Cклеиваем древесину прочно и безопасно

Тренд на экологизацию затронул все сферы лесной промышленности, не исключая сегмент клеёных материалов и конструкций. Для склеивания производители используют особые составы, которые под давлением проникают в самые глубокие поры древесины, обеспечивая готовым изделиям высокий запас прочности. При правильном выборе клея древесина может остаться «дышащим» материалом, не будет выделять токсины и сохранит эти свойства на протяжении всего жизненного цикла изделия.

OSB, ДВП, МДФ, ДСП, LVL, CLT — этот парад аббревиатур можно объединить понятием «изделия из клеёной древесины». Для каждого вида продукции производители подбирают свой клей, исходя из свойств древесного сырья, технологических особенностей производства, а также конструктивных, эксплуатационных и эстетических характеристик готовых изделий.

Акцент на экологичность: лучше выбрать безвредный материал для склеивания древесины

Однако есть требования, общие для всех клеёв без исключения: хорошее качество склеивания, обеспечивающее высокую прочность клеевого шва, стойкость к температурным, химическим и влажностным воздействиям, надёжность и долговечность. В последнее время производители и пользователи обращают всё больше внимания на ещё одну важную характеристику — экологичность и безопасность используемых материалов. И если к древесине вопросов нет, то клеевые составы, используемые для соединения отдельных деревянных элементов, зачастую вызывают сомнения в их безвредности для человека и окружающей среды.

«Экологическая безопасность используемых материалов и клеёв была и остаётся важным производственным фактором. Она имеет значение как при изготовлении самих древесных материалов из отходов деревообрабатывающей промышленности (МДФ, ОСП, ДСП), так и при изготовлении конструкций из цельной древесины (клеёный брус, мебельный щит, мебель).

Под экологической безопасностью продукции мы понимаем отсутствие её негативного влияния на окружающую среду в процессе изготовления и утилизации, на персонал при производстве и на пользователей в процессе эксплуатации готовых изделий. Соблюдение этих параметров контролируется на всех этапах жизненного цикла продукции.

Именно безопасность при прочих равных условиях (влагостойкость, прочность и другие технические показатели получаемого клеевого шва) будет дополнительно определять возможную область применения клеёных материалов: внутри помещения при отделке и изготовлении мебели, при наружной отделке помещений, в домостроении и других сферах», — перечисляет специалист технической поддержки ООО «Полимер-сбыт» (торговая марка UMACOLL®) Светлана Бурова.

«Разумеется, производители мебельных комплектующих не могут оставаться в стороне от борьбы за экологическую чистоту и безопасность своих изделий. И с каждым годом эта борьба ужесточается. Она охватывает весь цикл жизни мебельного изделия от его «рождения» в процессе производства до «ухода из жизни» в момент утилизации. Например, всё более широкое применение при производстве клеёного бруса и панелей CLT в Европе находят полиуретановые (ПУР) клеи.

Они приходят на смену много лет применявшимся клеям на основе карбамид-формальдегида или меламина. Также популярны ПУР-клеи-расплавы, которые имеют широкий спектр применения, включая приклеивание кромки, облицовывание пластей, окутывание профилей и другие процессы. Они отличаются пониженным содержанием мономера изоцианата, не требуют создания особых условий охраны труда и абсолютно безвредны как для работников производства, так и для пользователей готовой продукции.

С другой стороны, всё более широкое применение находят биокомпоненты в рецептурах клеёв, что делает их более чистыми на этапе производства изделия, его эксплуатации и последующей утилизации», — отмечает генеральный директор компании «Йоват» Николай Кечаев.

Для справки
Перечень вредных химических веществ, выделяемых из мебели, содержится в Техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности мебельной продукции» (ТР ТС 025/2012), действующем с 1 июля 2014 года. Требования к древесным плитам, фанере и другим клеёным материалам содержатся в нормативной документации на них и методических указаниях Минздрава РФ «Санитарно-гигиеническая оценка полимерных и полимеросодержащих строительных материалов и конструкций, предназначенных для применения в строительстве и в промышленных зданиях» (МУ 2.1.2.1829-04).

Когда не нужно делать выбор: как выбрать материал для склеивания древесины и не ошибиться

Далеко не все составы подходят для производства клеёных материалов и конструкций, предназначенных для прямого использования человеком. Некоторые клеи содержат много вредных компонентов, и хотя после затвердения большинство из них не выделяют летучих веществ, отдельные ингредиенты имеют долгую окончательную полимеризацию в глубоких слоях древесины. Считать готовый продукт экологичным можно только при строгом соответствии ГОСТу и СанПиНам.

«Качество склеивания чётко регламентировано нормативной документацией, и добросовестные производители не применяют продукты, которые им не соответствуют. Высококачественные клеи должны удовлетворять абсолютно всем действующим нормам и правилам, при этом соответствовать требованиям производителя к влаго- и термостойкости продукции, изготовленной с их применением.

Так что понятия «стойкий» и «экологичный» не являются взаимоисключающими и могут быть свойственны одному продукту. Но следует понимать, что в каждой группе товаров (фанера, ОСП, клеёный брус и т. д.) установлены свои критерии влагостойкости, термостойкости и экологичности», — говорит Светлана Бурова.

Николай Кечаев также уверен, что применение более экологически чистых компонентов не должно идти в ущерб качеству выпускаемой продукции. По его мнению, использование современных безопасных клеёв не снижает устойчивость готовых изделий к воздействию влаги и температуры.

«Новые клеи, создаваемые с учётом более высоких требований к экологической чистоте, должны обеспечивать стабильные технологические свойства. Это может приводить к незначительному удорожанию конкретного клея, но может и вовсе не влиять на его стоимость», — комментирует генеральный директор компании «Йоват».

Светлана Бурова подтверждает, что стоимость клеёв нового поколения, в которых минимизировано содержание вредных веществ, может быть выше, чем цена применявшихся ранее. Но производители клеёных изделий готовы платить дороже, ведь соблюдение экологических требований обеспечивает им значительные конкурентные преимущества в сбыте готовой продукции и положительно влияет на имидж компании.

Нет закона — нет резона

В жидком состоянии, до полимеризации, большая часть клеёв, применяемых в производстве клеёных конструкций, относится к первому классу опасности. Проверить это можно, изучив паспорт безопасности на конкретную клеевую систему. Впрочем, это не означает, что токсичные составы на современном российском отсутствуют вовсе.

«К сожалению, на российском рынке химических материалов в целом и клеёв в частности стремление производителей к использованию менее токсичных или вредных материалов далеко от желаемого. Причины кроются как в отсутствии жёсткой законодательной базы, так и в стремлении получить выгоду здесь и сейчас, не думая о будущем.

Большая социальная ответственность за судьбу потребителей продукции, изготовленной с нарушением требований безопасности, могла бы стимулировать промышленность переходить на экологически чистые материалы, если бы это подкреплялось, например, предоставлением налоговых льгот со стороны государства», — считает Николай Кечаев.

«Прямых ограничений на использование клеёв того или иного типа нет, производители ограничены нормами по выделению вредных веществ из готового продукта для различных категорий товаров. Не соответствующие нормам товары просто не будут допущены к реализации.

Поэтому производители при выборе клеевого состава для продукции учитывают возможности её реализации с учётом получаемой категории безопасности», — поясняет специалист техподдержки ООО «Полимерсбыт».

Под знаком CH2O

Пожалуй, самая главная «страшилка» при использовании клеёных материалов и конструкций — наличие в них формальдегида. Он оказывает общетоксическое, канцерогенное и мутагенное воздействие на организм человека, куда попадает в основном в виде паров, которые выделяют новая мебель, некоторые краски и отделочные материалы.

Степень вреда, оказываемого на организм, напрямую зависит от объёма его выделения (эмиссии) и длительности воздействия. Формальдегид имеет свойство накапливаться в некоторых органах, и при систематическом воздействии чувствительность к нему усиливается.

«Однако полностью исключить формальдегид из нашей жизни нельзя. В небольших количествах его вырабатывают живые организмы (он участвует в метаболизме), и даже такой экологичный материал, как древесина, содержит небольшое количество формальдегида (< 0.03 ppm).

Общей тенденцией во всём мире является строгое регламентирование и снижение содержания формальдегида в продукции до естественного, экологичного уровня, при котором организм не подвергается вредному воздействию. Допустимый уровень эмиссии формальдегида из древесных материалов в Европе, США и Японии устанавливают внутренние стандарты: для Европы это классы Е1 и Е2, для Японии — F* – F****, для США — CARB1 и CARB2.

В России также по степени эмиссии формальдегида материалу присваивают класс E1 или Е2. Компания IKEA в своём стандарте IOS-MAT-003 устанавливает класс E0.5 (выделение формальдегида 0,05 ppm), ГОСТ 3916.1 – 2018 также допускает такой класс.

С 2006 года класс E1 обязателен для фанеры и плитных материалов из дерева в Европе (не более 0,124 мг/м3). Такие материалы допускается использовать в производстве бытовой мебели и мебели для общественных помещений, а также изделий, эксплуатируемых внутри жилых комнат», — отмечает Светлана Бурова.

По её мнению, в настоящее время нет необходимости отказываться от формальдегидных клеёв. Само наличие этого вещества в составе изделия пугать не должно, основной лимитирующий фактор в данном случае — его последующая эмиссия в окружающую среду.

В подтверждение этого можно привести ряд современных клеевых продуктов с содержанием формальдегида, экологическая безопасность которых проверена и подтверждена действующими стандартами. Например, это формальдегидные смолы с низким уровнем эмиссии формальдегида (PF, MF, MUF, RF и PRF) или изоцианатные смолы (PMDI).

Представлены на рынке и клеевые продукты без содержания формальдегида — это полиуретановые клеи и клеевые системы ЭПИ (эмульсионный полимер-изоцианат). Учёные продолжают поиски безопасных составов, экспериментируя с рецептурами клеевых композиций, создавая новые сорбенты токсичных веществ и применяя более экологичные исходные компоненты.

Уже найден способ приготовления клея на основе формальдегида с применением легкодоступных алюмосиликатов с жёсткой каркасной структурой синтетического и природного происхождения. Прочность продукции, изготовленной с использованием такого модифицированного алюмосиликатами клея, возрастает по сравнению с изделиями, выполненными с применением традиционной формулы клея.

Николай Кичаев в дополнение к этому отмечает, что в отдельных случаях клеевые составы не только не наносят вреда человеку и природе, но и позволяют снижать объёмы вредных испарений из изделий. Например, такой эффект оказывает покрытие плит ДСП декоративными плёнками и кромками. В качестве таких «барьерных» отделочных материалов также могут выступать грунтовки, шпатлёвки и лаки.

Они позволяют снизить эмиссию формальдегида от 2 до 10 раз. Если изначально в сухой плите содержится 40–100 мг формальдегида на 100 граммов, то после отделки ламинатом эмиссия снижается до 10–18 мг, если отделка выполнена без заделки торцов, а с заделкой — до 2–4 мг. Чтобы снизить токсичность ДСП, применяемой в строительстве, используют формальдегидосвязывающие краски и эмали — благодаря такой отделке токсичные выделения из плит снижаются в 50–60 раз.

Ещё раз о переработке

Об экологичности клеёных материалов и конструкций важно помнить не только на этапах из производства и эксплуатации, но и когда изделие из клеёной древесины завершает свой жизненный цикл. Самый лучший с точки зрения влияния на окружающую среду сценарий — переработка древесных изделий для вторичного использования. К сожалению, в нашей стране он пока сопряжён с большим количеством трудностей.

Наглядно это продемонстрировал опыт реализации проекта «Новая жизнь старого шкафа», который организовала Ассоциация предприятий мебельной и деревообрабатывающей промышленности России (АМДПР). Его участниками стали компании «Кроношпан» и IKEA — единственные на сегодняшний день игроки российского рынка деревообработки, которые предлагают услуги по сбору старой мебели для её последующей переработки.

Разумеется, это ничтожно мало. Но даже если бы перерабатывающих мощностей было больше, для успеха этого мало — необходимо активное вовлечение в цепочку органов власти и населения. Чтобы гражданам было интересно поддерживать цикл переработки древесной продукции, нужны пункты сбора и грамотная логистика. Пока российский ЛПК похвастаться этим не может.

«Компании сами занимаются налаживанием логистических цепочек по поставке вторичной древесины и б/у мебели. То есть проекты IKEA и «Кроношпан» — это по большому счёту внутрикорпоративная инициатива, которую вряд ли можно распространить в качестве алгоритма на Российскую Федерацию в целом. В нашей стране с этим пока большая проблема», — отметил генеральный директор АМДПР Тимур Иртуганов на онлайн-конференции Woodindex-2020 «Инвестиции в ЛПК и ЦБК: точки роста и направления развития».

Кроме того, серьёзными сдерживающими факторами в развитии вторичной переработки деревянных изделий являются отсутствие законодательной базы по этой теме, а также нехватка специализированного оборудования и инвестиций для его приобретения.

Сжечь или закопать?

В таких условиях единственными доступными способами утилизации отслуживших своё древесных продуктов являются вывоз на свалки или сжигание. Ни то, ни другое нельзя назвать экономически эффективным и экологичным, в особенности если речь идёт о клеёной древесине.

«При сгорании таких материалов выделяются вредные вещества, количество и состав которых определяют тип связующего или клея и его количество в составе изделия. Конечно, лучше всего перерабатывать эти отходы, как все прочие, но в случае с клеёными материалами и изделиями есть свои особенности.

Отходы лесопиления и деревообработки можно использовать для получения угля, угольно-древесных брикетов, в качестве топлива в бытовых и промышленных установках, а также использовать в качестве сырья в других отраслях промышленности. Но отходы композиционных древесных материалов имеют ограничения по переработке.

В их составе в зависимости от типа содержится от 3 до 18% связующего, представляющего собой в основном фенолформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы, а в клеёных конструкциях содержатся различные полимерные клеи.

Наличие этих веществ делает невозможной утилизацию отходов путём сжигания в черте города, их можно сжигать только на специальных предприятиях с последующей очисткой выбросов, а наличие затвердевшего клея на поверхности частиц ограничивает возможности переработки. Тем не менее выход есть: измельчённые композиционные материалы разрешено использовать при изготовлении смесей для конструкционно-теплоизоляционного бетона и других композитных материалов.

Переработка древесных отходов производства и деревянных конструкций позволяет получить полноценные продукты и товары, проходящие новый жизненный цикл, и они должны отвечать всем требованиям безопасности продукции данного вида. Поэтому эмиссия вредных веществ из них будет зависеть в том числе от типа применяемого клея или связующего», — ещё раз акцентирует Светлана Бурова.

Текст: Мария Кармакова