Что такое скримбер, или правильно ли мы измельчаем древесину
Переработка вторичного сырья лесозаготовки и деревообработки, как правило, начинается с измельчения в рубительной машине, которая выполняет самую тяжелую работу – разрушает древесину в направлении наибольшей прочности, то есть вдоль волокон.
Так производят технологическую или топливную щепу. Из круглых лесоматериалов можно сразу получить стружку (минуя этап щепы), а путем истирания прогретых сортиментов – волокна. Эти полуфабрикаты затем используются для производства стружечных или волокнистых плит, топливных гранул или брикетов, древесно-полимерных композитов.
Очевидно, что любой материал лучше разрушать в направлении минимальной прочности. В случае древесины – поперек волокон. Прочность древесины при растяжении поперек волокон в 20–50 раз ниже прочности при растяжении вдоль волокон. Тем не менее на стадии первичного измельчения господствуют рубительные машины, разрушающие древесину вдоль волокон.
![Рис. 1. Схема производства скримбера](https://lesprominform.ru/media/jarticles/tmb/00021541--w400--h400.png)
Измельчать древесину поперек волокон, то есть расщеплять на волокна, можно путем раскалывания или раздавливания при прокатке через вальцы. Еще 30 лет назад в Австралии было создано предприятие по производству материала скримбер (Scrimber). В качестве сырья использовались стволы молодых деревьев после рубок ухода. Отсортированный кругляк подавали в раздавливающие вальцы для продольного расщепления без разрушения структуры древесины, а затем в аппарат с профильными вальцами, где полученная масса разравнивалась с сохранением направления волокон и из их равномерно распределенных прядей формировался ковер. Непрерывное полотно из волокнистой массы высушивали до влажности 5%, разделывали на заготовки, которые укладывались одна на другую, подпрессовывались, и полученные «слоеные пироги» раскраивали на продольные блоки длиной 12 м. В индукционном прессе из блоков формировали продукцию конечной плотности и требуемых размеров. Полученные таким способом балки применялись в строительстве, промышленности и для декоративных целей.
Эстафету подхватила канадская фирма TimTek, выпускаемый ею аналогичный материал называется скримтек (Scrimtek). Упрощенная схема производства скримбера следующая (рис. 1).
![Рис. 2. Общий вид скрима и готового изделия](https://lesprominform.ru/media/jarticles/tmb/00021542--w400--h400.png)
В качестве сырья для производства скримбера можно использовать маломерную и низкосортную древесину почти всех пород, полученную при рубках ухода, а также деревья, пораженные насекомыми или пострадавшие от пожара. Стволы диаметром 8–18 см после окорки и прирезки на нужную длину раздавливаются на линии вальцовых станков – подвергаются скриммингу. Получаемый в итоге материал сохраняет волокнистую структуру древесины и называется Scrim (рис. 2).
Скрим (с диаметром пучков волокон около 7 мм), высушенный камерным способом до влажности 20%, смешивается со связующим (примерно 12% фенолоформальдегидной смолы по сухому остатку) и снова подсушивается до влажности 6–7%. Далее собирается в пакет и после холодной подпрессовки окончательно прессуется в горячем прессе при высоком давлении.
Скримбер отличается высокой плотностью (до 900 кг/м3 и более) и прочностными показателями, превосходящими даже прочностные показатели шпоновых досок LVL. К тому же скримбер-брусья и доски характеризуются очень низким водопоглощением, высокой стабильностью формы и размеров, поэтому используются в каркасном домостроении, производстве окон, дверей и покрытий пола, а также в мебельной индустрии.
В конце 1990-х годов производство подобного материала из бамбука было налажено в Китае. Бамбуковые стволы после раскроя на нужную длину (в зависимости от размеров пресса) и радиального раскалывания превращаются в полосы, которые пропускаются через специальный вальцовый станок, в котором распускаются на волокна. Волокнистая масса пропитывается раствором фенольной смолы и высушивается до влажности не выше 10%, а затем либо закладывается в формы и прессуется при очень высоком давлении (60 МПа) с получением брусьев плотностью до 1300 кг/м3, либо формируется как ковер, из которого горячим прессованием изготавливают плиты толщиной от 15 до 40 мм.
Скримбером сегодня также стали называть композитный материал из полос лущеного шпона толщиной примерно 2 мм. Шпон пропитывается синтетической смолой, высушивается и прессуется под давлением с получением брусьев плотностью 780–940 кг/м3. В России подобный материал называют древесно-слоистым пластиком. Его изготавливают из тонкого березового шпона в виде плит толщиной до 60 мм и плотностью до 1200 кг/м3 и используют как заменитель цветных металлов в машиностроении.
Вообще технология раздавливания древесины весьма перспективна в России, где сегодня избыток лиственных балансов, причем довольно дешевых. Новый материал может составить серьезную конкуренцию плитам OSB, сырьевая база которых ограничена. Для производства волокнистых плит MDF требуется сравнительно дорогая стволовая древесина, к тому же размол на волокна – энергоемкий процесс. Преимущества новой технологии не только в доступной сырьевой базе, но и в простоте измельчающего оборудования (на сайте компании TimTek можно видеть линию измельчения в виде мощных раздавливающих вальцов, числом не менее 4 пар, с различным профилем рабочих элементов) и относительно низких энергозатратах на измельчение древесины.
Если измельчать сырье до частиц толщиной примерно 1 мм, то вследствие их эластичности древесная масса станет сыпучей. Значит, ее можно применять для производства плит MDF по отработанной технологии с получением качественно новой продукции высокой прочности. А при формировании ковра можно использовать перекрестную ориентацию частиц (как в технологии изготовления OSB-плит), с тем чтобы выпускать материалы, одинаково прочные в продольном и поперечном направлении.
В Канаде и странах Азии сейчас широко распространена технология прессования скрима при высоком давлении с получением материала, характеризующегося не только очень высокой прочностью, но и большим весом. В строительстве не требуются сверхпрочные и сверхтяжелые несущие, а тем более ограждающие конструкции. Рациональнее может быть технология прессования при давлении 2–2,5 МПа, применяемая сегодня в производстве фанеры и большинства древесных плит.
Текст Владимир Волынский