МДФ - это плитный материал, изготовленный из высушенных древесных волокон, обработанных синтетическими связующими веществами и сформированных в виде ковра с последующим горячим прессованием (плотностью 700-870 кг/м куб) и шлифовкой

МДФ возникли как дальнейшее развитие сухого способа производства ДВП с учетом совершенствовавшихся при изготовлении ДВП технологий. Аббревиатура МДФ представляет собой кальку с английского MDF – Medium Density Fiberboard, что в переводе с английского означает «среднеплотное волокнистое покрытие» (СпВП). В среднеплотных волокнистых плитах развитая поверхность древесных волокон и сокращенный цикл прессования эффективно сочетаются с прочностью за счет участия связующих веществ в межволоконном взаимодействии.

В России отсутствует ГОСТ на производство ДВП плит сухого способа прессования. Существующие производители либо производят его по собственно разработанным ТУ, либо по европейским стандартам. В последнем случае Стандарт EN 622-5 регламентирует требования к плитам MDF и различает в этой продукции следующие марки:

•MDF – общего назначения;
•MDF.H – общего назначения влагостойкие;
•MDF.LA – конструкционные;
•MDF.HLS – конструкционные влагостойкие.

Требования к физико-механическим свойствам MDF по европейским нормам

Области применения МДФ плит

В настоящее время перечень изделий, изготовленных с использованием МДФ, превышает 300 наименований.

Тонкие древесноволокнистые плиты высокой плотности (МДФ) применяются так же, как древесноволокнистые плиты мокрого способа прессования или фанера для изготовления задних поликов корпусной мебели или днищ выдвижных ящиков. Плиты МДФ толщиной 6-8 мм — эффективный материал для производства стеновых и потолочных панелей, основы ламинированного паркета.

Плиты толщиной от 16 до 30 мм используются для изготовления профилированных (рельефных) фасадов мебели, крышек столов, профильных изделий различного назначения, корпусов пианино, футляров часов и др.

Плиты толщиной от 30 до 60 мм обрабатываются так же, как массивная древесина, и применяются в производстве внутренних и наружных дверей, для изготовления точеных и профилированных изделий, крышек столов с профилированными кромками, лестничных ступенек и перил, а также в обрабатываемых на токарных и фрезерных станках деталях вплоть до ножек кресел и роялей.

Плотные однородные средние слои МДФ позволяют осуществлять фрезерование профильных кромок, а также глубокое профилирование пластей. В плитах МДФ, как и в бездефектной массивной древесине, можно прорезать пазы, их можно фрезеровать и сверлить.

Технология производства МДФ плит

Подготовка сырья (изготовление щепы)

Круглый лес подвергается окорке (wood debarking) в барабанном окорочном станке. Затем очищенные от коры бревна поступают на рубительную машину, в которой получают щепу (chipping). Щепа проходит через систему сит (screening), где механической сортировкой делится на крупную и мелкую фракции. Отсортированная щепа из сортировочной установки с помощью ленточного конвеера подается непосредственно в сепаратор для промывки щепы. Все мелкие посторонние включения, которые могут оказаться в щепе (грязь, песок, мелкие камешки, стекло и т.п.) вымываются горячей водой и оседают на дне емкости.

После мойки щепа попадает в бункер, где нагревается паром до 95-100 градусов Цельсия, для того, чтобы - независимо от погодных условий - обеспечить одинаковую температуру и влажность щепы на входе в пресс. Затем материал попадает на несколько минут еще в одну емкость, где под высоким давлением горячего пара делается обогрев до 165-175 градусов. Очищенная от примесей щепа нужной фракции готова к размолу на волокно.

Подготовка волокна

Размельчение щепы на волокно происходит на рафинере (defibrator). Это единственное размельчение в технологической цепочке производства MDF (в отличие от ДВП, где размельчение производится механически в два этапа). На выходе из рафинера к древесной массе добавляются связующие, включая смолы, парафиновую эмульсию (resin & wax) и - при необходимости - отвердители.

Полученная древесная масса попадает в сушилку. Конструкция сушилки может представлять собой традиционную одноступенчатую конструкцию пневматического типа (трубного типа) или же двухступенчатую конструкцию. Задача сушилки - не только сушить, но и выравнивать влажность материала по объему древесной массы (влажность древесной массы на выходе из сушилки не должна превышать 8-9%). После сушилки из древесной массы нужно вытянуть воздух, что достигается с помощью циклонов.

На транспортере также может быть смонтирован воздушный сепаратор, где отбирается крупная фракция волокна (контроль качества измельчения на рафинере - крупная фракция может получиться от недостаточного или недостаточно равномерного нагрева волокна перед измельчением на рафинере).

Формирование ковра и подпрессовка

Участок формирования ковра состоит из двух частей - накопительного бункера, где хранится запас древесной массы для работы в течение 6-8 минут, и непосредственно формирующей машины (mat former). Волокно подается узлом, равномерно распределяющим его по всей ширине дозирующего бункера.

Формирующая машина представляет собой ряд роликовых направляющих, которые подают и выравнивают волокно на ленте транспортера. Несколько съемных валиков равномерно подают поступающее из дозирующего бункера волокно на направляющую пластину, которое затем поступает на формирующую головку. Формирующие вальцы распределяют волокно в заданном технологическом режиме на донный формирующий транспортёр. Формирующие вальцы выставляются по высоте и распределяют волокно равномерно по всей ширине формирующегося ковра. Постав выравнивающих роликов, работающих сверху формируемого ковра, обеспечивает его ровную поверхность.

Сформированный ковёр с высокой точностью взвешивается на ленточных весах. В зависимости от результатов взвешивания регулируется скорость транспортёра дозирующего бункера формирующей установки. Готовый ковер поступает на предварительное прессование (prepressing), где проходят процессы выдавливания воздуха из объема плиты - на специальном участке с перфорированной лентой. Эффективная подпрессовка обеспечивает целостность ковра перед прессом. Толщина плиты здесь уменьшается в 4-7 раз, после чего ковер уже становится похожим на толстую рыхлую плиту заданной ширины (равной ширине ленты конвейера) - в таком виде он и подается на главный пресс (mat conveying).

Прессование

Могут использоваться прессы следующих типов: многоэтажные, одноэтажные, непрерывные и прессы каландрового типа.

Непрерывный пресс одинаково пригоден для производства плит МДФ, ДСтП и ОСБ. Его достоинства: увеличение производительности на 10-20%, снижение разнотолщинности готовой продукции, повышение качества, упрощённое техобслуживание, минимальные затраты на монтаж.

Многоэтажные прессы типа заслужили хорошую репутацию благодаря своей высокой надёжности. Его достоинства: равномерный нагрев всей нагревательной плиты, надёжная гидравлическая система, автоматическая система управления, симультанный механизм, возможность производства дверных полотен.

Одноэтажный пресс спроектирован для увеличения окупаемости линий малой производительности. Особенностями пресса этого типа является: быстрое изменение производственных параметров, проведение изменений длины и ширины плит, обеспечение точной ширины плит и быстрого цикла прессования.

Каландровый пресс представлен компанией «Binos» Производство тонких плит МДФ на базе данного роликового пресса имеет следующие преимущества: незначительные расходы на приобретение стальной ленты, соблюдение точной толщины плит, не требуется шлифование плит, плиты с «прессованной оболочкой».

Промежуточный склад и отделка

Конечная обработка плиты является одним из ключевых процессов в производстве МДФ и включает: линию разгрузки пресса, промежуточнон хранение, линию шлифования, раскрой в размер, линию упаковки.

Линии разгрузки

После прессования излишек по ширине обрезается «на ходу» специальной обрезной пилой. Затем «бесконечная» лента MDF, выходящая из пресса, режется делительной пилой, перемещающейся относительно наблюдателя со скоростью движения плиты по конвейеру (sawing). Эти плиты попадают в веерный охладитель (cooling), где охлаждаются в течение 20-25 минут.

Промежуточное хранение

Может осуществляется «вручную» (с использованием погрузочных мащин) либо быть полностью автоматизирована и обеспечивать управление складом в реальном масштабе времени с помощью компьютерной системы управления.

Линия шлифования

Плиты после пресса могут иметь определенную разнотолщинность, дефекты поверхности. Эти недостатки устраняются в процессе калибровки и шлифования, осуществляющегося в широколенточных многоагрегатных станках.

Раскрой плит в размер

В настоящее время все более необходимо иметь систему раскроя, которая могла бы быстро адаптироваться к нуждам заказчика. Обрезки от распиловки после обработки в дробилке или рубительной машине направляются в энергетическую установку.

Линия упаковки

Линии упаковки могут быть легко приспособлены к различным размерам упаковок и к разным упаковочным материалам.

Облагораживание МДФ плит

Облицовывание древесноволокнистых плит листовыми материалами

Облицовочные материалы

Материалы, используемые для облицовывания древесных плит, можно разбить на три группы:

- плёнки на бумажной основе, получаемые пропиткой бумаг специальными смолами;
- синтетические плёнки;
- бумажно-слоистые пластики (декоративные бумажные ламинаты).

Кэширование плит

Кашированием называют технологию облицовывания древесных плит, при которой плёнка, непрерывно подаваемая из рулона, накатывается на предварительно промазанную клеем пласть. Накатывать плёнку можно одновременно на обе пласти.

Условно различают холодное, тёплое и горячее каширование. Холодное применяется при облицовывании нетермостойкими плёнками, в основном синтетическими, с применением ПВА-клеёв. Отверждение клея обычно происходит в стопе с небольшой нагрузкой сверху. При тёплом кашировании клей наносится на неостывшую (или предварительно подогретую) пласть, что способствует испарению из него влаги и ускорению процесса отверждения. При этом разбухание плиты происходит равномерно и её структура не будет проявляться на наружной стороне облицовки. Для окончательного схватывания клея изделия выдерживаются в стопе. Этот способ подходит для облицовывания плит меламиновыми плёнками, в том числе с финиш-эффектом. Наиболее распространено горячее каширование, оно же термокаширование, при котором применимы различные клеи, в том числе карбамидные. Клей и отвердитель наносятся на поверхность древесной плиты, а облицовочный материал накатывается на неё нагретыми вальцами.

Для каширования применяют каландровые прессы, их комбинации с одноэтажными позиционными короткотактными прессами, а также двухленточные проходные прессы. Технологический процесс начинается с очистки плит от пыли в щёточном станке. По промежуточному роликовому транспортёру плита-основа подаётся в вальцовый станок, где на одну или обе пласти наносится раствор отвердителя. После нанесения отвердителя плита проходит через инфракрасную сушилку для удаления растворителя и затем подаётся в клеенаносящий станок, где на равномерно подсушенный отвердитель наносится термореактивная смола.

Далее плита пропускается через вальцовый пресс, в котором к подготовленной пласти прикатывается бумаж¬но-смоляная плёнка. Вальцы обогреваются термомаслом с температурой около 200 °С. Облицованные плиты после отсечения плёнки поступают на приёмный стол и укладываются в стопу.

При использовании плёнок, на которые уже нанесён слой подсушенного термопластичного клея или плёнок с неполностью отверждённой меламиносодержащей смолы, технологический процесс значительно упрощается. Отпадает необходимость в нанесении и сушке отвердителя и в нанесении термореактивной смолы на пласть. Плита-основа сразу после очистки идёт в вальцовый станок для каширования.

Ламинирование плит

Ламинированием в плитном производстве называют напрессовывание на пласть плиты листов того же формата из пропитанных бумаг с неполностью отверждённой смолой. Обычно это меламиносо¬держащие смолы, которые отверждаются, схватываясь с основой, в горячем прессе, так что наносить клей на поверхность плиты не требуется. Та часть смолы, которая выдавливается на поверхности, обращённые к прокладочным листам пресса, воспринимает структуру последних. Используя соответствующие прокладки, можно получать облицованные плиты с гладкой или тиснённой поверхностью.

В зависимости от назначения облицованной плиты, её покрытие может быть одно- или многослойным. После окончательного отверждения смола превращается в термореактивный полимер, а получаемая плита представляет собой композитный материал, по структуре напоминающий слоистый пластик, только вместо крафт-бумаги использован жёсткий субстрат, то есть плита-основа.

Прежде основным облицовочным оборудованием при ламинировании были многоэтажные горячие прессы, заимствованные из фанерной промышленности. Когда увеличился спрос на мебельные детали с глянцевой поверхностью, в таких прессах стали применять полированные стальные поддоны и охлаждать плиты пресса перед снятием давления. Полированные поддоны требуют очень аккуратного обращения, даже шлифовальная пыль и отпечатки пальцев на них могут снизить качество облицовки. Поэтому на участке ламинирования должна поддерживаться безупречная чистота, а персонал работает в особой одежде и обуви.

Цикл облицовывания в многоэтажном прессе длится несколько минут: в течение этого времени плиты пресса охлаждаются, чтобы можно было выгрузить одни поддоны и загрузить другие. Из-за необходимости отводить горячий теплоноситель, а затем снова доводить его до рабочей температуры энергозатраты при использовании многоэтажных прессов довольно высокие.

На современных предприятиях для ламинирования полноформатных плит используют в основном короткотактные однопролётные прессы. Высокомеханизированные и автоматизированные линии на базе таких прессов позволяют реализовывать высокую скорость отверждения пропиточных смол. Для тиснения поверхности с целью получения негладкой, пористой структуры пресс оборудуется специальными поддонами, предусмотрено приспособление для быстрой смены поддонов.

Цикл прессования при облицовывании состоит из следующих этапов: снижение давления в прессе,  быстрое открытие пресса, выгрузка облицованной плиты с одновременной загрузкой нового пакета, быстрое закрытие пресса,  повышение давления,  выдерживание под давлением.

Обычно типовая оснастка на подобных установках позволяет получать матовую облицовку пласти. Для получения глянцевых облицовок применяют полированные стальные листы в качестве прессующих поверхностей, а высокого глянца у ламинированного покрытия можно добиться только в многоэтажных прессах с охлаждением рабочих плит.

Технология Elesgo

Технология ELESGO (elektronenstrahlgehaertete Oberflaeche) - технология затвердевания поверхности под воздействием электронного луча, разработана концерном HDM (Хольц Даммерс в г.Мёрс ) и компанией DTS в Обергаузене. Компания HDM при изготовлении полов марки ELESGO отказалась от использования меламиновых смол, заменив их акрилатными. Метод производства ламинированных полов ELESGO включает три стадии:
1)изготовление трехслойного ламината, который состоит из двух слоев, каждый из которых обеспечивает прочность к истиранию и к царапинам, и слоя пропитанной акрилатной смолой бумаги с декором;

2)затвердевание ламината при помощи электронного луча, без применения высоких температур и давления;

3)приклеивание ламината к HDF-плите. Химические растворители смол не используются, что значительно повысило экологическую безопасность продукции. Кроме того, отвердевшая акрилатная смола имеет более высокие оптические показатели, чем отвердевшая меламиновая смола.

Облицовывание плит в процессе их изготовления

Облицовывать плиты можно одновременно с изготовлением их в главном прессе. В качестве покрытий применяют термореактивные плёнки и плёнки с финиш-эффектом, в том числе с тиснением. Степень блеска покрытия зависит от используемых прессующих лент. Для получения рисунков с глубоким тиснением в такой производственной линии лучше использовать дополнительный короткотактный пресс. Примерный процесс изготовления облицованной плиты в этом случае состоит из следующих основных операций: формирование ковра; подпрессовка ковра с одновременным измерением его плотности по ширине и весовым контролем, обрезка кромок; подача сверху и снизу бумаги, пропитанной чистой меламиновой смолой; прессование в ленточном прессе; продольная и поперечная обрезка плит, контроль их толщины и массы, отбраковка плит с дефектами; охлаждение плит в веерном охладителе; тиснение в короткотактном прессе.

II. Отделка плит лакокрасочными материалами

Виды отделочных материалов

Отделка полноформатных плит выполняется преимущественно жидкими ЛКМ на вальцовых установках или же на лаконаливных станках, в то время как распылительные устройства чаще применяются для нанесения отделочных составов на мебельные детали.

Отделка плит по пласти бывает прозрачной или укрывистой. Последняя может быть однотонной или декоративной, с нанесённым рисунком. Для создания отделочного покрытия применяют жидкие и пастообразные лакокрасочные материалы.

При первоначальной подготовке поверхностей используют грунты и шпатлёвки, которые помогают уменьшить впитывающую способность плиты-основы и тем самым снизить расход дорогостоящего покровного ЛКМ. Для подготовки плиты к декоративной отделке методом печати применяются пигментированные грунты, позволяющие создать фон, например, для имитации древесной текстуры.

Для создания собственно отделки, то есть защитно-декоративной плёнки на поверхности плиты, используют, в основном, лакокрасочные материалы с плёнкообразователями на основе различных синтетических смол. Укрывистую отделку желаемого цвета получают, нанося на пласть эмаль, то есть непрозрачный пигментированный лак; особенно широко используются грифталевые составы.

Способы отделки древесных плит

Отделка жидкими лакокрасочными материалами чаще всего применятся для твёрдых ДВП малой толщины, а также для MDF и OSB. Типичный процесс укладывается в три операции: шпатлевание, грунтование и собственно лакирование. Шпатлёвкой закрывают поры на поверхности материала, при грунтовании формируется промежуточный слой (грунт), по которому затем наносят рисунок или сплошное однотонное покрытие, а при лакировании создаётся основное отделочное покрытие. Перед отделкой плиты очищаются от пыли в горизонтальном щёточном станке с пылеулавливателем. Рекомендуется затем выдержать их в камере предварительного нагрева, например с инфракрасными излучателями, что позволит аккумулировать тепло, благодаря которому в дальнейшем быстрее высохнет первое покрытие.

Шпатлевать твёрдые ДВП мокрого способа производства обычно не требуется, поскольку у них под отделку идёт гладкая закалённая поверхность. А для стружечных плит и MDF шпатлевание  обязательно.

Отделочный лак наносят распылением, наливом или вальцами. На современных плитных предприятиях преобладает вальцовый способ. Для создания однотонного укрывистого покрытия отделочный состав наносят, пропуская плиты по два-три раза между вальцами и обеспечивая промежуточную сушку в инфракрасной или конвекционной камере. Чтобы нанести на плиту текстурные или иные рисунки, её по нескольку раз прокатывают между валами печатного станка, с которых на отделываемую поверхность подаётся тонкий слой нужной краски, в соответствии с печатной формой. После каждого нанесения краски плита проходит через сушильный канал.

Для нанесения декоров служат многоцветные машины глубокой печати. Такая машина может работать в составе механизированной линии, и после получения на плите печатного рисунка декорированную поверхность тут же покрывают лаками, обычно методом налива.

Крашение плит в процессе их изготовления

На Западе уже находят распространение методы сквозного крашения древесных плит непосредственно в ходе их изготовления. Пропитывать древесину биологически активными веществами, в том числе в целях крашения, тем легче, чем мельче древесные частицы. Проще всего удаётся наносить проникающие составы на тончайшие древесные волокна.

При смешивании волокнистой массы со смолой и при дальнейших операциях плитного производства на цвет получаемого материала влияют многие факторы, которые следует учитывать при подборе как самих красителей (они должны быть мало восприимчивы к пару, а также изменениям водородного показателя и температуры), так и технологических режимов.

Насыщенность и яркость получаемой окраски зависят и от тонкости волокнистой фракции, особенностей древесной породы, от плотности плиты и её гомогенности. Первоначально кажущаяся яркой окраска волокон может измениться как после подпрессовки волокнистого ковра, так и после горячего прессования. Окраска неизбежно тускнеет, по мере того как пропитывание волокон красителем становится более интенсивным. Главные недостатки, во избежание которых следует соответствующие технологические меры при глубоком крашении древесных плит, это неравномерное распределение окрашенных волокон в готовой плите и возникновение в её структуре крупных агломератов. То и другое приводит к нежелательной пятнистости на поверхности плиты.

Легче всего поддаются глубокому крашению плиты MDF. У хорошо прокрашенных изделий цвет пласти и кромки получается одинаковый, и внешний вид их настолько безупречен, что от оклеивания кромок можно отказаться. К тому же кромке нетрудно придать любую форму, например фрезерованием, поскольку обработка резанием не ведёт к изменению цвета материала. То же относится к рельефной обработке пласти.

Для защиты от истирания или для придания более светлого тона поверхности крашенной MDF её иногда покрывают тонким ламинатом или меламиновой плёнкой.

Подробнее с текущей и будущей ситуацией на российском рынке МДФ плит можно познакомиться в отчете – «Рынок МДФ плит в России»

Автор:

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 642-72-28
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru

Об авторе:

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.

• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование