แผ่นไม้อัดอนุภาค

แผ่นไม้อัดอนุภาคหรือที่รู้จักกันในชื่อแผ่นไม้อัดอนุภาคหรือแผ่นชิปบอร์ดเป็น ผลิตภัณฑ์ ไม้แปรรูปจัดอยู่ในกลุ่มแผ่นไม้ที่ทำจากเศษไม้และเรซินสังเคราะห์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นฟอร์มาลดีไฮด์ หรือ สารยึดเกาะอื่นๆ ที่เหมาะสม โดยนำไปอัดด้วยเครื่องอัดร้อนแบบชุดหรือแบบต่อเนื่อง[ 1 ]แผ่นไม้อัดอนุภาคมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นแผ่นไม้อัดเส้นใยเรียงตัว (OSB หรือที่รู้จักกันในชื่อแผ่นเกล็ดไม้หรือแผ่นเวเฟอร์บอร์ด) ซึ่งเป็น แผ่นใยไม้อัดอีกประเภทหนึ่งที่ใช้เศษไม้ที่ผ่านการแปรรูปและมีความแข็งแรงมากกว่า
ลักษณะเฉพาะ

แผ่นไม้อัดอนุภาคมีราคาถูกกว่ามีความหนาแน่นกว่า และมีความสม่ำเสมอกว่าไม้และไม้อัด ทั่วไป จึงนิยมใช้ทดแทนเมื่อต้นทุนมีความสำคัญมากกว่าความแข็งแรงและรูปลักษณ์ แผ่นไม้อัดอนุภาคสามารถทำให้ดูน่าสนใจยิ่งขึ้นได้ด้วยการทาสีหรือใช้แผ่นไม้วีเนียร์บนพื้นผิวที่มองเห็นได้ แม้ว่าจะมีความหนาแน่นกว่าไม้ทั่วไป แต่ก็เป็นแผ่นใยไม้อัดที่เบาที่สุดและอ่อนแอที่สุด ยกเว้นแผ่นฉนวนกัน ความร้อน แผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลางและแผ่นใยไม้อัดแข็ง หรือที่เรียกว่าแผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นสูง มีความแข็งแรงและหนาแน่นกว่าแผ่นไม้อัดอนุภาค แผ่นไม้อัดอนุภาคเกรดต่างๆ มีความหนาแน่นต่างกัน โดยความหนาแน่นที่สูงกว่าหมายถึงความแข็งแรงที่มากกว่าและทนทานต่อการยึดด้วยสกรูได้ดีกว่า
ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของแผ่นไม้อัดอนุภาคคือ ความไวต่อการขยายตัวและการเปลี่ยนสีจากการดูดซับความชื้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่ได้เคลือบด้วยสีหรือสารกันซึมอื่น ๆ ดังนั้นจึงไม่ค่อยนิยมใช้กลางแจ้งหรือในสถานที่ที่มีความชื้นสูง ยกเว้นในห้องน้ำ ห้องครัว และห้องซักรีด ซึ่งมักใช้เป็นวัสดุรองพื้นใต้แผ่นพื้นไวนิล กันความชื้นแบบต่อเนื่อง
ในสภาพแวดล้อมที่แห้ง แผ่นไม้อัดอนุภาคเคลือบผิว (particle board) เป็นที่นิยมมากกว่าไม้อัดเคลือบผิว (veneeled plywood) เนื่องจากมีความคงตัว ต้นทุนต่ำกว่า และสะดวกต่อการใช้งาน
ประวัติและพัฒนาการ
ประวัติของแผ่นไม้อัดอนุภาคไม่ชัดเจน ในศตวรรษที่สิบเก้ามีความพยายามมากมายในการใช้ผลิตภัณฑ์พลอยได้จากโรงเลื่อย รวมถึงขี้เลื่อยและเศษไม้ โดยการผลิตแผ่นไม้อัดคอมโพสิต การอ้างอิงเชิงแนวคิดเกี่ยวกับกระบวนการผลิตวัสดุคอมโพสิตจากไม้ที่คล้ายกับแผ่นไม้อัดอนุภาคมีมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2430 [ 2 ]
In 1932, Luftwaffe pilot and inventor Max Himmelheber patented a process for making particle board without fully impregnating wood fibers with adhesive, distinguishing it from earlier wood composites.[3] This particle board could be produced with waste products such as planer shavings, off-cuts, or sawdust, hammer-milled into chips and bound together with a phenolic resin. Hammer-milling involves smashing material into smaller and smaller pieces until they can pass through a screen. Most early particle board manufacturers used similar processes, though often with slightly different resins.
It was found that better strength, appearance, and resin economy could be achieved by using more uniform, manufactured chips. Producers began processing solid birch, beech, alder, pine, and spruce into consistent chips and flakes; these finer layers were then placed on the outside of the board, with its core composed of coarser, cheaper chips. This type of board is known as three-layer particle board.
In 1935, Farley and Loetscher Manufacturing Co. became the first plant to manufacture particle board.[4] A particle board industry developed over the course of the 1940s.[5]
More recently, graded-density particle board has also evolved. It contains particles that gradually become smaller as they get closer to the surface.
Manufacturing

Particle board or chipboard is manufactured by mixing particles or flakes of wood or jute-stick together with a resin and forming the mixture into a sheet. The raw material is fed into a disc chipper with between four and sixteen radially arranged blades. The chips from disk chippers are more uniform in shape and size than from other types of wood chippers. The particles are then dried, and any oversize or undersized particles are screened out.
Resin is then sprayed as a fine mist onto the particles. Several types of resins are used in the process.[6] Amino-formaldehyde-based resins are the best-performing based on cost and ease of use. Urea melamine resins offer water resistance, with more melamine offering higher resistance. It is typically used in external applications, with the coloured resin darkening the panel. To further enhance the panel properties, resorcinol resins can be mixed with phenolic resins, but that is more often used with marine plywood applications.
การผลิตแผ่นผนังเกี่ยวข้องกับสารเคมีอื่นๆ เช่นขี้ผึ้งสีย้อม สารลดแรงตึงผิว และสารช่วยในการขึ้นรูป เพื่อช่วยในกระบวนการผลิตหรือทำให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายทนทานต่อน้ำ ไฟ หรือแมลง
หลังจากที่อนุภาคผ่านละอองเรซินที่เคลือบพื้นผิวทั้งหมดแล้ว อนุภาคเหล่านั้นจะถูกเรียงซ้อนกันเป็น "พรม" ต่อเนื่องกัน จากนั้นพรมนี้จะถูกแยกออกเป็น "แผ่น" สี่เหลี่ยมผืนผ้าที่แยกจากกัน ซึ่งจะถูกอัดแน่นในเครื่องอัดเย็นเครื่องชั่งจะชั่งน้ำหนักเกล็ด และกระจายเกล็ดโดยใช้คราดหมุน ในแผ่นไม้อัดอนุภาคที่มีความหนาแน่นไล่ระดับ เกล็ดจะถูกกระจายโดยใช้เจ็ทอากาศที่พัดอนุภาคละเอียดไปได้ไกลกว่าอนุภาคหยาบ เจ็ทอากาศสองอันที่กลับทิศทางกัน จะช่วยให้อนุภาคสะสมตัวจากละเอียดไปหยาบและกลับมาละเอียดอีกครั้ง
แผ่นที่ขึ้นรูปแล้วจะถูกอัดเย็นเพื่อลดความหนาและทำให้ขนส่งได้ง่ายขึ้น ต่อมาจะถูกอัดอีกครั้งภายใต้แรงดันระหว่าง2 ถึง 3 เมกะปาสคาล (290 ถึง 440 psi)และอุณหภูมิระหว่าง140 ถึง 220 องศาเซลเซียส (284 ถึง 428 องศาฟาเรนไฮต์)เพื่อให้กาวแข็งตัว กระบวนการทั้งหมดถูกควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าแผ่นมีขนาด ความหนาแน่น และความสม่ำเสมอที่ถูกต้อง
จากนั้นจะนำแผ่นไม้ไปทำให้เย็น ตัดแต่ง และขัดให้เรียบ แล้วจึงจำหน่ายเป็นแผ่นไม้ดิบ หรือปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวโดยการติดแผ่นไม้วีเนียร์หรือลามิเนต
การออกแบบเฟอร์นิเจอร์
แผ่นไม้อัดอนุภาคมีอิทธิพลอย่างมากต่อการออกแบบเฟอร์นิเจอร์ ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 ครัวที่ทำจากแผ่นไม้อัดอนุภาคเริ่มถูกนำมาใช้ในการผลิตเฟอร์นิเจอร์ แต่ในหลายกรณี ราคายังคงสูงกว่าไม้เนื้อแข็ง ครัวที่ทำจากแผ่นไม้อัดอนุภาคจึงเป็นสิ่งที่คนร่ำรวยเท่านั้นสามารถเข้าถึงได้ เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น แผ่นไม้อัดอนุภาคก็มีราคาถูกลง
บริษัทขนาดใหญ่บางแห่งวางกลยุทธ์โดยเน้นการจำหน่ายเฟอร์นิเจอร์ในราคาต่ำ เพื่อที่จะทำเช่นนั้น พวกเขาจึงเลือกใช้วัสดุที่ถูกที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งในเกือบทุกกรณีหมายถึงแผ่นไม้อัดอนุภาคแผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง (MDF) หรือวัสดุประเภทเดียวกัน อย่างไรก็ตาม เพื่อรักษาชื่อเสียงด้านคุณภาพในราคาประหยัด ผู้ผลิตอาจใช้แผ่นไม้อัดอนุภาคเกรดสูงกว่า เช่น แผ่นไม้อัดอนุภาคที่มีความหนาแน่นสูงกว่า แผ่นไม้อัดอนุภาคที่หนากว่า หรือแผ่นไม้อัดอนุภาคที่ใช้เรซินคุณภาพสูงกว่า เราสามารถสังเกตความโค้งงอของชั้นวางที่มีความกว้างเท่ากันเพื่อแยกแยะความแตกต่างได้
โดยทั่วไปแล้ว ต้นทุนที่ต่ำกว่ามากของวัสดุแผ่น (เช่น ไม้อัดอนุภาค ไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง และผลิตภัณฑ์ไม้แปรรูปอื่นๆ) ได้ช่วยแทนที่ไม้เนื้อแข็งในการใช้งานทำตู้เฟอร์นิเจอร์หลายประเภท
ความปลอดภัย
มีข้อกังวลด้านความปลอดภัยทั้งในด้านการผลิตและการใช้งาน ฝุ่นละอองและสารเคมีจะถูกปล่อยออกมาเมื่อมีการแปรรูปแผ่นไม้อัด (เช่น การเลื่อยหรือการเซาะร่อง ) มีการกำหนดขีดจำกัดการสัมผัสในที่ทำงานในหลายประเทศ โดยตระหนักถึงอันตรายของฝุ่นไม้[ 7 ]การตัดแผ่นไม้อัดสามารถปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์คาร์บอนมอนอกไซด์ไฮโดรเจนไซยาไนด์ในกรณีของเรซินอะมิโนและฟีนอลในกรณีของเรซินฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์[ 8 ]
ข้อกังวลด้านความปลอดภัยอีกประการหนึ่งคือการค่อยๆ ปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ออกมาเมื่อเวลาผ่านไป ในปี 1984 ความกังวลเกี่ยวกับระดับฟอร์มาลดีไฮด์ในระดับสูงภายในบ้านสำเร็จรูปหลัง ใหม่ๆ ทำให้กระทรวงการเคหะและพัฒนาเมืองของสหรัฐอเมริกาได้กำหนดมาตรฐานการก่อสร้างขึ้น แผ่นไม้อัดอนุภาค (PB) แผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง (MDF) แผ่นใยไม้อัดเรียงตัว (OSB) และพื้นไม้ลามิเนตเป็นแหล่งปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ที่สำคัญ ในการตอบสนองต่อแรงกดดันจากผู้บริโภคและช่างไม้ที่มีต่ออุตสาหกรรม แผ่นไม้อัดอนุภาคและ MDF จึงมีวางจำหน่ายในรูปแบบ "ไม่เติมฟอร์มาลดีไฮด์" (NAF) แต่ยังไม่เป็นที่นิยมใช้กันทั่วไปในปี 2015วัสดุก่อสร้างอื่นๆ อีกมากมาย เช่น วัสดุตกแต่งเฟอร์นิเจอร์ พรม และวัสดุอุดรอยรั่ว ปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ออกมา เช่นเดียวกับฉนวนโฟมยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ซึ่งถูกห้ามใช้ในแคนาดาสำหรับการติดตั้งในผนังห้องปิดของที่อยู่อาศัย[ 9 ]องค์การอนามัยโลกจัดให้ฟอร์มาลดีไฮด์ เป็น สารก่อมะเร็งในมนุษย์[ 10 ]