Обоснование технологии послойного склеивания фанеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обоснование технологии послойного склеивания фанеры

К.А. Чумак ¹, А.А. Титунин¹, А.А. Яблоков ²

¹ Костромской государственный университет

² ООО НАО «СВЕЗА Кострома»

При склеивании фанеры в горячем прессе при температуре выше 100 °С увеличивается количество дефекта готовой продукции -местное расслоение «пузырь». Причиной такого дефекта является перевес давления парогазовой смеси над внешним прессующим усилием при его снятии после окончания пьезотермической обработки пакета. Количество и давление парогазовой смеси зависит от влажности шпона, на которую влиять трудно. Сегодня в производстве при склеивании фанеры образуется от 3 до 7% шпона повышенной влажности. Поэтому, появляется задача отработки технологии склеивания фанеры с применением такого шпона. Кроме того, склеивание фанерыосуществляется традиционным пакетным способом, при котором применение шпона повышенной влажности затруднительно. В статье предложена технология послойного склеивания фанеры с применением шпона повышенной влажности.

Ключевые слова: склеивание фанеры; шпон повышенной влажности; послойное склеивание.

K. A. Chumak¹, A. A. Titunin¹, A. A. Yublokov²

¹ Kostroma State University

² OOO NAO «SVEZA Kostroma»

JUSTIFICATION OF THE TECHNOLOGY OF LAYER-BY-LAYER GLUING OF PLYWOOD

When gluing plywood in a hot press at a temperature above 100 ° C, the amount of defect in the finished product increases - local delamination of the bubble. The reason for this defect is the preponderance of the pressure of the vapor-gas mixture over the external pressing force when it is removed after the end of the piezothermic processing of the package. The amount and pressure of the vapor-gas mixture depends on the moisture content of the veneer, which is difficult to influence. Today, in production, when gluing plywood, from 3 to 7% of the veneer of high humidity is formed. Therefore, there is a task of working out the technology of gluing plywood with the use of such veneer. In addition, plywood bonding is carried out in a traditional batch way, in which the use of high humidity veneer is difficult. The article proposes the technology of layer-by-layer gluing of plywood with the use of high-humidity veneer.

Keywords: plywood gluing; high humidity veneer; layer-by-layer gluing.

Постоянно растущий спрос на фанерную продукцию, повышенные требования к ряду качественных показателей оставляют актуальным вопросы совершенствования технологии производства клееной фанеры и снижения норм расхода сырья.

В настоящее время одним из условий технологического процесса склеивания фанеры в горячем прессе является обеспечение температурного режима в пределах 110...140°С. Но, как показывает практика, у такого метода есть недостатки. С одной стороны, при постоянном увеличении затрат на электроэнергию, пар, газ, мазут, вызванном ростом цен на энергоносители, уменьшается прибыль предприятия от реализации фанеры из-за роста себестоимости самой продукции. С другой стороны, при температуре выше 100 °С (110...140°С) увеличивается количество дефектов готовой продукции. Наиболее распространенный среди них - «пузыри» - местное расслоение или разрушение фанеры [1].

При склеивании шпона в процессе горячего прессования в пакете имеют место массообменные потоки. Одним из них является парогазовый поток, образующийся в результате: испарения влаги, содержащейся в древесине и клее; выделения газообразных продуктов при отверждении связующего и взаимодействия клея и древесины; образования газообразных продуктов от пьезотермической обработки древесины; перемещения воздуха, содержащегося в порах древесины[2].Причиной, вызывающей местное расслоение фанеры при склеивании ее в горячем прессе при температуре выше 100°С, является перевес давления парогазовой смеси внутри пакета над внешним прессующим усилием при снятии последнего после окончания пьезотермической обработки пакета. В этот момент перегретая влага (парогазовая смесь), находящаяся в пакете под высоким давлением, превращается в пар, который, увеличиваясь в объеме, разрушает клеевые соединения, стремясь выйти наружу[1].

Количество парогазовой смеси в объеме, ее давление и температура непостоянны во времени, зависят от многих факторов, и их изменение также случайно.К основным факторам, определяющим количество и давление парогазовой смеси в единичном объеме пустоты, относят:

- влажность шпона;

- концентрацию клея (от нее зависит количество влаги, внесенной со связующим в древесину);

- вид клея (от него зависит количество выделяющихся газообразных продуктов);

- породу древесины, в том числе ее плотность и пористость (объем пор в единице объема древесины), паро- и газопроницаемость;

- температуру прессования;

- давление прессования;

- продолжительность пьезотермической обработки [3].

На большее число факторов, а именно на режимы прессования, концентрацию и вид клея мы можем влиять. Так, например, одним из направлений снижения брака в виде местного расслоения листов шпона является изменение диаграммы прессования. Самым радикальным способом уменьшения вероятности образования «пузырей» является применение диаграмм давления, построенных на основе закона релаксирующих напряжений, т.е. давление плит пресса в каждый момент времени прессования после стабилизации реологических свойств соответствует внутреннему сопротивлению пакета шпона с учетом и избыточного парогазового давления, и упругого сопротивления древесины[2].А в работе Шевандо Т. В. и др. [1]предложено склеивать фанеру при температуре ниже 100°С, когда не меняется физическое состояние влаги в пакете. При этом, время склеивания фанеры не увеличивается, так как применяются различные клеевые композиции повышенной реакционной способности.

Влажность шпона - тот фактор, на который влиять удается с трудом, так как даже в растущем дереве влажность распределена неравномерно как по радиусу, так и по высоте ствола[4]. Сегодня в производстве при склеивании фанеры образуется от 3 до 7% шпона повышенной влажности. Такой шпон приходится пересушивать или перекладывать сухим шпоном, что приводит к его повреждению. Поэтому, появляется задача отработки технологии склеивания шпона повышенной влажности в производстве.В работе Плотникова Н. П. и др. [5] проведен подбор модификаторов для склеивания шпона повышенной влажности.Установлено, что для такого склеивания, следует применять клеи повышенной вязкости, так как наблюдаются ее уменьшение и интенсивная пропитка клея в древесину. Для этого, в клеевую композиции можно вводить различные наполнители: древесный лигнин, ржаная мука, крахмал, асбест, мел и другие.Кроме того, для склеивания древесины повышенной влажности следует вводить гигроскопичные наполнители, например, крахмал или муку, что препятствует проникновению клея в древесину и образованию «голодного» склеивания.

Но, с момента появления идеи склеивания фанеры из лущеного шпона, принцип сборки пакетов многослойной фанеры оставался неизменным - пакетный способ. Однако склеивание фанеры пакетным способом имеет ряд существенных недостатков. К ним относятся:

1. Потеря сырья от упрессовки фанеры;

2. Разнотолщинность фанеры, вызываемая неодинаковой упрессовкой наружных и внутренних слоев шпона. Наружные слои листа фанеры всегда будут иметь температуру большую, чем внутренние;

3. Коробление фанеры, вследствие неодинаковой степени отверждения смолы в клеевых прослойках фанеры;

4. Снижение температуры при склеивании толстой фанеры, так как происходит образование «пузырей»;

5. Сложность применения шпона с ложным ядром (шпон повышенной влажности), вызывающем образование пузырей.

Решить задачу по снижению количества образования «пузырей»с применением шпона повышенной влажности можно, применив другую технологию - послойное склеивания фанеры. Послойное склеивание фанеры характеризуется склеиванием в два этапа. На первом этапе склеивается полуфабрикат (будущая серединка) с рубашкой из влажного шпона. На втором этапе данный полуфабрикат дополняется сухим шпоном до получения готового продукта требуемой толщины. Возможность склеивания пакета фанеры из шпона с ложным ядром без применения специальных наполнителей в клей может быть объяснена пониженной температурой в клеевой прослойке из-за малого времени термообработки пакета, в течение которого завершается процесс склеивания, что снижает внутреннее давление в фанере при превращении влаги в пар, которое вызывает образование пузырей. При послойном способе склеивания из-за большой разницы в температуре в середине пакета и в месте склеивания вся влага, находящаяся в клеевой прослойке, будет перемещаться от краёв к центру пакета, где температура ниже. Это позволяет использовать применение шпона с ложным ядром, то есть влажный шпон, для склеивания толстой фанеры[6]. Кроме того, в своей работе Севастьянов К. Ф [6] утверждает, что упрессовка, в случае применения послойного способа склеивания фанеры, уменьшается более чем в три раза и не превышает 4% для фанеры толщиной 15 мм. Если учесть, что такое резкое сокращение расхода сырья при склеивании многослойной фанеры осуществляется без уменьшения давления, то применение пониженного давления практически может ещё уменьшить упрессовку. Следовательно, способ послойного склеивания фанеры не только дает возможность применять шпон повышенной влажности, но и соответствующее снижение расхода сырья при производстве фанеры.

Библиографический список

послойное склеивание фанера шпон

1. Шевандо Т. В. Склеивание фанеры: как повысить качество / Н.Шорникова, Т.Редькина // ЛеспромИнформ. - 2010. - №1. - С. 109-110.

2. Чубинский А. Н. Моделирование процессов склеивания древесных материалов / А. Н. Чубинский, В. В. Сергеевичев- СПб.: Издательский дом Герда, 2007. - 176 с.

3. Теория и технология склеивания древесины: учеб. пособие для студентов, обучающихся по направлению 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» / А. Н. Чубинский[и др.]; отв. ред. А. Н. Чубинский; М-во образования и науки РФ, С.-Петерб. гос. лесотехн. унив. Имени С. М. Кирова - СПб.: СПбГЛТУ, 2016. - 56 с.

4. Амосова И. Б., Феклистов П. А. Распределение влаги по сечению ствола в древесине березы повислой / И. Б. Амосова, П. А. Феклистов // Лесной вестник. - 2010. - № 3. - С. 97-101.

5. Плотников Н. П. Обоснование выбора модифицирующих веществ для склеивания шпона повышенной влажности / Н. П. Плотников, С. Н. Трошкин // Системы. Методы. Технологии. - 2017. - №1. - С. 107-113.

6. Севастьянов К. Ф. Интенсификация процесса склеивания фанеры / К. Ф. Севастьянов. - Москва: Лесная промышленность, 1976. - 144 с.

Размещено на Allbest.ru