Текст книги "Материаловедение для дизайнеров интерьеров. Том 1"

Древесностружечные плиты (ДСП) доводятся до номинальных размеров путем шлифовки. Выпускаемые деревообрабатывающей промышленностью плиты имеют толщину от 8 мм до 28 мм с градацией 1 мм (для шлифованных). Стандарты по длине варьируются от 2440 мм до 5500 мм, в ширине – от 1200 мм до 2440 мм.

Существует несколько сортов ДСП. Сорт ДСП определяется исходя из качества его поверхности.

Плиты первого сорта (шлифованное ДСП) имеют идеально ровную отшлифованную поверхность без царапин, сколов, и других механических дефектов, края ровные. Плита не имеет покрытия, то есть, ее лицевая сторона отражает ее структурное наполнение. Плита может ламинироваться меламиновой пленкой (внешне такая пленка напоминает пластик) с рисунком, в основном, под дерево, или фанеруется. Цена ламинированного ДСП на порядок выше, чем шлифованного. В основном плиты этого сорта используются для изготовления мебели.

Плиты второго сорта это выбраковка первого сорта (но не брак!), отличаются лишь небольшими сколами либо царапинами и по цене оно обычно ниже, чем ДСП первого сорта. Такое шлифованное ДСП применяют на строительных объектах.

Плиты третьего сорта это обычно некачественная продукция (брак), имеет видимые сколы, трещины и механические дефекты, отслоение по краям. Применяется в местах, не доступных для обзора, например для опалубки, изготовления внутристенных перегородок и т. д.

Для применения в мебельном производстве на ДСП наносят декоративное покрытие из пленок, шпона, бумажно-слоистого пластика (ламината) и лака. Иногда внешние, более плотные слои делают из мелкодисперсной стружки. Особой популярностью пользуется меламиновое покрытие, отличающееся высокой прочностью, устойчивостью к воздействию высоких температур и влаги. Но считается, что ламинат толще, прочнее и долговечнее.

Ламинат – защитное и декоративное покрытие, которое представляет собой слой специальной бумаги с рисунком, пропитанный синтетической смолой (чаще всего меламиновой). После пропитки меламиновой смолой бумага становится жесткой. Затем с помощью прессования пленка прочно соединяется с поверхностью ДСП. Ламинированной плите ЛДСП не страшны трение, царапины, пятна, вода, высокая температура, ультрафиолет, бытовая химия.

ДСП отличает качество поверхности, относительная экологичность, высокая прочность, легкость обработки кромок и фрезерования. Благодаря этим преимуществам ДСП нашли широкое применение в строительстве. Это в основном внутренняя отделка помещений, изготовление дверей, подоконников, выставочных конструкций, стеллажей, использование как основа под потолки и настил под полы, обшивка наружных стен, временные ограждения или иные конструкции. В мебельном производстве ДСП применяют для изготовления корпусной мебели, каркасов мягкой мебели, мебельных заготовок, столешниц, детской и кухонной мебели, мебели для офиса, прихожих.

5.6.4. ДВП мягкие теплоизоляционные

Производятся из мелкостружечного материала путем сушки «ковра» без горячего прессования. Они характеризуются высокой пористостью, малой теплопроводностью, но низкая прочность ограничивает область их использования. Применяются только в строительстве в качестве теплоизоляционного материала. Эти плиты имеют толщину от 12 мм до 20 мм. Они не выделяют никаких вредных летучих веществ, т. к. не содержат никаких полимерных связующих. По своим теплоизоляционным свойствам плита толщиной 20 мм сопоставима с кирпичной кладкой толщиной 150 мм или брусом из сосны толщиной 70 мм. Но эти плиты очень пожароопасны, гигроскопичны, являются благоприятной средой для развития микрофлоры, насекомых, плесени. Этот материал может самовозгораться точно так же, как не просушенное сено и зерно в элеваторе, как торфяник. В рыхлой массе очень плохой отвод тепла, оно аккумулируется внутри материала, начинаются экзотермические реакции окисления с кислородом воздуха с ускорением. В результате возникает возгорание. Такой процесс может вполне произойти в доме, утепленном мягкими теплоизоляционными ДВП.

Так что применение мягких теплоизоляционных ДВП в качестве теплоизоляции на сегодняшний день нецелесообразно, поскольку существует много других теплоизолирующих материалов.

5.6.5. МДФ или MDF – древесная плита средней плотности

Производится путем прессования очень мелких древесных опилок (древесная пыль), склеивания их между собой связующим (формальдегидными смолами или лигнином и синтетическим парафином) и последующей шлифовкой. По сути, это ДВП средней твердости, только плита толстая. Поэтому плотность МДФ большая, материал тяжелый, влагонепрницаемый и прочный по сравнению с ДСП. Используется в основном для производства мебели, для отделки помещений как стеновые панели, ламинированное напольное покрытие и т. д.

МДФ прочнее дерева, ДСП и ДВП. Многие специалисты склоняются к тому, что плиты МДФ по влагостойкости и механическим характеристикам превосходят натуральное дерево. МДФ очень пластичен – его можно фрезеровать и изготавливать из него фигурные детали.

Выпускают водостойкие плиты МДФ. На таких плитах не образуется плесень, грибок, он выдерживает перепады температур. Мебель из водостойких МДФ можно установить в неотапливаемых помещениях: лоджии, на застекленном балконе, в гараже, на кухне, в ванной.

МДФ активно конкурирует с ДСП. МДФ широко используется при изготовлении кухонной мебели, так как хорошо переносят влажную среду, а высокая механическая прочность МДФ позволяет использовать их при изготовлении мебельных фасадов. Плиты МДФ устойчивы к различным грибкам и микроорганизмам, что делает изделия из них гигиеничными и безопасными в быту. Изделия из МДФ часто стоят на 60–70 % дешевле, чем аналогичные изделия из цельного дерева.

Плиты МДФ, как и ДСП, облицовывают натуральным или синтетическим шпоном, бумагосмоляной пленкой, пленкой ПВХ (поливинилхлорид), ламинатом.

Размерный ряд плит МДФ по толщине в мм: 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16, 18, 19, 22, 24, 25, 30, 35, 40; по габаритам в мм: 2440х1220, 2440х1830, 2440х2050, 2620х1220, 2800х2070, 2620х2070, 2800х2080.

5.6.6. ШДФ или ХДФ или HDF (древесная плита высокой плотности)

HDF плиты по технологии производства и физико-механическим характеристикам схожи с MDF панелями, однако имеют более плотную структуру и улучшенные свойства. Это листовой материал, толщина обычно 3–4 мм, но может быть от 1,5 мм до 10 мм. Производятся также перфорированные HDF панели и плиты HDF повышенной влагостойкости.

Используется материал в качестве основы для отделочных материалов (напольная ламинированная доска – ламинат), а также в мебельном производстве в роли задних стенок мебели, дна ящиков, внутренних дверей, также используются для облицовки стен, в качестве подвесных потолков и пр.

Декорированные плиты HDF (лакированные) производятся из шлифованных плит. Декорирование (придание определенного цвета) предназначено в основном для применения в мебельной промышленности. Декорированные HDF имеют повышенную стойкость лакированной поверхности к атмосферным условиям и химическим веществам, такие плиты очень просто содержать в хорошем состоянии и ухаживать за ними. Шлифованные и декорированные HDF плиты пригодны для распила, они крайне устойчивы к механической обработке. Декорированные HDF изготавливаются в разнообразной гамме декоров.

Все древесноволокнистые плиты HDF (необлицованные, покрытые однотонным лаком или с декором под дерево) могут подвергаться дальнейшей обработке:

– высверливание отверстий под фурнитуру,

– скашивание углов,

– сверление,

– создание гибкого модуля,

– фрезеровка,

– распил и раскрой,

– перфорация.

5.6.7. OSB-плита (ОСП, ориентированная стружечная плита)

OSB-плита это многослойная древесная плита, изготовленная из ориентированной определенным образом щепы и стружки при высоком давлении и температуре и связанной синтетической смолой с добавлением синтетического воска. Во внешних слоях заметно направленное расположение достаточно крупной стружки, это главное визуальное отличие от ДСП. Для изготовления OSB используется тонкомерная и неделовая быстрорастущая древесина, что удешевляет материал. Чаще всего OSB имеет два наружных слоя и один-два внутренних. В наружных слоях стружка ориентирована продольно, во внутреннем – поперечно. Используется принцип фанеры.

По своим физико-механическим свойствам OSB близка к фанере и в несколько раз превосходит по свойствам ДСП и МДФ. OSB отличается от ДСП большей плотностью, большим удельным весом, толщиной и прочностью. В качестве связующего используются те же смолы, что и в фанере, ДСП, МДФ. Концентрация смол также составляет по массе от 12 до 14 % от исходной композиции. Плиты OSB уступают фанере по прочности и водостойкости, но стоят существенно дешевле и не имеют таких структурных дефектов фанеры, как сучки и пустоты. OSB отличается стабильностью формы, большой устойчивостью к изменяющимся погодным условиям, к ударам, глушением звуков, податливостью к обработке и переработке. За счет ламинирования достигается повышение водостойкости плиты до уровня, на котором она может применяться в опалубке.

Основные области использования плит OSB:

– жилищное каркасное строительство;

– многоразовая опалубка (ламинированные OSB);

– автомобилестроение;

– изготовление мебели;

– упаковка;

– дизайн интерьера;

– внутренние и наружные стены, перегородки;

– основание для всех типов напольных покрытий;

– ограждающие конструкции;

– выставочные стенды, прилавки, подсобные помещения.

Использование OSB может быть очень ограниченным в мебельной промышленности и машиностроении, в производстве тары.

Приведенные области применения OSB – это бесшабашная российская действительность, несмотря на известные данные о вреде синтетических смол, используемых в качестве связующего (см. раздел «Проблема экологичности древесно-стружечных материалов»).

5.6.8. Проблема экологичности древесно-стружечных материалов

В разделе использованы материалы статьи «Древесно-плитные материалы», автор В. В. Мальцев, зам. ген. директора по науке ОАО «Гипролеспром», д. х. н., академик РАЕН, главный эколог РФ по деревянному домостроению, В. Г. Николаев, эксперт-аналитик с сайта http://www.ecrushim.ru/articles/pg136.php).

Древесно-стружечные материалы (ДВП, ДСП, МДВ, HDF, OSB-плита, фанера) используются при производстве мебели, для отделки помещений в виде стеновых панелей, ламинированного напольного покрытия (ламината), для устройства перегородок и т. д.

Все древесно-стружечные материалы (ДВП, ДСП, МДВ, HDF, OSB-плита, фанера) содержат связующее, которое собственно и склеивает стружку или опилки. В качестве связующих используются формальдегидные смолы (карбамидно-формальдегидная, меламиноформальдегидная, фенолформальдегидная или мочевиноформальдегидная). Все эти смолы имеют высокую токсичность. Но если два первых вида смол выделяют в воздух помещений формальдегид и метанол, то фенолформальдегидная смола выделяет еще и фенол. Они содержатся в воздухе помещений в концентрациях, порой значительно превышающих предельно-допустимые концентрации (ПДК).

При синтезе формальдегидных смол реакция поликонденсации формальдегида с мочевиной не завершается и останавливается на стадии неустойчивого равновесия, на которой формальдегидная смола содержит 0,1..0,5 % формальдегида. При изготовлении древесно-стружечных материалов остаточный формальдегид осаждается на частицах древесины и во время эксплуатации выделяется в окружающий воздух. При стандартных условиях эксплуатации твердые формальдегидные смолы постоянно выделяют формальдегид за счет разложения метиленэфирных связей и метилольных групп.

Формальдегид (от лат. formica «муравей») – бесцветный газ с острым запахом, химическая формула CH2=O, хорошо растворимый в воде, спиртах и полярных растворителях. Другие названия: метаналь (международное), муравьиный альдегид (устаревшее). При любых путях поступления в организм человека формальдегид быстро и полно всасывается. Он токсичен, накапливается в костном мозге, негативно воздействует на генетический субстрат, репродуктивные органы, раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки, отравляет центральную нервную систему, особенно зрительные органы и сетчатку глаз. Он нарушает обмен витамина С и угнетает синтез нуклеиновых кислот, обладает мутагенным действием, раздражает верхние дыхательные пути. В человеческом организме, в частности, в печени, формальдегид превращается в метанол и муравьиную кислоту. Может вызывать появление носоглоточного рака и дегенеративные процессы в паренхиматозных органах. Есть данные о том, что это вещество может приводить к лейкозам.

Симптомы хронического отравления формальдегидом (то есть когда в помещении постоянно присутствует довольно высокая концентрация формальдегида): бледность, упадок сил, бессознательное состояние, депрессия, затрудненное дыхание, головная боль, нередко судороги по ночам.

Водный раствор формальдегида называется формалин. Он вызывает денатурацию белков, поэтому применяется в качестве дубителя в кожевенном производстве и дубления желатина при производстве кинопленки. Из-за сильного дубящего эффекта формальдегид также является и сильным антисептиком, это свойство формалина используется в медицине как антисептик (формидон, формагель и подобные препараты) и для консервации биологических материалов (создание анатомических и других препаратов).

Метанол (метиловый спирт, древесный спирт, оксиметан, карбинол, метилгидрат, гидрооксид метила) представляет собой летучую бесцветную жидкость. Хорошо растворяется в спиртах и ряде органических веществ, легко смешивается с водой в любых пропорциях. Метанол широко используется в химической промышленности на производствах (как растворитель лаков, красок и т. п.), в лабораториях при производстве анализов, как горючее для спортивных автомобилей и мотоциклов и т. п.

Метанол является сильным и опасным для человека ядом. Он может проникать в организм при вдыхании воздуха, насыщенного его парами, через кожу, при мытье рук и смачивании одежды. Наиболее опасный путь отравления метанолом – попадание яда внутрь. Попадая в организм, метанол сильно поражает нервную и сердечнососудистую системы. Особенно активно он воздействует на зрительный нерв и сетчатую оболочку глаза. При повторном употреблении малых доз он накапливается в организме.

Фенол (карболовая кислота, оксибензол) – бесцветные игольчатые кристаллы, розовеющие на воздухе из-за окисления, обладает специфическим запахом гуаши. Фенол ядовит. В виде паров или пыли раздражает слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу. При разовом или нерегулярном воздействии небольших доз фенола наблюдается утомление, головокружение, головная боль, снижение иммунитета, обострение аллергических реакций. При регулярном воздействии пары фенола приводят к хроническим заболеваниям печени и почек.

В 2004 году формальдегид официально признан опасным канцерогеном и внесен Всемирной Организацией Здравоохранения в список канцерогенных веществ.

Карбамидоформальдегидные смолы не содержат опасного для здоровья фенола, но при этом отличаются более высокой растворимостью в воде. Поэтому древесно-стружечная плита, склеенная карбамидоформальдегидной смолой, имеет гораздо меньшую влагостойкость и несколько меньшую механическую прочность. Однако при проведении внутренних работ, особенно в жилых помещениях, рекомендуется использовать именно ее. Но на практике пока традиционно преимущественным спросом пользуются плиты класса Е1 из-за более низкой стоимости, что не позволяет предприятиям расширять производство класса Е0.

В России государственный стандарт определяет ПДК (предельно-допустимая концентрация) формальдегида в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м³. Порог восприятия запаха формальдегида находится в пределах 0,07—0,4 мг/м³. Так что превышение допустимой концентрации формальдегида в воздухе можно почувствовать обонянием.

Российские нормы по содержанию формальдегида в древесно-стружечных материалах устанавливают так называемые классы эмиссии (Е1, Е2). Это количество миллиграмм формальдегида на 100 г абсолютно сухого вещества.

Класс Е1 – эмиссия формальдегида не более 10 мг на 100 г (в Европе 8 мг)

Класс Е2 – эмиссия формальдегида 10–30 мг на 100 г

Класс Е0 – эмиссия формальдегида не более 5 мг на 100 г – существует только в Европейских стандартах. Такие плиты чаще всего используются для изготовления специальной мебели, например детской или медицинской. Цена такой плиты на 60 % выше обычной ДСП. При этом покрытие (пленка, краска, лак) – обязательны. В Европе детскую мебель из древесно-стружечных материалов производители обязаны покрывать лаком или эмалью.

В советское время в 60-е – 70-е гг. была другая классификация и классы эмиссии доходили до Е4. Сейчас такого ДСП давно не производят.

Класс эмиссии должен быть указан на маркировке плиты, а также в сертификате качества (или сертификат соответствия) и гигиеническом заключении. Визуально или каким либо другим способом невозможно определить класс эмиссии в бытовых условиях, это возможно лишь в лаборатории.

Считается, что плита ДСП класса эмиссии формальдегида Е1 не представляет угрозы для человека. Эмиссия формальдегида резко снизится, если поверхности ДСП покрыть лаком или покрасить, заделав все поверхности и торцы. Шпонированные и ламинированные древесностружечные плиты являются основным материалом, применяемым для изготовления мебели. Лицевая сторона плиты уже на производстве покрывается бумажно-смоляными пленками (слоистый пластик), шпоном или полимерными пленками. Необходима обработка и обратной стороны плиты (покрытие лаком, краской), тогда эмиссия формальдегида резко падает.

ДСП не рекомендуют класть для утепления пола. Категорически запрещается ставить мебель из ДСП вблизи отопительных приборов. Под воздействием тепла скорость выделения вредных веществ из ДСП увеличивается. Если в квартире имеется мебель из ДСП, необходимо чаще проветривать комнаты, но во избежание риска желательно заменить ее более экологичной. Экологичность того или иного материала зависит от количества в нем формальдегида.

В большинстве квартир уровень формальдегида достаточно велик. МДФ – самый серьезный источник формальдегида, найденный в жилых помещениях. А в России даже встречаются в продаже экраны на радиаторы, сделанные из ДВП или НДФ!

Мебель, изготовленная из натурального дерева, тоже может быть источником формальдегида. В данном случае им становится лакокрасочные и прочие материалы, которыми обработали мебель, особенно в течение первых месяцев после применения.

Высококачественный МДФ состоит из опилок, которые склеены между собой дорогим клеевым составом на основе изоцианатов или лигнином (вещество, входящее в состав натуральной древесины и выделяющееся при ее нагревании) и парафином. Такое производство делает МДФ безвредным для человека. Это обеспечивает низкую эмиссию формальдегида (класс эмиссии формальдегида – Е1), сравнимую с эмиссией натуральной древесины. Но на территории РФ производство плит МДФ по такой технологии как следует не налажено, что объясняется его довольно высокой стоимостью.

Сегодня, благодаря современным технологиям изготовления, концентрацию формальдегида в некоторых изделиях удается снизить до 0,02 мг/м³. Отработано все – и добавки и технологии.

Что же предлагают российские химики? В состав древесно-плитных материалов необходимо ввести каталитические и не токсичные хемосорбенты в виде тонкодисперсного порошка, которые поглощают формальдегид, метанол и фенол. Причем вредные вещества поглощаются необратимо и со скоростью, превышающей скорость их выделения, придавая одновременно материалу дополнительные свойства трудногорючести. Этот химический процесс детоксикации формальдегидных смол полностью отработан.

Проведены также работы по поиску нового связующего для производства для древесно-плитных материалов, чтобы совсем исключить использование формальдегидных смол. Были выбраны два трудногорючих сополимера, которые являются антипиренами, они ничего не выделяют и в нашей стране производятся в огромных масштабах. Но владельцы российских компаний не намерены вкладывать средства в совершенствование технологий.

О фанере. Поскольку слои шпона тонкие, то на единицу объема фанеры приходится гораздо больше формальдегидных смол, чем в ДСП и OSB. А влагостойкая фанера содержит особенно большое количество смол, так как именно их высокое содержание и обеспечивает ее устойчивость к влаге.

В 80-х годах прошлого века в Европейских странах, США и СССР разразился крупный скандал, связанный с отравлением людей формальдегидом, выделявшимся из мочевино-формальдегидной вспененной смолы, которая применялась в качестве теплоизоляции в сборном малоэтажном домостроении. Именно в этот период в Союзе и было запрещено применение в жилищном строительстве теплоизоляции «Пеноизол», а также ДСП и фанеры. В 90-е годы страны Западной Европы (Финляндия, Германия и Швеция) запретили применение при строительстве жилых зданий материалов, выделяющих формальдегид. Но уже к 2006 году плиты OSB производили в Финляндии и других странах Западной Европы, но в строительстве не применяли, а отправляли на экспорт в Канаду, США и Россию!

В дальнейшем в связи с разрушением единой системы санитарно-технического контроля использования полимерных материалов в строительстве, фанеру вновь стали использовать в строительство как подложку для паркета, обивочный материал для чердаков, мансард, стен и т. д. В РФ и странах СНГ содержание формальдегида на 100 г фанеры составляет 12–27 мг (категория Е2 – до 30 мг). Поэтому фанера российского производства не допускается на Европейские рынки, так как не соответствует категории Е1 и Е0. Однако Европейское производство фанеры осуществляется в основном в России. В других странах Европы эти производства закрывают как экологически грязные. Фанера, производимая по традиционным технологиям, должна быть запрещена для использования во внутреннем убранстве дома.

К особо опасным материалам и конструкциям относятся так называемые сэндвич-панели для частного домостроения, появившиеся в РФ с 2000 года и получившие общее название «канадская технология домостроения». Эти конструкции содержат между двумя плитами OSB слой пенополистирола толщиной от 100 до 200 мм. Последний представляет не меньшую опасность, чем плиты OSB, поскольку выделяет опасное для организма вещество – стирол. Поэтому дома из таких конструкций превращаются в токсичные камеры, особенно при повышенной температуре в жаркое лето.

Выделение формальдегида, а значит и его концентрация в помещении, зависит от температуры воздуха. Она максимальна при теплых, влажных условиях, особенно в закрытых непроветриваемых помещениях. Выделяться формальдегид из исходных материалов (например, из ДСП) не прекратится полностью никогда!

Защита от влияния синтетических смол:

– тщательная отделка плит со всех сторон, включая торцы и стыки поверхностей (ребра) непроницаемым слоем (пленки, лаки, краски, эмали),

– пленки не должны быть меламиновыми,

– частое проветривание помещения,

– установка мебели из древесно-стружечного материала вдали от нагревательных приборов,

– не использовать древесно-стружечный материал для черновой отделки помещения (отделка стен, полов, перегородок) или обязательно красить пленкообразующими красками,

– проверка документации производителя на материал.