Производство паркетной и инженерной доски

В конце 2017 года случилась настоящая отраслевая интрига: производители паркета в России были взбудоражены запросом одной из федеральных торговых сетей на регулярные поставки крупных объемов трехслойной паркетной и двухслойной инженерной доски на основе дубового шпона. Причем никто не мог внятно объяснить, в чем причина почти ажиотажного спроса…

Трехслойная паркетная доска представляет собой склеенную заготовку с внешним слоем из шпона ценной породы древесины толщиной от 0,6 до 12 мм, поперечным средним слоем толщиной 6–12 мм из твердолиственной или хвойной древесины и продольным нижним слоем из низкокачественной древесины толщиной 6–12 мм.

Двухслойная инженерная доска делается из внешнего слоя шпона ценных пород 0,6–12 мм и основного несущего слоя из фанеры ФСФ толщиной 10–18 мм.

Для конечного потребителя основной плюс этих изделий – геометрическая стабильность формы, простота монтажа (шип/паз) и, конечно, более низкая цена в сравнении с паркетом из массива древесины. Кроме того, паркетная и инженерная доска чаще всего реализуются в магазинах в конечном варианте, то есть уже покрытыми лаком, что является дополнительным преимуществом для покупателя.

Основной плюс для производителей – гораздо меньший расход в производстве ценных пород древесины, и как следствие – снижение себестоимости выпускаемой продукции.

Узнав о резком росте спроса на изделия, многие предприниматели-деревообработчики бросились изучать вопрос производства и обсчитывать себестоимость. Однако необходимо помнить, что, как и у любой другой технологичной продукции, в производстве паркетной и инженерной доски есть нюансы.

Основной из них – коробление готовой продукции. Дело в том, что слои различных пород древесины или фанеры в процессе переклейки смачиваются клеем, и следовательно, в разной степени подвержены короблению. Если в процессе производства не учитывать данный нюанс и не использовать методы стабилизации готовой продукции, ее коробление неизбежно.

Самый простой способ стабилизировать геометрию изделия – использовать при склейке одну и ту же породу древесины на все слои, но это нивелирует саму идею этого вида продукции. Существуют и другие подходы, различающиеся используемой технологией производства.

Есть всего два основных способа производства данных видов продукции, и зависят они от метода прессования: холодное – на обычных гидравлических прессах без дополнительного нагрева, и горячее – с использованием различных видов горячих прессов.

Холодное прессование

Этап подготовки ламелей и шпона мы в рамках этой статьи обсуждать не будем, сконцентрируемся на участке клеения. В принципиальном отношении гидравлические вертикальные прессы – не самые удобные для производства паркетной и инженерной доски: заготовки тонкие, их много, сборка пресса затягивается, при запрессовке большой пакет выгибается из пресса наружу, да и просто собрать полный пресс довольно проблематично. Однако никто не говорит, что это невозможно.

Дальнейший процесс напрямую зависит от выбранной клеевой системы.

ПВА – самый простой по клеенанесению и вместе с тем самый проблемный по качеству выпускаемой продукции вариант. В ПВА любого производителя присутствует вода в несвязанном виде, от 45 до 70%. После клеенанесения вода сразу впитывается в слои древесины, быстро увлажняя их. Происходит резкое увеличение геометрических размеров заготовки. После прессования, которое длится от 20 до 45 минут, заготовка начинает постепенно возвращаться к первоначальному размеру, и начинается коробление готовой продукции.

Именно в варианте использования ПВА для холодной склейки никакие возможные способы стабилизации геометрии готовой продукции не действуют. Коробление либо есть, либо его нет. Единственный возможный вариант снижения процента брака – подбор всех заготовок разных пород древесины по влажности – она не должна превышать 2%. Время выдержки до последующей обработки – от 24 до 72 часов.

Расклеев при этом практически не бывает благодаря пластичности самого ПВА. Однако и механическая прочность получаемых заготовок является наименьшей из всех вариантов.

Плюсы использования ПВА – не только относительная дешевизна самого клея и короткое время прессования, но и возможность использования для клеенанесения подручных средств, прессования при температурах от +5°С, применения любых клеенаносящих устройств.

Минусы использования ПВА – короткое время сборки (не более 15 минут), коробление готового изделия, его низкая механическая прочность, невозможность лакирования готовой продукции на УФ-линиях.

ЭПИ. Эмульсия полимер-изоционата является более удачным выбором клеевой системы, особенно для небольших производств. Благодаря изоционатной составляющей, в клеевом шве появляются дополнительные поперечные связи, что благотворно влияет на механическую прочность и влагостойкость. Часть воды, содержащейся в полиольном компоненте, также связывается изоцианатом. Как итог – качество выпускаемой продукции выше, чем при использовании ПВА, хотя коробление полностью не исключается. Время выдержки готовой продукции до последующей обработки составляет от 1 до 24 часов.

Плюсы использования ЭПИ – короткое время холодного прессования (20–60 минут), возможность клеенанесения подручными средствами и работы при температуре от +5°С, высокая механическая прочность клеевого шва, повышенная влагостойкость, допустимость последующего нагрева готовой продукции при обработке. Ценовой диапазон клеевых систем – средний.

Минусы использования ЭПИ – клей двухкомпонентный, время «жизни» смеси от 30 до 60 минут (в зависимости от производителя), время сборки до 20 минут (в зависимости от расхода клея)*. Неизбежно и влияние человеческого фактора при приготовлении смеси и клеенанесении. Автоматизация процесса нанесения клея приводит к использованию достаточно дорогих и сложных в эксплуатации специальных клеенаносящих машин.

Жидкий однокомпонентный ПУР. Однокомпонентный полиуретан не содержит воды в принципе, и этим все сказано: коробление готовой продукции из-за клея невозможно. Но это самый дорогой вариант клеевой системы. Выбор клеевых систем, различающихся по времени сборки (от 4 до 60 минут), широк. При этом время прессования прямо пропорционально времени сборки и составляет от 15 до 360 минут. Но и здесь есть ограничения – очень высока требовательность к влажности воздуха в цеху: рекомендуемые параметры – от 40 до 65%, минимально возможный уровень – 30%.

Плюсы: отсутствие воды; широкая вариативность систем в зависимости от желаемого времени сборки пакета в прессе; высокая механическая прочность и влагостойкость клеевого шва; эластичность и высокая долговечность клеевого шва; термостойкость готовой продукции; отсутствие коробления готовой продукции; продукция готова к последующей обработке сразу после прессования.

Минусы: высокая цена; невозможность клеенанесения без специальных станков; влажность воздуха на участке склейки не ниже 30%; клей имеет высокую адгезию к любым материалам – требуется обработка специальными составами машин и механизмов.

Горячее прессование

Горячее прессование требуется для существенного ускорения процесса склейки. И здесь основной вопрос при выборе клеевой системы опять упирается во время сборки пакета в прессе, но уже без привязки к последующему времени прессования, которое изменяется несущественно.

На этапе прессования встречаются абсолютно все варианты горячих прессов, чаще всего – многопролетные проходные прессы с автоподачей, что обусловлено быстрым временем прессования, но долгим временем набора одного пакета.

ПВА. При горячем прессовании ПВА использовать можно, несмотря на все его проблемы и особенности. В отличие от холодного прессования возможно применение стопирования для дополнительной стабилизации геометрической формы. По окончании прессования еще теплые заготовки, которые обычно прессуются большими «картами» в размер всего поля пресса, укладываются в одну большую стопку, где происходит их постепенное охлаждение до окружающей температуры. Подобная выдержка в стопе минимизирует количество брака, но полностью избавиться от коробления невозможно.

Таким образом, плюсы клея – низкая цена, возможность клеенанесения подручными средствами. Минусы – коробление, относительно низкая скорость прессования и готовность продукции к последующей обработке, невозможность лакирования на УФ-линиях.

Применение термореактивных смол при изготовления паркетной и инженерной доски позволяют получить наиболее качественный по всем параметрам результат. Это и наиболее дешевый способ производства. Но нужно учитывать их особенность: все смолы – двухкомпонентные, с ними удобнее работать на автоматизированных высокоскоростных линиях, хотя допустимо и вручную.

Плюсы: термореактивная смола не содержит свободной воды; время сборки пакета – до 1 часа (зависит от отвердителя); время склейки измеряется минутами и зависит исключительно от толщины шпона (практически не зависит от применяемого отвердителя), время «жизни» смеси – от 3 до 9 часов (также в зависимости от применяемого отвердителя); высокая механическая прочность и влагостойкость клеевого шва; возможность последующего нагрева заготовок в процессе обработки.

Минусы – склеивание только при температурах выше 60°С; короткий гарантийный срок хранения компонентов (2–4 месяца); обязательность четкого дозирования компонентов.

В остальном смолы используются точно так же, как и ПВА, только коробление практически отсутствует. Стопирование после прессования желательно, но не обязательно. Обработка возможна после остывания заготовки, дополнительная выдержка не требуется.

При подготовке смеси компонентов на небольших производствах обязательно использование весов и тщательное размешивание компонентов, на больших предприятиях используют автоматические миксеры с автоподачей компонентов.

После работы или по окончании времени жизни смеси необходима тщательная промывка теплой водой клеенаносящих устройств. Смолы не имеют адгезии к металлам, поэтому очистка плит прессов или сборочных столов достаточна проста.

При использовании термореактивных смол возможно прессование на обычных горячих горизонтальных прессах, на многопролетных обычных и проходного типа, а также на проходных ТВЧ-прессах.

Самые производительные способы производства

Эти способы, конечно, не подойдут для начинающих производителей, но для общего сведения стоит о них рассказать.

Применение раздельных термореактивных смол возможно исключительно на специализированных линиях по производству паркетной доски, оснащенных двумя парами дозирующих валов с автоподачей компонентов для раздельного нанесения отвердителя и термореактивной смолы. Сначала наносится отвердитель, подсушивается в УФ-камере, затем наносится термореактивная смола. Далее накладывается шпон и заготовка уходит в проходной пресс. Время прессования составляет считанные секунды. На выходе с линии сразу получается законченная заготовка. Из-за короткого цикла смачивания и нагрева брак по короблению практически не встречается.

Термореактивный полиуретан. В России производств с его применением нет, но за границей данная технология используется, причем исключительно на специализированных линиях. Термореактивный полиуретан представляет собой твердый клей-расплав. Предварительно он нагревается в плавителе при температурах 120–150°С и в виде жидкой массы наносится специальной горячей дюзой (110–120°С) на заготовку. Шпон подается сразу после нанесения клея и происходит прикатывание шпона к основе холодными роликовыми прессами. На выходе получается готовая продукция. Обработка возможна сразу. Скорость подобных линий от 20 до 70 м/мин. Широкого распространения этот способ не получил по причине высокой стоимости оборудования да и непосредственно самого клея.

И еще один момент, о котором полезно знать начинающим производителям. Фанеру перед клеенанасением необходимо обязательно шлифовать! На фанерных производствах плиты прессов в обязательном порядке обрабатываются антиадгезионными средствами, поэтому без дополнительной шлифовки ни с каким клеем качественной готовой продукции не получится.

Удачной вам работы!

Михаил ТАРАСЕНКО
pro-kleim.ucoz.ru