины, остаются в волокне и участвуют в технологическом процессе.
Пропаривают щепу в пропарочных аппаратах-цилиндрах при давлении пара до 1,2 МПа (190°С). Щепа от одного конца цилиндра перемещается постепенно к выходному концу при помощи винтового вала, вращающегося со скоростью 3-10 об/мин. Для поддержания в аппарате заданного давления вход и выход щепы производят через запирающиеся затворы. Время обработки стружки 6 мин.
Размол щепы производят всухую на дефибраторах, повторный размол - на рафинаторах. При сухом способе производства древесноволокнистых плит предусматривается введение в волокно термореактивных смол для увеличения сцепления между волокнами. Парафин вводят в расплавленном виде.
Сушка волокна происходит в пневматических или барабанных сушилках, подобных сушилкам для сушки стружек и производстве древесностружечных плит.
Для формирования ковра применяют формирующие машины, принцип работы которых похож на принцип работы машин для формирования древесностружечного ковра. Транспортирование и формирование волокна осуществляется при помощи воздуха, осаждение волокна производится на сетчатой ленте конвейера, под которой создается вакуум для более плотной укладки волокон.
Подпрессовку ковра выполняют для повышения его транспортабельности и возможности загрузки ковра в промежутки пресса, так как насыпанный ковер для получения плиты толщиной 6 мм имеет толщину 200 мм. Подпрессовка выполняется па ленточных непрерывных прессах, где происходит уплотнение ковра в 3-5 раз между двумя лентами, сдавливаемыми вальцами при давлении 1800 Н/см 2 . После подпрессовки ковер обрезается вдоль и раскраивается поперек на полотна.
При производстве толстых ДВП (> 6 мм) толщина полотна после подпрессовки на ленточных прессах остается больше допустимой (> 120 мм), что затрудняет его загрузку в промежутки многоэтажного пресса. Такие полотна дополнительно подпрессовывают в одноэтажном плитном форпрессе периодического действия при удельном давлении 2,5 МПа.
Прессование производится в таких же прессах, что и для мокрого способа производства ДВП. Время прессования сокращается до 1 мин на 1 мм толщины готовой плиты. Температура плит 220-250 °С, давление 6,5-7 МПа. ДВП произведенные сухим способом, содержат 89% волокна, 6% влаги, 2,5% смолы, 2,5% парафина. На основе сухого волокна можно прессовать не только плиты, но и различные детали и узлы в производстве тары, мебели, строительных материалов.
Особенности производства ДВП мокро-сухим и полусухим способами. При мокро-сухом способе производства ДВП подготовку волокна, его транспортирование, отлив ковра выполняют, как и при мокром способе производства ДВП. Однако связующих компонентов в массу не добавляют, а хорошее сцепление волокон обеспечивают тщательным размолом щепы на волокна за счет предварительной термохимической ее обработки. Перед прессованием полотна сушат почти до абсолютно сухого состояния (2-3%) в многоэтажной сушилке. Прессуют плиты без сетки, обе стороны получаются гладкими. Температура плит пресса 240°С, давление 6 МПа. После прессования плиты увлажняют до 6-9%.
При полусухом способе производства ДВП сырье - древесноволокнистая масса, в которую добавлено связующее, сушится до влажности 10 - 15%. Из сухого волокна формируется ковер, уплотняется, режется на полотна. Полотна перед прессованием увлажняются до 18-25% и прессуются в многоэтажном прессе на поддоне с сеткой. Затем следует термовлагообработка.
Себестоимость ДВП, изготовленных сухим способом, примерно на 10% меньше, чем ДВП, изготовленных мокрым способом. Однако при сухом способе производства ДВП требуется большое количество клеевых материалов (22-70 кг на 1т плит); в 10 раз больший расход воздуха (22,1 м3 вместо 2 м3). Положительным является факт меньшей (в 4,5 раза) потребности в воде и меньшие (почти в 2 раза) трудозатраты. Следует отметить, что сухой способ производства ДВП на участке сушки волокна особенно опасен в пожарном отношении.
3. Анализ аналогов материала ДВП.
Изготовление.
ДСП (древесностружечная плита) производится из стружек и опилок и специального связующего вещества при помощи метода горячего прессования. В качестве древесины для производства древесно-стружечных плит обычно используется древесина хвойных и лиственных малоценных пород. Очевидно, что сроки эксплуатации, а также другие характеристики ДСП, всецело зависят от качества как древесины, так и применяемого связующего вещества. В настоящее время древесно-стружечные плиты подразделяются на плиты с очень малой, малой, средней и высокой прочностью. Также ДСП бывают однослойными, трехслойными и пятислойными.
ДВП (древесноволокнистая плита) изготавливается из равномерно размолотой массы при помощи метода мокрого прессования, поэтому одна из сторон готовой ДВП навсегда остается шершавой. Вторую же, гладкую сторону, полируют, применяя специальные технологии. При производстве ДВП в качестве связующего вещества используются синтетические смолы со специальными добавками, улучшающими их свойства, в частности повышающими влагостойкость, увеличивающими прочность плит, а также предотвращающими их разрушение. В наши дни в продаже имеются древесноволокнистые плиты полутвердые, твердые, сверхтвердые, изоляционные и изоляционно-отделочные.
МДФ (древесноволокнистая плита средней плотности) изготовляется из очень мелких древесных частиц. Из отходов деревообработки при помощи специального оборудования получаются небольшие кубики, которые впоследствии обрабатываются паром под давлением. Затем изготовленный материал измельчается с использованием терочной машины - дефибрера. И получившиеся мелкие древесные частицы скрепляются при помощи специального раствора. Толщина листов из МДФ обычно составляет от 4 до 22 мм. Поверхность этих листов отличается гладкостью и однородностью.
Применение.
ДСП. Всем известно, что ДСП «боится» помещений с повышенной влажностью. Сегодня ДСП используется для изготовления корпусной мебели, применяется в строительстве в качестве перегородок. ДСП часто необходимы для оформления интерьера помещения. ДСП могут подвергаться практически любой обработке. ДСП можно пилить, сверлить, красить.
ДВП по своим эксплуатационным свойствам немного уступает фанере. В наши дни ДВП применятся для производства стенок шкафов, днищ выдвижных ящиков. Однако нужно отметить, что область применения ДВП довольно ограничена.
МДФ используется при изготовлении дверей. Также из этого материала получаются долговечные наличники, фасады для мебели, полотна под покраску, а также различные накладки для входных дверей. МДФ компактны и обладают очень важным свойством - неизменностью своей геометрической формы.
Сравнительные характеристики.
Влагостойкость. ДСП, ДВП и МДФ считаются влагостойкими. Однако самое низкое свойство влагостойкости имеет ДСП. Этот материал при использовании его в очень влажных помещениях разбухает и деформируется. Согласно проведенным исследованиям, самым влагостойким считается материал МДФ. Изделия из МДФ могут эксплуатироваться в помещениях, влажность в которых достигает 80%.
Экологичность. ДВП и МДФ являются высоко экологичными материалами. Но при изготовлении ДСП применяются формальдегидные смолы. Поэтому при использовании мебели из ДСП в воздух выделяется небольшое количество формальдегида, что не является полезным, однако минимальное количество выделяемого формальдегида полностью безопасно для человека.
Стоимость. Самым экономичным, т.е. недорогим, вариантом по праву считается ДСП. Цена на ДВП выше. Однако и долговечность ДВП также выше, по сравнению с ДСП. МДФ, конечно, дороже и ДВП и ДСП. Однако цена этот материал складывается не только из стоимости его изготовления, но и из транспортных расходов. Следует отметить, что изготовление МДФ в России не налажено.
Т.о. каждый материал (ДСП, ДВП и МДФ) имеет свои преимущества и недостатки. И для того, чтобы выбрать тот материал, который необходим для решения определенной задачи, желательно обратиться за консультацией к специалистам.
Заключение.
Древесноволокнистые плиты (ДВП) это перспективный материал. Он находит широкое применение при производстве мебели ив отделочных работах в виде ламината. ДВП в настоящее время широко применяется, и, я думаю, спрос будет только расти. Так же это из-за своей низкой цены относительно других подобных материалов.
Его перспектива так же объясняется тем что в настоящее время очень широко применяется древесина. При производстве тех или иных стройматериалов из древесины остаются остатки которые так же можно применять при производстве ДВП. И в будущем ДВП будут широко применять в строительстве в виду того что это еще и экологически чистый материал. В настоящее время остро стоит вопрос об экологии в строительстве и отделке, а ДВП производится без добавления вредных химикатов.
Поэтому ДВП ждет перспектива.
Список использованных источников и литературы.
1. Барташевич А.А. Материаловедение. - Ростов н/Д.: Феникс, 2008.
2. Моряков О.С. Материаловедение: Учебник для СПО. - М.: Академия, 2008.
3. Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия. - М. Высшая школа 2005
4. Ржевская С.В. Материаловедение: Учебник для ВУЗов. - М.: Университетская книга Логос, 2006.
5. Солнцев Ю.П. Материаловедение: Учебник для СПО. - М.: Академия, 2008.
6. Черепахин А.А. Материаловедение: Учебник для СПО. - М.: Академия, 2006.
7. Чумаченко Ю.Т. Материаловедение и слесарное дело: Учеб. пособие. - Ростов н/Д.: Феникс, 2009.
Некоторые материалы даже с течением времени пользуются популярностью у потребителей. Это дает предпринимателю все шансы запустить собственный прибыльный бизнес, выпуская продукцию, технология которой проработана годами. Обратите внимание на изготовление ДВП. Предприятие потребует внушительных затрат, но открыть производство ДВП в России выгодно, поскольку вложения окупаются довольно быстро.
Наша оценка бизнеса:
Стартовые инвестиции – от 3000000 руб.
Насыщенность рынка – средняя.
Сложность открытия бизнеса – 7/10.
Древесноволокнистые плиты (ДВП) – материал в виде листов, для изготовления которых используется древесное сырье. Он активно применяется в качестве сырья на мебельных предприятиях, на стройплощадках. Чтобы минимизировать финансовые риски, можно открыть мини завод по производству ДВП, а не мощное перерабатывающее предприятие. Проанализируйте рынок сбыта и составьте бизнес-проект, чтобы спланировать дальнейшие действия. Данное направление привлекательно для предпринимателя по нескольким причинам:
- Обширный рынок сбыта позволит быстро найти заинтересованных клиентов.
- Простая технология дает возможность в кратчайшие сроки вникнуть в процесс.
- Используемое сырье стоит недорого.
- Невысокая конкуренция в этой сфере поспособствует скорому развитию молодого предприятия.
Технология изготовления ДВП
Для получения плит ДВП используются отходы деревообрабатывающих предприятий. Чтобы наладить бесперебойные поставки сырьевых компонентов, договоритесь с несколькими лесопилками. Отлично, если производственное помещение вы найдете поблизости – так реально снизить переменные расходы при запуске бизнеса. Если в цехе будет внедрено производство ДВП сухим способом, потребуется синтетическая смола.
Для придания конечному материалу прочности и влагостойкости, используется дополнительное сырье для ДВП – осадители, масляные или парафиновые эмульсии. Их можно закупать сразу крупными партиями.
В целом, технология производства ДВП осуществляется в несколько этапов:
- подготовка и дозирование компонентов,
- формирование листа,
- прессование материала,
- охлаждение,
- обрезка листов согласно заданным размерам,
- шлифовка листов,
- упаковка и хранение.
Если вы собираетесь закупать цельную древесину, а не щепу, предстоит предварительно обрабатывать сырье – измельчать до определенного размера фракций и пропаривать. Это дополнительные затраты на закупку оборудования – начинающим предпринимателям будет гораздо проще завозит в цех «готовые» опилки.
Перед тем как закупать оборудование, рассмотрите способы производства ДВП и выберите оптимальный вариант. На практике используются 2 методики:
- Мокрое изготовление. Плита формируется в водной среде на специальной решетчатой подложке. «Полуфабрикаты» потом прессуются под воздействием повышенной температуры. Вся влага испаряется, и материал становится плотным. У листа ДВП, произведенного мокрым способом, одна сторона получается рифленой.
- Сухое изготовление. Формирование листа осуществляется без воздействия влаги. Для склеивания древесной щепы используются искусственные смолы. Смесь перемешивается и прессуется при повышенной температуре под давлением. Готовое изделие потом извлекается из формы и дополнительно обрабатывается – обрезается и шлифуется.
Производство ДВП мокрым способом более популярно среди российских производителей, поскольку отличается простотой. А вот в Европе уже оставили в прошлом эту методику, поскольку большой расход воды повышает переменные затраты.
Техническое оснащение цеха
Линия производства ДВП – самая внушительная статья планируемых инвестиций. От качества приобретаемого оборудования будет зависеть и качество выпускаемых изделий. В состав линии входят следующие станки:
- дозаторы,
- смесители,
- формующие машины с формами,
- автомат для шлифовки листов,
- шлифовальная машина.
Это список основного оборудования. Для закупки всего необходимого потребуется как минимум 2000000 рублей. Но таким способом не удастся полностью автоматизировать процесс – многие операции придется проделывать вручную.
Если запланирована предварительная подготовка сырья, потребуются купить оборудование для производства ДВП следующего плана:
- рубительная машина – от 150000 рублей,
- распарочная камера – от 200000 рублей.
Значительно ускорит процесс приобретение транспортеров, промышленных вентиляторов для сдувания пыли, подъемных упаковочных столов. В этом случае, к затратам на техническое оснащение прибавляйте еще как минимум 800000 рублей.
Полная цена оборудования для производства ДВП, автоматизированного и полностью укомплектованного, довольно внушительная – от 3000000 рублей.
Помещение под производство
Чтобы разместить технологическую линию, не потребуется много места. Но свободные площади потребуются для складов. Сырье должно храниться в сухом, хорошо проветриваемом помещении – предстоит оборудовать его вентиляционными системами. В цехах оно тоже должно быть установлено, поскольку технология изготовления ДВП предполагает выделение в воздух мелкой древесной пыли.
Поищите цех площадью не менее 500 м 2 за чертой города. Здесь аренда помещений стоит гораздо ниже. К тому же, будет проще собрать пакет документов для запуска бизнеса, поскольку не придется долго «убеждать» санитарные службы, что производство не мешает жителям близлежащих домов.
Наладить процесс будет невозможно без подведенного в цеха трехфазного электричества, отопления и воды. И если в некоторых отраслях вполне бы хватило загородного гаража, то изготовление ДВП требуется вести на площади гораздо большей и лучше оборудованной.
Перспективы развития бизнеса
Если грамотно спланировать деятельность, предприятие имеет все шансы на успех. Начните искать клиентов еще на стадии разработки бизнес-плана. Покупателями готовой продукции станут:
- мебельные фабрики,
- частные потребители,
- строительные организации.
Гораздо большую прибыль принесут оптовые клиенты – сосредоточьтесь на поиске именно таких покупателей. Так продукция не будет залеживаться на складах, и предприятие будет работать под заказ.
Успех предприятия во многом зависит от предлагаемого ассортимента материала. Сразу предусмотрите производство мягкой ДВП и жесткой, ламинированной – такой материал стоит на рынке гораздо дороже и более востребован. А если сэкономите на оборудовании, не купив шлифовальную машину, вы потеряете часть рынка.
Когда дела пойдут в гору, и затраты начнут окупаться, рассмотрите вариант запуска смежных производств – выпуск ДСП и МДФ. Такая практика распространена среди предпринимателей – технологии мало чем отличаются, дополнительного оборудования потребуется немного. Это отличный шанс расширить ассортимент и привлечь больше клиентов.
Рентабельность планируемого бизнеса
Капитальные затраты и сроки окупаемости будут зависеть от запланированной мощности предприятия, выбранной технологии производства, цен на оборудования и отпускной стоимости конечной продукции.
Основные статьи расходов при организации мини-завода по изготовлению ДВП:
- покупка оборудования – от 2000000 рублей,
- закупка сырьевого запаса на месяц – от 300000 рублей,
- аренда помещения на первые 3 месяца – от 200000 рублей,
- подготовка помещения к работе – от 400000 рублей.
Сэкономить на инвестициях можно путем установки в цехе поддержанного оборудования.
Как показывает практика, технологическая схема окупится за 4-6 лет. Наберитесь терпения – процесс становления может затянуться. Чтобы быть готовым к «неожиданным поворотам», в бизнес-плане предусмотрите все возможные варианты развития дел и пути решения проблем.
Установите конкурентоспособные цены на выпускаемую продукцию. Отпускная стоимость ДВП зависит от ее вида и способа обработки. К примеру, необработанная плита размером 3,2*1220*1373 мм стоит на оптовом рынке от 115 руб./шт. Шлифованная продукция стоит дороже.