Экструдированные материалы для настила по-прежнему прокладывают себе дорогу на зарождающийся рынок наполненных древесиной пластмассовых материалов. Но теперь композиты из древесины, изготовленные с помощью литьевого формования или прессования в форме и поставляемые на прочных и экструдированных профилях, преобразуются в более сложные формы из обработанных материалов и изделия для внутренних отделочных работ.
Композиты из древесины начинают поставляться в виде все новых и новых форм продуктов помимо простых досок для настила. Они заменяют собой сложные обработанные детали для внутренней отделки и токарные детали там, где более высокие уровни наполнения позволяют сохранять общую форму без коробления. В число таких новых деталей входят: концы стоек, сидения для туалетов, строительные уровни, пороги дверей и подоконники, перегородки в офисах, кровельный гонт, а также материалы для настила полов.
Создаются новые применения с использованием целого ряда новых технологий, которые являются новыми для композитов из древесины, таких как литьевое формование или прессование в форме, а также двухконвейерное формование. Некоторые из этих новых методов также используются для производства традиционных настилов. Все это является стимулом для разработки технологий и продуктов на возникающем рынке композитов из пластмассы и древесины. А на переднем крае этого рынка некоторые детали даже не выглядят как дерево.
На протяжении последнего десятилетия были достигнуты немалые успехи в области экструзии профиля из композита с древесиной. По данным Principia Partners, исследовательской компании из Экстона, Пенсильвания, на долю профиля по-прежнему приходится 97% от общего числа наполненных древесиной продуктов. Большая часть этого профиля приходится на долю настилов и ограждений, при небольшом количестве компонентов дверей и окон, штор и штифтов.
Разработки Crane Plastics Manufacturing из Коламбуса, Огайо, показали, что имеются два направления в области производства экструдированного профиля. Одно из них занимается более сложным полым композитным профилем, таким как профиль для перегородок, монтируемых в офисах, из древесины и полиэтилена. Другим направлением является разработка новых применений для простых квадратных профилей. Crane занимается экструзией нижних частей дверных рам с использованием композитов древесины и полиэтилена. Эти профили соединяются с натуральной древесиной, а затем обрабатываются и подвергаются нанесению покрытия как единая деталь. Первые композиты для литьевого формования появились, вероятно, всего года четыре тому назад, и их производство все еще составляет всего 3% от общего объема производимых композитов из древесины, или 19 миллионов фунтов в год (по данным Principia, которая из общего подсчета по всем рынкам исключила прессование в форме). Производство материалов для настила является стимулом для развития спроса на изготавливаемые литьевым формованием флероны, плинтусы и концы столбов из композита древесины и пластмассы, которые используются в качестве завершений для концов профилей настила. Производство материалов для настила растет примерно на 29% в год при стабильном притоке нового капитала по мере того, как происходит поглощение мелких производителей более крупными. Carney Timber Co. приобрела в начале этого года Xtendex deckin, а Universal Forest Products приобрела EverX decking; в настоящее время осуществляется подготовка, по крайней мере, еще одной сделки.
Trex Co., которая производит больше материалов для настилов, чем вся остальная отрасль вместе взятая, также развивается за счет сделки, заключенной в начале года с Home Depot. Trex строит свое третье предприятие в Олив Бранч, Миссури.
Данная сделка и другие ей подобные непременно вызовут бум на рынке изготавливаемых литьевым формованием композитов, который, по прогнозу Principia, будет расти на 70% ежегодно на протяжении последующих четырех лет. Для сравнения можно отметить, что вся отрасль производства товаров литьевым формованием будет расти только примерно на 4% в год. В одной из компаний, занимающихся формованием по индивидуальным заказам, Atlas Precision Plastics из Ардена, Северная Каролина, говорят, что бизнес по производству композитов с древесиной вырос за последние четыре года с нуля до объема, равного 40% от общего объема их оборота.
Литьевое формование композитов
Формованные крышек и плинтусов для настилов и столбиков должны соответствовать настилу по цвету и текстуре, они также должны одинаково относиться к воздействиям атмосферных явлений. Некоторые производящие настилы компании изготавливают свою продукцию на своих мощностях. Другие отдают часть или всю эту работу компаниям на внешний подряд или тем, которые работают по индивидуальным заказам, хотя, по всей вероятности, не более дюжины компаний, которые занимаются литьевым формованием, имеют опыт работы по формованию древесины.
Первые формованные детали были простые и примитивные. В 2000 г. компания-производитель настилов Xtendex из Бэрри, Онтарио (в настоящее время в составе Carney), была одной из первых, кто начал изготавливать литьевым формованием наконечники для досок и завершения для столбиков. Наконечники досок первоначально представляли собой простые прямые углы, которые свисали с конца доски. В настоящее время Carney использует более элегантные полукруглые цилиндры, которые вставляются в конец доски заподлицо.
«Сначала я считал, что все эти разработки по литьевому формованию ничего не дадут», - вспоминает Стюарт Кемпер, президент TimberTech в Вилмингтоне, Ограйо, отделения, занимающегося настилами компании по производству экструзионного профиля Crane Plastics. «Но постепенно качество повысилось. Пришлось внести некоторые изменения в рецептуру, для того, чтобы из этого что-то получилось, и процесс пошел более стабильно». В прошлом году, после длительной разработки, TimberTech представила на рынок свои первые изготовленные литьевым формованием наконечники и плинтусы, сформованные, как на предприятиях компании, так и внешними продавцами. «В настоящее время мы рассматриваем целый ряд проектов», - говорит Кемпер. Производители настилов Brite Manufacturing (производитель настилов Lifelong), Carney (Xtendex), Composatron (Premier), Correct Building Products (CorrectDeck), Fiber Composites (Fiberon), Louisiana-Pacific (Weatherbest), Master Mark Plastics (Rhino), а также U.S. Plastic Lumber (Carefree) также по совместительству производят, по крайней мере, часть соответствующих деталей литьевым формованием.
Производители настилов чрезвычайно скрытны в том, что касается их формованных композитов, как тех, которые производятся на своих мощностях, так и тех, которые отдаются на внешний подряд. Высокое содержание дерева позволяет избежать образования утяжин. Но только одна-две компании по формованию могут получать высокие уровни армирования для формованных деталей, которые были бы сопоставимы с уровнями, получаемыми для экструзионного профиля. Как сообщает компания Trex , Blue Ridge Industries из Винчестера, Виргиния, осуществляет формование оснований для столбиков для Trex с содержанием древесины примерно тем же, что и в материале основных деталей. Trex, также работающая в Винчестере, использует около 50% древесины в своих полиэтиленовых профилях для настила. Компания Atlas уже производила детали с 45%-ным содержанием древесины для настилов и ограждений Fiberon от компании Fiber Composites из Нью Ландона, Северная Каролина. В компании Atlas сообщают, что они могут осуществлять формование с содержанием древесины до 60%.
В большинстве композитов, изготовленных литьевым формованием, тем не менее, используется значительно меньше древесины, или каких-либо иных наполнителей, чем в тех настилах или ограждениях, с которыми они используются в комплекте. «При содержании наполнителя более 25% появляются существенные изменения в реологии», - говорит Питер Симко, старший инженер компании Carney. Концевые детали от Carney, сформованные на предприятии компании для настилов Xtendex, содержат только 20% волокна по сравнению с 50%, содержащимися в настиле. Композиты наполняются, в первую очередь, рисовыми отрубями, льном и коноплей при использовании древесного волокна только в исключительных случаях.
Для формования также нужны более короткие волокна. «Обычно производители настилов используют древесное волокно экструзионных марок с ячейками от 30 до 40, в то время как при литьевом формовании лучше использовать от 60 до 80», - рассказывает Уильям Кростик, президент Onaga Composites, компании, которая производит гранулы компаунда с наполнением древесиной для литьевого формования.
Тип древесины также имеет при литьевом формовании решающее значение, в то время как экструзия проявляет в этом отношении большую гибкость. «Необходимо точно знать параметры сдвига древесины. Дуб срезается намного быстрее, чем сосна, и сгорает быстрее», - говорит Роберт Балла, менеджер продаж компании Atlas. «У Вас может без всяких проблем получиться формование с 60% сосны, но Вы не сможете получить 60 % с дубом».
Высушивание наполненных древесиной гранул также имеет для литьевого формования значительно более существенное значение, чем для экструзии, поскольку у инжекционных прессов обычно нет вентиляции. Отсутствие вентиляции также влечет за собой коррозию. Мука из дуба, которая имеет высокое содержание дубильной кислоты, вызывает коррозию пресс-формы, в то время как сосновая не вызывает. Для клена характерно самое низкое выделение нежелательных газов. Но в сосне содержится терпены, а они источают смолу. Сосна также легче окрашивается, но у нее ниже модуль упругости при изгибе по сравнению с дубом.
Некоторые композиты, изготовленные литьевым формованием, выглядят как профили, но, в то же время, используют преимущества, которые предоставляет формование, для того, чтобы встраивать средства герметизации или уплотнители в качестве вставок для того, чтобы избежать повторных трудозатрат. Atlas и Dinesol Plastics Inc. из Найлса, Огайо, формуют порожки для дверей с такими вставками для дверей Z Series от компании Endura Products из Гринсборо, Северная Каролина.
Несколько компаний, занимающихся формованием по индивидуальным заказам, разработали сложные технологии с использованием со-инжекции и вспенивания. «Многие считают, что композит из древесины должен заменять древесину или выглядеть как древесина, но это не так», - говорит Балла из Atlas. «Это всего лишь наполненная смола. Если Вы окрасите композит в черный цвет, большая часть древесного волокна исчезнет. Можно также нагревать инструмент так, чтобы на поверхность проступил полимер, а волокно исчезло, так, как это происходит при создании стеклопластика». Atlas производит формование некоторых блестящих белых деталей отделки из PVC, которые выглядят как окрашенные, но на самом деле таковыми не являются, в них волокно совсем незаметно. Atlas также разрабатывает дверцы шкафов с блестящими белыми стирольными поверхностями.
Другой необычной недавней разработкой является изготовленное со-инжекцией сидение для туалета с наполненным древесиной ядром и блестящей белой поверхностью из полипропилена без всякой древесины. Оно сформовано Centoco Plastics из Виндзора, Онтарио, компанией, имеющей патент на эту технологию.
В небольших количествах используются вспенивающие вещества для того, чтобы устанавливать на определенном расстоянии друг от друга изготавливаемые литьевым формованием детали. Один из формовщиков использует 0.016% порообразующего вещества, чтобы не допустить появления утяжин. Обычно используются порообразующие вещества в концентрациях от 1 до 2%.
