Промышленное производство мелкодисперсной фракции дерева

Размещено на http://www.allbest.ru/

Промышленное производство мелкодисперсной фракции дерева

Оглавление

Введение

1. Общая характеристика производства

2. Свойства МДФ

3. Виды плит МДФ

4. Сырьё

5. Преимущества МДФ по сравнению с другими строительно-плитными материалами

6. Области применения МДФ

7. Описание технологического процесса

Список использованной литературы

Древесноволокнистая плита средней плотности (англ. Medium Density Fibreboard, MDF; иногда применяют транслит: МДФ-мелко-дисперсионная фракция) -- плитный материал, изготавливаемый методом сухого прессования мелкодисперсной древесной стружки при высоком давлении и температуре. В качестве связующего элемента используются карбамидные смолы, модифицированные меламином. Это обеспечивает очень низкую эмиссию формальдегида, сравнимую с эмиссией натуральной древесины (класс эмиссии формальдегида -- Е1).

Промышленное производство МДФ было начато в США в 1966 г. В России выпуск был начат в 1997 г. Лидером по производству МДФ в мире является Китай. древесноволокнистый плита строительный прессование

В процессе производства МДФ можно придавать специальные свойства: огнестойкость, биостойкость, водостойкость.

Плотность материала составляет от 600 кг/мі до 800 кг/мі.

В основном МДФ используется при производстве мебели, для отделки помещений, например, в виде стеновых панелей, экономпанелей для торговых помещений и ламинированного напольного покрытия (т. н. ламината). МДФ хорошо подходит для изготовления корпусов акустических систем, поскольку он имеет однородную структуру, неплохо поглощает звук и легко обрабатывается. МДФ используют в изготовлении шкафов, в частности, фасадов с элементами резьбы, при обработке выделяет не стружку, а пыль, поэтому идеален для фрезеровки полостей различной глубины, криволинейных отверстий и прочих криволинейных форм. Используется МДФ и для производства тары и коробок для подарков (особенно развито в Китае).

1. Общая характеристика производства

Процесс изготовления МДФ включает в себя четыре стадии.

1. На первом этапе осуществляется подготовка сырья. Поскольку МДФ плиты производят из леса кругляка, то естественно, сначала нужно его закупить. Кругляк оптом можно купить недорого, после чего бревна подвергаются обработке на окорочном станке, где производится их очистка от коры. При этом длина бревна значения не имеет.

2. На второй стадии из очищенных от коры бревен получают техническую щепу. Для этого используются рубительные машины. Полученная щепа подвергается промывке, это необходимо для того, чтобы удалить посторонние примеси (мелкие камни, песок, грязь), наличие которых негативно скажется на качестве конечной продукции.

По завершении промывки щепу нагревают паром, а затем подвергают дальнейшему измельчению в рафинере (дефибраторе). В итоге из щепы получается волокнистая древесная масса, аналогичная той, из которой производится бумага. На этом этапе в смесь добавляются смолы и прочие связующие вещества.

Далее масса поступает в сушилку , где понижается влажность до уровня 8-9 процентов. Для удаления крупных фракций высушенная смесь проходит через так называемый циклон.

3. На третьем этапе из древесной массы формируется ковер, который подвергается первичной прессовке. Формирование плит делается на формирующем станке.

Первую прессовку (подпрессовку) осуществляют обыкновенным прессом, смысл процедуры состоит в том, чтобы из плит удалить воздух, который может образовать пузырьки и негативно повлиять на жесткость конечной продукции (плиты будут крошиться).

4. На заключительной стадии плиты МДФ, подвергнутые подпрессовке, сплошной лентой поступают на горячий пресс, где, собственно, процесс и завершается. Горячее прессование состоит из трех этапов:

· на первом плиты подвергаются наибольшему давлению (350 МПа) и нагреву (до 230 градусов), что необходимо для формирования поверхности;

· далее прогревается центральная часть, температура и давление снижаются (190-210 градусов, 40-120 МПа соответственно);

· после этого производится калибровка, то есть выравнивается толщина плиты (при выключенном подогреве и пониженном давлении).

Выходящая из-под пресса бесконечная лента разрезается делительной пилой и охлаждается. У готовых плит может быть некоторое расхождение в толщине и поверхностные дефекты, которые удаляются шлифовкой на плоскошлифовальных станках.

2. Свойства МДФ

· МДФ, не смотря на более низкую стоимость, превосходит натуральную древесину по физико-механическим характеристикам, так как МДФ лишен неоднородности свойств и внутренних пороков древесины, таких как сучки , трещины, а твердость МДФ выше твердости наиболее применяемых пород древесины.

· МДФ значительно меньше коробится, имеет большую плотность, а такой показатель как "разнотолщинность" практически не применим к МДФ.

· МДФ отличается равномерным распределением свойств по всему телу плиты

· Прочность МДФ в 1,8-2 раза выше прочности ДСП. Прочность МДФ обеспечивается не только использованием синтетических смол, но и участием естественных связующих веществ в межволоконном взаимодействии (лигнин)

· МДФ имеет коэффициент разбухания в разы более низкий, чем ДСП

· Плиты МДФ имеют минимальный перепад по толщине и размерам листа

· МДФ не теряет свою форму при резком перепаде температуры

· МДФ не крошится

· Благодаря своей высокой влагостойкости МДФ используется при производстве кухонной мебели и мебели для ванных комнат. Под воздействием пара мебель из МДФ не коробится.

· МДФ очень хорошо переносят воздействие кухонного пара - не разбухают и не коробятся

· МДФ легко ламинируется и шпонируется, благодаря идеально ровной, в отличии от ДСП, поверхности

· МДФ легко и экономно красится, благодаря идеально ровной твердой поверхности, которая по сравнению с ДСП меньше впитывает краску, что уменьшает ее расход

· МДФ пригоден для тиснения поверхности, что невозможно для ДСП

· МДФ пригоден для фрезерования краев, углов и поверхности, что невозможно для ДСП. Это позволяет придавать деталям из МДФ самую разнообразную форму и значительно расширяет возможности их применения

· МДФ пригоден для изготовления гнутых поверхностей, что также невозможно для ДСП. Технология гнутья заготовок из МДФ похожа на технологию изготовления гнутых изделий из натуральной древесины и фанеры.

Плюсы МДФ.

Плюсы МДФ таковы: стеновые панели по устойчивости к влаге и механическим характеристикам превосходят натуральное дерево. Хорошая звуко - и тепло- изоляция (особенно при дополнительном утеплении), долговечность и экологичность. Панели легко поддаются обработке, даже самой тонкой. Несмотря на меньшую стоимость, чем стоимость дерева, МДФ обладает всеми его достоинствами, а служит дольше.

Недостатки МДФ

К недостаткам МДФ хочется отнести низкую прочность, пальцем его не продавить, а вот удары в случае семейной ссоры панели выдержат вряд ли (личный опыт). Дерево есть дерево и второй недостаток МДФ - это горючесть. Для того чтобы избежать замыкания электропроводки и как следствие пожара, проводку под панелями следует прятать в специальную гофру. Используя, конечно, и другие способы огнезащиты.

Цветовой ряд панелей

На строительном рынке представлена широкая цветовая гамма стеновых панелей МДФ. Цвета под дерево, камень, кирпич, да и вообще на любой вкус.

Что отделывают с помощью панелей МДФ

МДФ используют в мебельном производстве для отделки стен коридоров, баров, ресторанов офисов, балконов. Можно использовать эти панели для оформления веранды. Жилые комнаты отделывать МДФ не рекомендуют, все дело в том, что после отделки стен и потолка в жилой комнате, создается неприятное ощущение "коробки". На сегодняшний день на строительном рынке присутствуют МДФ, обладающие повышенной влагостойкостью, для отделки ванной и кухни.

3. Виды плит МДФ

* Ламинированные плиты МДФ - практически идентичны по способу производства цельнопрессованным плитам. Их основное отличие - процесс ламинирования, который этот материал проходит, на одном из заключительных этапов производственного цикла. Использование прозрачной пленки позволяет сохранить и передать изделию натуральную красоту древесины, тогда как цветное ламинирование дает возможность изготавливать панели в широком цветовом диапазоне, что очень важно для мебельного производства. Среди основных преимуществ ламинированных плит МДФ, необходимо назвать такие качества, как эстетичность, легкость в обработке, возможность фрезеровки, допустимость дополнительной обработки поверхности лаком, с целью защитить ее от негативного внешнего влияния. Кроме того, ламинированные МДФ плиты демонстрируют прочность на истирание, свето- и термоустойчивость, химическую и климатическую стойкость, грязеустойчивость, гигиеничность.

Говоря об области применения ламинированных плит, необходимо назвать мебельное производство, изготовление стеновых перегородок, рекламных и выставочных конструкций.

* Влагостойкие плиты МДФ - выделены в особую ассортиментную группу, благодаря повышенной плотности материала, а также - его способности легко переносить повышенную влажность воздуха, не деформируясь и не разрушаясь, под воздействием сырости. Для влагостойких плит, используется высококачественная древесина, волокна которой прочно соединяются, в процессе продолжительного температурного воздействия, без необходимости дополнительного применения химических веществ. Преимущества влагостойких плит МДФ - высокие показатели звукоизоляции, прочность, легкость в механической обработке, выраженные эстетические свойства.

4. Сырьё

Сырьём для заводов и цехов, производящих плиты МДФ, служат в основном круглые лесоматериалы и отходы лесопиления лиственных и хвойных пород. Из лёгкой древесины хвойных пород получаются светлые плиты высокого качества. Применяются также щепа, получаемая как попутный продукт на лесопильных заводах с современными пильно-фрезерными брусующими агрегатами, станочная стружка и опилки. На плитных предприятиях, использующих привозное сыпучее сырьё, его обязательно подвергают очистке и промывке. Способы обмера и учёта древесного сырья зависят от его величины. Дровяное долготьё длиной более 3 м обмеряют и учитывают поштучно. Дровяное долготьё длиной до 3 м, дрова колотые и тонкомерное сырьё подлежат складочному обмеру с последующим переводом в плотную меру через соответствующие коэффициенты полнодревесности. Щепу обмеряют в кучах или ёмкостях и учитывают в плотных кубометрах, умножая на коэффициент полнодревесности (0,36-0,42).

5. Преимущества МДФ по сравнению с другими строительно-плитными материалами

· легко подвергаются механической обработке -- позволяют изготавливать плиты с декоративной филенкой, выпиливанием углов;

· экологичность, благодаря отсутствию синтетических веществ;

· возможность нанесения на плиты разнообразных декоров;

· отличные звукоизоляционные свойства;

· гигиеничность, устойчивость к грибкам и микроорганизмам.

· влагостойкость -- не разбухают от воды, не коробятся от пара.

- в сравнении с фанерой:

· отсутствие внутренних и внешних дефектов (нахлестка шпона, сросшиеся и выпадающие сучки и отверстия от них, трещины и пр.)

· идеально ровная поверхность и минимальные отклонения по длине/ширине листа

· не коробится под воздействием пара

· более выгодная цена

- в сравнении с натуральной древесиной:

· однородная плотность по толщине плиты

· отсутствие "естественных" недостатков (сучки, пустоты, изменения направления волокон и др.)

· возможность специальной обработки и тиснения поверхности

· устойчивость к различным грибкам и микроорганизмам

· дешевле на 60-70%

- в сравнении с ДСП:

· возможность фрезерования кромок и поверхностей

· высокая экологичность (можно применять для изготовления детской мебели)

· лучше удерживает мебельную фурнитуру благодаря более высокой прочности

· более высокое качество поверхности под ламинирование

· высокая влагостойкость (может применяться при производстве кухонной мебели и мебели для ванных комнат)

· возможность использования в качестве основы для изготовления гнутых элементов (фасады, перегородки и т.д.)

· сохраняет форму при температурных колебаниях, не разбухает под воздействием пара

Сравнительные характеристики ДСП и МДФ

6. Области применения МДФ

Высокие технологические и физико-механические показатели, экологичность и приемлемая цена обеспечивают растущую популярность плит МДФ в различных сферах применения. МДФ лишен одного из главных недостатков натуральной древесины - неоднородности свойств и естественных пороков. В отличие от фанеры, МДФ значительно меньше коробится, имеет большую плотность и меньшую разнотолщинность. По сравнению с ДСП плита МДФ имеет большую прочность и плотность, более гладкую поверхность и высокую влагостойкость.

Удобный формат и широкий ассортимент толщин МДФ позволяют широко применять ее как в мебельном производстве, так и в строительстве.

Виды обработки МДФ:

· Распиловка

· Сверление

· Фрезерование

· Склеивание

· Лакирование и покраска

· Ламинирование и каширование

· Облицовка шпоном, пластиком и пр.

МДФ активно используется в строительной отрасли, заменяя более дорогостоящие древесно-плитные материалы.

Обеспечивая высокое звукопоглощение и теплоизоляцию помещений, МДФ успешно применяется для изготовления настенных панелей, перегородок, дверей, различных материалов для отделки интерьера.

Благодаря высокой плотности МДФ служит прекрасным материалом для изготовления столярных изделий, ламинированных полов, погонажных изделий.

Минимальные показатели разнотолщинности сделали МДФ особенно популярной при выравнивании стен и укладке черновых полов.

Рекомендуемые толщины МДФ по видам применения в строительстве

7. Описание технологического процесса

Как правило, сырьем для МДФ 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 МДФ на большинстве предприятий применяются отливные машины непрерывного действия (рис.32).

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. м2 плит в год, а по сухому способу -- 25 и даже 30 млн. м2 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/м3, при сухом 900--1100 кг/м3 и меньше указанной величины, а при необходимости и больше.

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 МДФ проходит 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%.

Список использованной литературы

1. Справочник по производству древесностружечных плит/ И.А. Отлев, Ц.Б. Штейнберг, Л.С. Отлева, Ю.А. Бова, Н.И. Жуков, Г.И. Конаш. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Лесн. пром., 1990. - 384с.

2. Кац Лев Исакович Технологические основы получения плит МДФ: автореферат дис. кандидата технических наук : 05.21.03, Минск 2000г.

Размещено на Allbest.ru