На сегодняшний день мебель из натурального дерева привлекает все больше потребителей. Тем не менее, сам процесс производства такой мебели далек от совершенства. Несмотря на то, что ламели, используемые в производстве мебельного щита, отбираются на основании степени устойчивости к перепадам влажности, изделия по-прежнему подвержены деформации, появлению трещин и расклеиванию составных частей (и это при довольно высоких стандартах качества клея). В некоторой степени данные недостатки можно минимизировать путем шпонирования щита и использования филенок из МДФ или ДСП. Несомненно, все вышеперечисленное очень сильно влияет на цену, делая мебельное изделие недоступным даже для представителей среднего класса.
Рассматриваемый нами метод производства мебельного щита позволяет избежать ряда издержек изготовления, что благоприятно влияет на цену. Это обусловлено тремя основными причинами:
1. В процессе производства используется неделовая древесина, усовершенствованная путем механохимической модификации.
2. Механохимическая модификация представляет собой оригинальный подход к производству мебели, исключающий из технологического процесса ряд операций, необходимых для изготовления щита на клеевой основе.
3. Необходимое для данного производственного способа оборудование изготавливается на подразделениях деревообрабатывающих предприятий вспомогательного характера.
Модифицирование древесины механохимическим способом предполагает ее пропитку специальным модификатором, сушку и последующую обработку высокими температурами.
Вещество-модификатор вводится по всей толщине древесного материала непосредственно в межклеточное пространство. В этом случае на этапе термической обработки древесный материал изменит химический состав, не меняя макроструктуры. Одним из самых распространенных модификаторов считается карбамид. Вещество отличается относительно невысокой ценой. При воздействии высоких температур модификатор дает начало реакции поликонденсации с альдегидным элементом древесины – лигнином. Именно лигнин составляет основу прочности древесины, связывая волокна целлюлозы. В результате вышеописанной реакции появляется вещество-аналог карбамидного лака, который постоянно применяется в производстве мебели. Древесному материалу можно придать новые положительные свойства путем добавления в вещество-модификатор специальных присадок.
Материал полностью соответствует государственным стандартам (ГОСТ 24329-80) и разрешен к использованию в производстве мебельных и паркетных изделий. Основное превосходство способа механохимической модификации древесины заключается в том, что после сушки древесный материал получает высокие свойства пластичности, это позволяет изготовлять мебельные изделия путем прессования или проката. Механохимически модифицированную древесину (МХМД) можно наделить особым цветовым оттенком, текстурой и прекрасной устойчивостью к воздействию влаги и высоких температур.
Для каждой стадии процесса модификации древесины требуется специальное оборудование. Этап пропитки требует наличие ванны с обогревом или автоклава. Для стадии сушки понадобится сушильные камеры конвекционного или вакуумного типа. Термическая обработка производится в термической камере, обеспечивающей пиковое температурное значение около 2000С. Прессование обеспечат специальные прессы (плиты пресса должны быть обогреваемыми), а гибку можно проводить с использованием стандартного оборудования для гнутья. Для прокатки древесного изделия понадобится прокаточное приспособление, имеющее ряд профилированных валков с обогревом. В настоящее время все большую популярность приобретает использование самодостаточного оборудования для модифицирования древесного материала – установку модифицирования древесины. Данное устройство позволяет в одном цикле объединить три стадии производства – пропитку модификатором, сушку и термическую обработку. Следует особенно отметить тот факт, что станок позволяет повысить плотность заготовки и придать ему необходимую форму непосредственно во время вышеописанного цикла. Это значительно сокращает время (более чем в два раза), которое требуется для модифицирования древесины. К примеру, для полного модифицирования осиновой доски с толщиной около 30 мм и степенью первоначальной влажности в 80% потребуется всего 70 часов.
В изготовлении мебельного щита возможно применение абсолютно любых древесных пород. Древесина должна быть равномерно пропитана модификатором и высушена до степени влажности 20%. Из подготовленных таким образом досок путем выпиливания и фрезеровки получают ламели. Их толщина и текстура поверхности различаются в зависимости от требуемого результата. В процессе прессования МХМД возможно достичь любого устойчивого цвета (например, орехового оттенка).
Следующим этапом производства является высверливание соосных отверстий и углублений. Благодаря этому процессу в ходе прессовки в древесном материале формируется пустотная система, которая впоследствии заполняется клеем. Это обеспечивает прочность будущего мебельного каркаса и его устойчивость к деформации. Сам процесс выглядит следующим образом. В заготовку перед прессованием вводится состав из клея, опилок МХМД и модификатора-карбамида со вспенивателем. Сама форма для прессования представляет собой замкнутый контур со штамповочным устройством.
Для изготовления мебельных составляющих малого и среднего размера (филенки, панели фасадные составляющие) достаточно станка-пресса. При изготовлении крупных элементов используется способ формования термокомпрессионного типа с применением пресс-формы со встроенными нагревателями. Эластичный формирующий вкладыш под действием высокой температуры расширяется и передает давление на трафаретную панель, которая, в свою очередь, участвует в формировании детали мебельного щита. Таким способом из МХМД при минимальных затратах можно получить такие крупные мебельные элементы, как столешницы или крупные двери.
Древесина, модифицированная механохимическим способом, меняет естественный оттенок цвета в зависимости от вида освещения. Это позволяет нанести на столешницу с помощью трафарета двухмерный рисунок с эффектом голограммы. Цветовая гамма содержит около 4 оттенков – это должен помнить дизайнер, создающий дизайн будущего орнамента.
В ходе этапа пропитки МХМД в состав модификатора может быть добавлен специальный компонент, улучшающий свойства эластичности материала. Тогда перед термической обработкой материал будет отлично поддаваться гнутью. Имеется опыт гнутья подзеркальной обечайки из бука (сечение 12 х 22 мм) без использования шин на шаблон с дальнейшей термической обработкой. Брак в виде сколов проявился исключительно в местах косослоя (перерезанные слои древесины). Таким образом, при использовании качественного оборудования для гнутья можно изгибать модифицированную древесину любого сечения и радиуса изгиба (несомненное преимущество в изготовлении элементов мебели декоративного характера).
МХМД широко используется в изготовлении профильного погонажа с помощью термического проката. В данном случае устройство представляет собой систему нагреваемых поджимных валков. При давлении на древесную заготовку фигурные валки образуют требуемые изображения. При комбинировании скоростей верхнего и нижнего валков можно добиться гнутья рабочей заготовки. Профильный погонаж используется в производстве декоративных мебельных накладок и рамок.
Еще одним преимуществом контактного формования является отсутствие необходимости шлифования поверхности мебельного изделия – степень гладкости внешней стороны элемента обуславливается структурой поверхности прессовочной панели. Применение лака тоже не требуется – в процессе модифицирования древесина полностью пропитывается составом-модификатором.
Несомненно, некоторые станки предназначены исключительно для определенных технологических процессов и должны быть изготовлены по индивидуальной схеме. Прокатные станки, пресс-формы, прессовочные трафареты, шины для гнутья – все это оборудование может быть произведено практически любым инструментальным подразделением предприятия. Сам характер описанных технологических процессов позволяет автоматизировать их и запустить массовое производство мебельных изделий.
Использование в изготовлении мебельных элементов метода механохимического модифицирования не только открывает новые горизонты в мебельном деле, но и выдвигает новые требования к профессиональным качествам рабочего-технолога. Помимо классических приемов, используемых в обработке древесины, ему необходимо полное знание древесной химии, особенностей составов-модификаторов и технологий термического формирования и термического проката. Помимо этого, современному технологу приходится решать ряд задач, связанных с дизайном МХМД (цветовые оттенки, текстура, рисунок).
Согласно информации, полученной из Интернета, средняя цена мебельного щита на рынке России достигает 400$ за м3. Щит из хвойного дерева стоит порядка 500$, а из лиственной древесины – 500-700$. За пределами рынка РФ мебельный щит может достигать стоимости в 1300$ за м3. Цену повышают качественная древесина и иностранное оборудование. Возьмем производственную программу 50 м3 в месяц. Себестоимость щита из МХМД превышает себестоимость обыкновенных мебельных щитов на 15%, причем визуальное преимущество первого намного выше. Нет абсолютно никаких сомнений в том, что страна, владеющая четвертой частью мировых древесных запасов, должна активно использовать новейшие разработки в области деревообработки. Это абсолютно необходимо, а кроме того, еще и выгодно.