Материалы из клееной древесины

К основным видам древесных материалов, изготовленных склеиванием, относятся фанера, плиты различных видов, древесные пластины, гнуто-клееные заготовки из шпона, клееная массивная древесина.

Фанера клееная (ГОСТ 3916). По объему производства является основной продукцией, вырабатываемой на основе склеивания, что объясняется широким применением фанеры как конструктивного, строительного и поделочного материала во всех областях народного хозяйства.

Фанера называется продольной, если волокна в лицевых слоях направлены вдоль длинной стороны, в противном случае – поперечной.

Фанера из древесины как твёрдых, так и мягких пород выпускается нескольких типов и сортов, которые различаются назначением, сроком службы, внешним видом и стоимостью.

По предназначению – строительная, промышленная, упаковочная, мебельная, и конструкционная.

По видам фанеру часто разделяют на два популярных вида — ФК (фанера, получаемая при приклеивании шпона КФС). Обладая меньшими водостойкими характеристиками, ФК используется преимущественно при внутренней отделке помещений, в мебельном производстве, при изготовлении деревянной тары, при работе с конструкциями внутри помещения и ФСФ (фанера, изготавливаемая с применением ФФС, она характеризуется относительно высокой износоустойчивостью, механической прочностью и высокой водостойкостью. ФСФ — один из самых популярных видов фанеры, используется в строительстве, производстве, кровельных работах).

А также выделяют такие виды фанеры:

• ФБА – листы проклеены натуральным альбуминоказеиновым клеем. Преимущество фанеры ФБА в том, что она является экологически чистым строительным материалом, но ее небольшая влагостойкость ограничивает применения этой марки.
• ФБ (фанера, пропитанная бакелитовым лаком). Этот вид обладает максимальной сопротивляемостью воздействию агрессивной среды и может использоваться в условиях тропического климата, при повышенной влажности и даже под водой.
• БС (фанера, пропитанная бакелитовым клеем, С – спирторастворимым). Эта фанера обладает фантастическими свойствами – сверхвысокой прочностью, стойкостью к агрессивным средам, гибкостью, упругостью, водонепроницаема, не гниет, не раскисает. Ее ещё называют авиационная фанера за то, что раньше использовалась только в авиа- и судостроении.
• БВ (фанера, пропитанная бакелитовым клеем, В – водоорастворимый). Эта фанера обладает теми же свойствами, что и предыдущая, за исключением влагостойкости, т.к. клей, применяемый при склеивании слоев – водорастворим.

По типу обработки – ламинированная.

По внешнему виду (определяется количеством сучков на квадратный метр поверхности наружного слоя шпона): E (элита), I, II, III, IV.

По виду обработки поверхностей:

• НШ – нешлифованная фанера;
• Ш1 – материал, шлифованный с одной стороны;
• Ш2 – материал, шлифованный с двух сторон.

Широкая и многообразная область применения фанеры обусловлена многими ее преимуществами по сравнению с массивной древесиной: значительной прочностью в продольном и поперечном направлениях при малом объемном весе, возможностью изготовлять листы больших размеров по площади при сравнительно малой толщине, легкостью придания определенной формы и т.д. Клееная фанера является очень эффективным материалом. Каждый кубометр ее в мебельном, деревообрабатывающем, тарном и др. производствах заменяет 3…4 м³ пиломатериалов.

Клееная фанера представляет собой плоский лист, состоящий из склеенных между собой трех или более листов преимущественно лущеного шпона, с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях. Фанера может состоять из четного или нечетного числа слоев шпона. При четном числе слоев центральная ось симметрии проходит через слой клея, что уменьшит прочность соединения, так как скалывающие напряжения, которые возникают при изгибе, имеют максимальное значение по клеевому слою, уступающему древесине по прочности.

Листы фанеры могут быть толщиной 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 9; 10 и 12 мм. Листы фанеры толще 12 мм называются фанерными плитами. По формату фанеру выпускают обычной (1525х1525, 1525×1475, 1525х1350, 1525х1270, 1525х1220, 1475×1475, 1270х1270, 1220х1220) и большеформатной (1830х1525, 2440х1220, 2500х1250, 3050х1525, 3000х1500.)

Плиты столярные (ГОСТ 13715-78) представляют собой сплошной массивный или полый деревянный щит разной конструкции, оклеенный с 2-х сторон лущеным, строганым шпоном и др. Основная часть столярной плиты – щит, разновидности конструкции которого явились следствием применения плит для разных назначений, например, в мебельной промышленности, судостроении, вагоностроении и строительстве.

Щит сплошной массивный изготавливается из сухих реек или лущеного шпона, оклеенного с двух сторон не менее чем двумя листами лущеного шпона. Рейки в щите могут быть собраны всухую (без клея) или склеены белковыми или синтетическими клеями. Отсюда следуют типы столярных плит:

• НР – несклеенных реек;
• СР – склеенных реек;
• БР – досок, склеенных в блок с последующей их распиловкой на реечные блоки.

Обычно щиты изготавливают из древесины сосны, ели и др. хвойных пород. Для рубашек применяют лущеный шпон из древесины березы, ольхи, липы и др. лиственных пород. Для облицовки – строганый шпон дубовый, ореховый, ясеневый, буковый.

Сорт столярных плит по качеству древесины и обработки регламентируется ГОСТами. Размеры столярных плит: 2500…1525 – длина, 1525…1220 – ширина, толщина – 16, 19, 22, 25 и 30 мм.

Щит полый представляет собой специальную конструкцию в обкладке из массива древесины. Это гофрированный картон, ячеистая конструкция из бумаги, поставленная на ребро, вспененные полимерные материалы и др.

Плиты с полым щитом в отличие от плит с массивным щитом требуют пониженного удельного расхода древесины и имеют меньший вес.

При изготовлении необлицованных плит щит оклеивают с обеих сторон двумя слоями лущеного шпона. Оба слоя (наружный и подслой) должны располагаться по направлению волокон перпендикулярно щиту и быть из древесины одной породы и толщины. Суммарная толщина слоев шпона должна быть не менее 3 мм.

Древесностружечные плиты (ДСтП) (ГОСТ 10632-2007, европейский стандарт EN312) – это листовой материал, получаемый методом горячего прессования древесных частиц, смешанных с синтетическими смолами. Производство ДСтП базируется на широком использовании древесных отходов и низкокачественной древесины, следовательно, оно имеет большое значение в комплексном, рациональном использовании сырья.

ДСтП находят широкое применение в мебельном производстве, строительстве и других отраслях народного хозяйства. Эти плиты хорошо обрабатываются и отличаются однородностью свойств в различных направлениях по плоскости.

Классифицировать ДСтП можно следующим образом:

1. По способу прессования различают: плиты плоского прессования, когда давление направлено перпендикулярно плоскости плиты, и плиты экструзионного прессования (способ выдавливания) – давление направлено параллельно плоскости плиты. При первом способе стружка ложится параллельно пласти плиты. Эти плиты имеют большую прочность на растяжение параллельно плоскости плиты. При водопоглощении – значительно разбухают по толщине. При производстве ДСтП вторым способом стружка располагается перпендикулярно плоскости плиты. ДСтП имеют низкую механическую прочность в направлении плоскости плиты, разбухание по толщине ничтожно мало, зато увеличение по длине и ширине больше, чем у плит плоского прессования.
2. По конструкции плиты плоского прессования делятся на однослойные, трехслойные и многослойные. В однослойных плитах размерный состав древесных частей однообразен по сечению. Характерна простота изготовления и невысокое качество поверхности. В трехслойных и многослойных плитах размер древесных частиц постепенно возрастает от поверхности к середине плиты. Такая конструкция обеспечивает хорошее качество поверхности, повышает прочность при изгибе, однако наличие резкой границы между слоями приводит к расслоению.
3. По физико-механическим показателям – на марки П-А и П-Б.
4. По качеству поверхности – на I и II сорта.
5. По виду поверхности – с обычной и мелкоструктурной (М) поверхностью;
6. По степени обработки поверхности – на шлифованные (Ш) и нешлифованные;
7. По гидрофобным свойствам – с обычной и повышенной (В) водостойкостью;
8. По содержанию формальдегида – на классы эмиссии Е-1 – допускаемый содержание свободного формальдегида не более 8 мг, Е-2 от 8 до 30 мг формальдегида нам 100 г веса питы.

В качестве связующего используются в основном КФС и ФФС. Плиты на основе фенолоформальдегидных клеев обладают повышенной атмосферостойкостью (температурно-влажностное воздействие) по сравнению с плитами на карбамидоформальдегидных клеях.

ДСтП повышенной атмосферо-, огне- и биостойкости изготавливаются на минеральных вяжущих, в том числе на каустическом магнезите. Плотность этих плит 1150…1300 кг/м³.

ДСтП хорошо обрабатываются, окрашиваются, склеиваются с древесиной, металлами.

ДСтП выпускают толщиной 3 мм и более с градацией 1, длиной  1830, 2040, 2440, 2500, 2600, 2700, 2750, 2840, 3220, 3500, 3600, 3660, 3690, 3750,
4100, 5200, 5500, 5680, предельное отклонение ±5,0 мм, шириной 1220, 1250, 1500, 1750, 1800, 1830, 2135, 2440, 2500, предельное отклонение ±5,0 мм.

Плиты с ориентированным расположением стружки (OSB) изготавливают из крупноразмерной, узкой и длинной стружки (стренды), которые при формировании ковра располагаются в одном направлении (однослойные питы) и с перекрестной ориентацией частиц (трехслойные). Эти плиты составляют серьезную конкуренцию строительной фанере благодаря высокому качеству плит и из-за высокой стоимости клееной фанеры.

Европейский стандарт (EN 300) различает четыре типа плит OSB:

• OSB/1 – плиты общего назначения, пригодные для использования в интерьере, в том числе в изделиях мебели;
• OSB/2 – плиты конструкционные для использования внутри помещений;
• OSB/3 – плиты конструкционные, влагостойкие;
• OSB/4 – плиты конструкционные, повышенной прочности и влагостойкости.

Плиты конструкционные используются для сооружения стен, полов и перекрытий, а также строительных балок.

Плотность плит OSB составляет, как правило, 610-670 кг/м³. Плиты выпускают форматом 1220×2440 мм, 1220×3600 мм, 915×1830 мм, от 6 до 38 мм. Наиболее востребованы плиты толщиной 10-18 мм.

Основной областью применения плит OSB является строительство и отделка интерьеров, поэтому основным связующим являются фенолоформальдегидные смолы, которые в сочетании с парафином дают материал высокой водостойкости. В Европе применяют и меламиновые связующие – для плит, используемых в мебельном производстве, в изготовлении упаковок и других целей.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) (европейский стандарт EN 622) – листовой материал, изготавливаемый путем горячего прессования или сушки массы из древесного волокна, сформированной в виде ковра. Сырьем служат отходы лесопиления и деревообработки, технологическая щепа и дровяная древесина. Для улучшения эксплуатационных свойств в массу добавляют упрочняющие вещества (синтетические смолы), гидрофобизаторы (парафин, церезин), антисептики и др.

Исходя из особенностей производства, различают: плиты, изготовленные мокрым способом производства (ГОСТ 4598-86) и плиты, изготовленные сухим способом.

По твердости различают ДВП сверхтвёрдые, твёрдые, полутвёрдые, мягкие и MDF.

По внешнему виду твердые и полутвердые плиты могут быть односторонней гладкости (при мокром способе производства) и двухсторонней гладкости (при сухом способе производства).

По виду лицевой поверхности:

• с необлагороженной лицевой поверхностью;
• с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы (С);
• с подкрашенным лицевым слоем (П);
• с подкрашенным лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы (СП);
• с рельефным рисунком (фактурная поверхность);
• с профилированной поверхностью.

По виду отделки плиты могут быть с эмалевым покрытием, облицованные синтетическими пленками и т.п.

По механической обработке различают плиты шлифованные и нешлифованные, а также рустованные с продольными и поперечными канавками; перфорированные с круглыми или щелевидными отверстиями.

По специальным свойствам плиты могут быть огнестойкими, биостойкими, атмосферостойкими, звукопоглощающими.

По назначению ДВП делятся на

• плиты общего назначения;
• для изготовления деталей к автомобилям;
• для покрытия полов;
• для устройства санитарнотехнических кабин и др.

Наибольшее распространение получили плиты мокрого и сухого способов производств.

В зависимости от прочностных характеристик плит их широко применяют в деревянном домостроении, как в качестве конструкционного материала, так и звуко- и теплоизоляционного материала, в автомобилестроении, в производстве мебели.

Плиты древесноволокнистые средней плотности (MDF) (ТУ 5536-026- 00273643-98, европейский стандарт EN622-5) – сравнительно новая продукция среди твердых древесных листовых материалов. Плиты MDF получают сухим способом. Структура таких плит более плотная и отличается равномерностью по всей толщине плиты, что позволяет получать из MDF мебельные детали с профильными кромками или фрезеровать на пласти детали рельефный рисунок любой сложности.

По физико-механическим свойствам плиты MDF делятся на две марки – ПСП-А и ПСП-Б. По содержанию формальдегида – на классы токсичности Е-1 и Е-2. По качеству поверхности на сорта – 1 и 2. Наибольшим спросом пользуются плиты толщиной 10-30 мм – как конструкционный материал для мебели. Типовой размер для российских плит 2440×1830 мм.

Слоистые древесные пластики (ДСП) (ГОСТ 13913—78) представляют собой слоистый материал, изготовленный из листов лущеного шпона, пропитанных фенолоили крезолоформальдегидными смолами и склеенных между собой в процессе термической обработки под высоким давлением.

ДСП предназначены для изготовления втулок и вкладышей подшипников, червячных передач, зубчатых колес и др. Основная область применения – машиностроение.

Древеснослоистые пластики ДСП изготовляют следующих марок:

• ДСП- А, ДСП-Б;
• ДСП-Б-э;
• ДСП-Б-м;
• ДСП-Б-т;
• ДСП-Б-о;
• ДСП-В;
• ДСП-В-э;
• ДСП-В-м;
• ДСП-Г;
• ДСП-Г-м.

Буквы А-Г расшифровывают следующим образом:

• А – волокна древесины шпона во всех слоях имеют одинаковое направление;
• Б – каждые 8-12 слоев с одинаковым расположением волокон чередуются с одним слоем с перпендикулярным направлением волокон;
• В – направление волокон в смежных слоях шпона взаимно перпендикулярно;
• Г – смежные слои смещены на 45°; «э», «м»,

«т», «о» определяют назначение материала:

• электроизоляционные детали;
• самосмазывающиеся антифрикционные детали;
• предназначен для текстильной промышленности;
• конструкционный и антифрикционный материалы соответственно.

Размеры цельных листов и плит древесных слоистых пластиков, мм, следующие:

• длина 700; 750; 1150; 1200; 1500;
• ширина 750; 950; 1200; 1500;
• предельные отклонения ±10;
• толщина 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10 и 12 с предельными отклонениями для разных толщин от ±0,2 до ±1,5.

Для изготовления древеснослоистых пластиков используют, как правило, березовый лущеный шпон по ГОСТ 99-75.

Физико-механические характеристики древеснослоистых пластиков значительно выше, чем прессованной древесины. Для плит цельных разных марок толщиной более 15 мм плотность находится в пределах 1230…1300 кг/м³, влажность 6…10 %. Предел прочности при растяжении вдоль волокон 127…265 МПа. Предел прочности при статическом изгибе вдоль волокон в пределах 176…294 МПа.

Гнутоклееные заготовки из шпона – это слоистый материал, которому в процессе склеивания придают требуемую форму.

Гнутоклееные заготовки разделяются на два основных вида: прямолинейной формы и криволинейной, могут быть замкнутые, симметричные и несимметричные.

Для повышения эстетических свойств изделий заготовки облицовывают строганым шпоном, пленками на основе бумаги и другими листовыми материалами.

Использование клееных заготовок дает возможность снизить расход древесины за счет большего полезного выхода в 2-3 раза, сократить число операций механической обработки, сборки, иногда совместить склеивание с отделкой.

Клееные прямоугольные заготовки – плиты специального назначения, склеенные из специально раскроенного шпона.

Криволинейные заготовки с кривизной любого радиуса представляют собой материал, изготовленный из шпона толщиной 0,55…2,2 мм, склеенного синтетическими смолами в процессе горячего склеивания с одновременным гнутьем.