ДВП — мокрый и сухой способ производства

Принципиальные различия технологий формования ДВП

Древесноволокнистые плиты представляют собой листовой композитный материал, получаемый путём горячего прессования измельчённых древесных волокон. В основе технологического процесса лежит механическое разделение древесины на волокна с последующим формированием ковра и его уплотнением под воздействием температуры и давления. Принципиальное различие между мокрым и сухим способами заключается в среде, в которой происходит транспортировка волокон и формирование древесноволокнистого ковра.

При мокром способе формования размолотые древесные волокна суспендируются в водной среде с концентрацией 0,9-1,8% и подаются на отливочную машину. Вода выполняет функцию транспортирующей среды и обеспечивает равномерное распределение волокон в ковре. Обезвоживание происходит последовательно: фильтрацией через формующую сетку, вакуумным отсосом и механическим отжимом в прессе. Характерный признак плит мокрого производства — сетчатый рисунок на тыльной стороне, образующийся от контакта с формующей сеткой.

Сухой способ производства исключает использование воды в качестве транспортирующей среды. После размола древесное волокно высушивается в пневматических сушилках до влажности 6-8% и осаждается на формующую сетку в воздушном потоке. Уплотнение ковра достигается созданием вакуума под сеткой. Данная технология требует введения синтетических связующих веществ, поскольку при низкой влажности естественного склеивания волокон за счёт лигнина недостаточно для обеспечения требуемой прочности.

↑ К навигации

Мокрый способ производства древесноволокнистых плит

Технология мокрого формования является исторически первым промышленным методом получения ДВП и регламентируется ГОСТ 4598-2018, введённым в действие с 1 апреля 2019 года. Процесс начинается с подготовки технологической щепы, которая проходит промывку для удаления минеральных примесей и двухступенчатый размол. Первичный размол осуществляется в дефибраторах при температуре пропаривания 170-190°C и давлении 0,8-1,2 МПа. Вторичный размол в рафинаторах позволяет получить волокна толщиной около 0,04 мм и длиной 1,5-2 мм.

Стадия проклейки и формирования ковра

Размолотая древесноволокнистая масса разбавляется водой до концентрации пульпы 0,9-1,8% и поступает в массный бассейн с непрерывным перемешиванием. На этапе проклейки в массу вводятся гидрофобизирующие добавки: парафиновая эмульсия, канифольный клей, а также осадители на основе сернокислого алюминия. При мокром способе использование синтетических смол минимально или полностью исключается — связывание волокон происходит за счёт естественного лигнина древесины, активируемого при высокотемпературном прессовании. Согласно ГОСТ, содержание формальдегидсодержащих добавок не должно превышать 1,3% по отношению к абсолютно сухой массе.

Формирование древесноволокнистого ковра выполняется на отливочных машинах непрерывного действия. Пульпа равномерно распределяется на движущейся формующей сетке, через которую отводится основная часть воды. Регуляторы обеспечивают постоянную подачу массы и формирование ковра однородной плотности. После предварительного обезвоживания влажность ковра составляет 60-70%.

Горячее прессование мокрым способом

Прессование осуществляется в многоэтажных гидравлических прессах с 20-30 рабочими промежутками. Температура греющих плит поддерживается в диапазоне 180-200°C. Цикл прессования включает три фазы: отжим (давление повышают до 5-5,5 МПа, выдержка до 30 секунд), сушка (давление снижают до 0,8 МПа, выдержка 3,5-7 минут до влажности 7%) и закалка (давление повышают до 4,5-5,5 МПа, выдержка 2-3 минуты).

Общая продолжительность цикла прессования составляет 8-11 минут в зависимости от толщины плиты. После прессования плиты проходят термическую обработку (закалку) при температуре 160-170°C в течение 3,5 часов для повышения прочности и снижения водопоглощения. Завершающей операцией является кондиционирование в камерах при температуре 65°C и влажности воздуха 95% в течение 6-7 часов для выравнивания влажности по объёму плиты.

↑ К навигации

Сухой способ изготовления ДВП

Сухой способ производства регламентируется ГОСТ 32274-2021, который распространяется на плиты средней плотности (МДФ) и высокой плотности (ХДФ). Стадии складирования и подготовки сырья принципиально не отличаются от мокрого способа, однако после размола древесноволокнистая масса не разбавляется водой, а направляется на сушку. Размол проводится в одну или две ступени на дефибраторах, рафинаторах или специализированных размольных установках.

Введение связующих и сушка волокна

Принципиальной особенностью сухого способа является необходимость введения синтетических связующих веществ непосредственно в процессе размола или после него. Применяются жидкие карбамидоформальдегидные (КФ-МТ-15) и фенолоформальдегидные (СФЖ-3014) олигомеры. Средний расход связующего составляет 7-15% для карбамидных смол с отвердителем или 1,5-8% для фенольных смол от массы абсолютно сухого волокна. Рабочие растворы смол распыляются на волокна с помощью пневматических форсунок в массопроводах.

Сушка осмолённой древесноволокнистой массы проводится в одну или две ступени в пневматических сушилках различной конструкции. Температура сушильного агента достигает 150-180°C. Конечная влажность волокна составляет 6-8% для последующего прессования в позиционных прессах или 5-8% для непрерывного каландрового прессования. Для гидрофобизации применяются парафины и нефтяной гач, осадители не используются.

Формирование сухого ковра

Формирование древесноволокнистого ковра осуществляется в воздушной среде методом свойлачивания. Высушенные волокна подаются в формирующую машину, где осаждаются на движущуюся сетку под действием вакуума. В отличие от мокрого способа, отсасывается воздух, а не вода, что обеспечивает уплотнение ковра. Сформированный ковер проходит холодную подпрессовку при давлении не менее 2,5 МПа, в результате которой его толщина уменьшается более чем в два раза.

После подпрессовки ковер проходит контроль на металлодетекторе для удаления металлических включений, раскраивается на форматы требуемого размера и сортируется по массе и плотности. Бракованные полотна измельчаются и возвращаются в формирующую машину для среднего слоя плит или направляются на сжигание в энергетическую установку.

↑ К навигации

Сравнение режимов горячего прессования

Режимы горячего прессования существенно различаются в зависимости от способа формования ковра и типа применяемого оборудования. При мокром способе основная технологическая задача — удаление влаги из ковра с начальной влажностью 60-70%. Для этого прессование ведётся на сетчатых поддонах, обеспечивающих отвод воды и пара. Температура греющих плит составляет 180-200°C, максимальное давление на фазе отжима достигает 5-5,5 МПа с последующим снижением до 0,8 МПа на фазе сушки и повторным повышением до 4,5-5,5 МПа на фазе закалки.

Особенности сухого горячего прессования

Сухое горячее прессование проводится при температурах 200-225°C. При использовании карбамидоформальдегидных смол температура ограничивается значением 220°C вследствие их невысокой термостойкости. Максимальное давление прессования составляет 6-6,5 МПа. Время прессования сокращается до 5-7 минут по сравнению с 8-11 минутами при мокром способе.

Прессование выполняется непосредственно между поверхностями горячих плит пресса без использования глянцевых листов, транспортных прокладок и сеток. Это обеспечивает двустороннюю гладкость готовых плит и исключает необходимость последующего шлифования. Спрессованные плиты выгружаются на приводные ролики и через разгрузочную этажерку направляются на участок обрезки кромок.

Кондиционирование плит

После горячего прессования плиты имеют относительную влажность менее 1% и высокую температуру. Для охлаждения и приближения влажности к равновесной ДВП сухого способа загружаются в многополочные вагонетки и подаются в камеры кондиционирования. Плиты последовательно проходят несколько зон: выравнивание температуры при 60-65°C и влажности 50%, увлажнение при 65-75°C и влажности 75-80%, охлаждение до 20-30°C и влажности 65-70%. Общая продолжительность кондиционирования составляет 100-140 минут в зависимости от толщины плит.

При мокром способе плиты после термообработки выходят с практически нулевой влажностью и активно поглощают влагу из воздуха. Кондиционирование в камерах при 65°C и влажности 95% продолжается 6-7 часов. Неравномерное увлажнение краёв плит может приводить к короблению, поэтому контроль режима кондиционирования имеет критическое значение для качества готовой продукции.

↑ К навигации

Каландровое прессование и непрерывные технологии

Развитие технологии сухого способа привело к созданию высокопроизводительных непрерывных линий с каландровыми прессами. Данная технология получила широкое распространение для производства тонких твёрдых ДВП толщиной от 1,5 мм. Принципиальное отличие от позиционного прессования заключается в непрерывном преобразовании древесноволокнистого ковра в плиту во время его движения.

Конструкция и принцип работы каландрового пресса

Каландровый пресс представляет собой горячий цилиндр (каландр) диаметром 3000-4000 мм с высокотвёрдой поверхностью. Волокнистый ковер подаётся на непрерывной стальной ленте, которая движется со скоростью 5-18 м/мин. При огибании лентой каландра ковер прижимается к его горячей поверхности системой направляющих и прессующих валов. Давление прессования составляет 0,15-0,20 МПа при удельном времени 0,12 мин/мм толщины плиты.

Важной особенностью каландровой технологии является отсутствие стадий термообработки и кондиционирования. Размол щепы осуществляется в одну ступень в дефибраторе. Толщина готовых плит варьируется от 1,5 до 12 мм в обратной пропорции к скорости подачи ковра: при увеличении скорости снижается степень уплотнения и, соответственно, толщина конечного продукта.

Проходные прессы для MDF

Современное производство плит средней плотности (MDF) основывается на применении проходных прессов непрерывного действия. По сравнению с каландровым прессованием, данная технология предусматривает кондиционирование плит с помощью веерного охладителя. Максимальное давление прессования составляет 5 МПа в начале процесса и постепенно снижается до 1,5 МПа. Пресс оснащается зоной охлаждения в конечной фазе прессования для снижения давления парогазовой смеси внутри плиты и предотвращения образования пузырей.

↑ К навигации

Влияние способа производства на свойства плит

Способ производства оказывает определяющее влияние на физико-механические характеристики древесноволокнистых плит. Согласно ГОСТ 32274-2021, плиты сухого способа подразделяются по плотности: МДФ — от 600 до 830 кг/м³, ХДФ — от 831 до 1100 кг/м³. Плотность твёрдых плит мокрого способа по ГОСТ 4598-2018 составляет 800-950 кг/м³, сверхтвёрдых — более 950 кг/м³. Предел прочности при изгибе для сверхтвёрдых плит мокрого способа составляет 47 МПа.

Водостойкость и разбухание

Водостойкость является одним из ключевых параметров, по которому сухой способ демонстрирует преимущества. Разбухание по толщине за 24 часа контакта с водой для плит мокрого способа составляет до 20%, для сухого способа (ХДФ) — не более 10%. Водопоглощение лицевой поверхности также ниже у плит сухого формования: 7-10% для ХДФ против 11-13% для мокрого способа. Это обусловлено введением синтетических связующих, образующих гидрофобную матрицу в структуре материала.

Термообработка плит сухого способа при температуре 160-180°C дополнительно повышает водостойкость на 50% за счёт завершения реакций поликонденсации связующего. На современных предприятиях, где термообработка исключается по технологическим соображениям, повышение качества достигается увеличением расхода связующего и гидрофобизатора.

Теплопроводность и геометрические параметры

Теплопроводность ДВП прямо пропорциональна плотности материала. Для твёрдых плит мокрого способа коэффициент теплопроводности составляет 0,12-0,15 Вт/(м·K), для ХДФ — 0,12-0,14 Вт/(м·K). Мягкие плиты с плотностью 200-350 кг/м³ имеют теплопроводность 0,046-0,093 Вт/(м·K) и применяются в качестве теплоизоляционного материала.

Геометрические характеристики плит регламентируются соответствующими стандартами. Толщина твёрдых и полутвёрдых плит составляет от 2,5 до 6 мм, мягких — 8, 12 или 16 мм. Стандартные размеры листов включают длину 2140, 2440, 2745, 3660 мм при ширине 1220 или 1700 мм.

↑ К навигации

Экологические аспекты и эмиссия связующих

Экологическая характеристика древесноволокнистых плит определяется способом производства и составом применяемых связующих. Плиты мокрого способа, изготовленные без использования синтетических смол, являются наиболее экологически чистым вариантом. Связывание волокон происходит за счёт природного лигнина древесины, активируемого при высокотемпературном прессовании. Такой материал соответствует строгим санитарным нормам для применения в жилых помещениях.

Классификация по эмиссии формальдегида

Плиты сухого способа, содержащие карбамидоформальдегидные или фенолоформальдегидные связующие, классифицируются по уровню эмиссии формальдегида согласно ГОСТ 34026-2016. Выделяют классы: Е0,5, Е1 и Е2. Для использования в жилых помещениях допускаются плиты классов Е0,5 и Е1. Содержание формальдегида для МДФ класса Е1 должно соответствовать не более 8 мг/100 г (исследование перфораторным методом).

Отдельную категорию представляют плиты мазонит, в которых связывание волокон происходит исключительно за счёт лигнина без добавления формальдегидсодержащих компонентов. Также производятся плиты с использованием карбамидных смол, модифицированных меламином, что обеспечивает низкую эмиссию формальдегида, сравнимую с эмиссией натуральной древесины.

Вопросы водопотребления и сточных вод

Мокрый способ производства характеризуется значительным водопотреблением, необходимым для транспортировки волокон и формирования ковра. Это создаёт нагрузку на системы водоподготовки и очистки сточных вод. Современные предприятия минимизируют потребление свежей воды за счёт организации замкнутых водооборотных циклов, снижая объём сбрасываемых стоков до уровня 3 м³ на тонну готовой продукции.

↑ К навигации

Ответы на частые вопросы

Как визуально отличить ДВП мокрого способа от сухого?

Плиты мокрого способа производства имеют характерный сетчатый рисунок на тыльной стороне, образующийся от контакта с формующей сеткой при прессовании. Лицевая сторона гладкая. Плиты сухого способа отличаются двусторонней гладкостью, поскольку прессование выполняется между гладкими плитами пресса без использования сеток.

Почему сухой способ обеспечивает более высокую производительность?

Время цикла прессования при сухом способе составляет 5-7 минут вместо 8-11 минут при мокром благодаря низкой влажности ковра (6-8% вместо 60-70%). Отсутствует необходимость удаления большого объёма воды в процессе прессования. Каландровые прессы непрерывного действия обеспечивают скорость до 18 м/мин, что кратно повышает производительность линии.

Какой способ производства даёт более влагостойкие плиты?

Сухой способ обеспечивает более высокую влагостойкость. Разбухание по толщине за 24 часа составляет не более 10% для ХДФ против 20% для мокрого способа. Это объясняется введением синтетических связующих (7-15% карбамидных или 1,5-8% фенольных смол), создающих гидрофобную структуру. Дополнительную влагостойкость обеспечивает термообработка при 160-180°C.

Какие связующие применяются при сухом способе?

Применяются карбамидоформальдегидные смолы (КФ-МТ-15) с расходом 7-15% и отвердителями на основе солей аммония, либо фенолоформальдегидные смолы (СФЖ-3014) с расходом 1,5-8% от массы сухого волокна. Фенольные смолы обеспечивают более высокую водостойкость, но их применение ограничивается требованиями экологической безопасности.

Чем отличаются режимы прессования для разных способов?

При мокром способе температура прессования составляет 180-200°C, давление 4,2-5,5 МПа, время 8-11 минут. При сухом способе температура выше: 200-225°C, давление 6-6,5 МПа, время 5-7 минут. Для MDF давление 2,0-2,5 МПа. Каландровое прессование выполняется при давлении 0,15-0,20 МПа и скорости 5-18 м/мин.

Какие марки ДВП соответствуют различным способам производства?

Мокрым способом по ГОСТ 4598-2018 производят твёрдые (Т, Т-С, Т-П, Т-СП, Т-В) и сверхтвёрдые (СТ, СТ-С) плиты с односторонней гладкостью, а также полутвёрдые (НТ) и мягкие (М-1, М-2, М-3). Сухим способом по ГОСТ 32274-2021 изготавливают МДФ (плотность 600-830 кг/м³) и ХДФ (плотность 831-1100 кг/м³).

Для чего необходима стадия кондиционирования плит?

После горячего прессования плиты имеют влажность менее 1% и высокую температуру. Кондиционирование обеспечивает охлаждение и приближение влажности к равновесной (5-9%). Плиты последовательно проходят зоны с температурой 60-75°C и влажностью 50-80%. Общая продолжительность составляет 100-140 минут для сухого способа и 6-7 часов для мокрого. Без кондиционирования возникает неравномерное увлажнение и коробление плит.

Какой способ более экологичен?

Мокрый способ позволяет получать полностью экологически чистые плиты без синтетических связующих — склеивание происходит за счёт природного лигнина древесины. Однако он требует значительного водопотребления и очистки сточных вод. Сухой способ минимизирует водопотребление, но плиты содержат синтетические смолы с выделением формальдегида (классы Е0,5, Е1, Е2). Для жилых помещений допускаются плиты классов Е0,5 и Е1.

↑ К навигации