Файл: Васечкин Ю.В. Оборудование фанерного производства учебник.pdf

Подставив значение /?, получим

с = s( 1 --- — ) tgô мм.

V 100 У

Практически в зависимости от толщины шпона и степени обжима величина с колеблется от 0,13 до 0,37 мм.

Г л а в а II

ОСНОВЫ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЙ

И ПЬЕЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

§6. ВИДЫ И НАЗНАЧЕНИЕ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Гидротермическая обработка заключается в воздействии на древесину влаги в виде нагретой жидкости, пара или нагретого воздуха для изменения влажности и температуры древесины. К гидротермической обработке относится и введение в древесину химических веществ, улучшающих ее свойства.

Процессы гидротермической обработки очень сложные и обычно характеризуются как изменением температуры, так и изме­ нением влажности одновременно. Однако в деревообрабатываю­ щих производствах, в том^числе в производстве фанеры, фанерных плит, пластиков и других клееных материалов, обычно выделяют одно главное явление процесса — либо изменение влажности, либо изменение температуры. Остальные явления имеют второстепенное значение. Например, при проведении операции проварки чураков в фанерном производстве задача состоит в повышении темпера­ туры древесины. Надобности в повышении ее влажности в данном случае нет, так как влаги в древесине вполне достаточно (более 30%) для обеспечения высокого качества обработки чураков на последующей операции — лущении. Тем не менее параллельно ос­ новному процессу повышения температуры происходит некоторое увеличение влажности.

Эти побочные явления, как правило, не имеют существенного влияния на последующую технологию обработки и качество древе­ сины, но иногда могут играть положительную или, наоборот, отри­ цательную роль. Так, в данном примере увеличение влажности чу­ раков приведет в дальнейшем к дополнительным затратам тепла при сушке шпона.

По своим специфическим особенностям гидротермическая обра­ ботка может быть разделена на пять видов: нагревание (тепло­ вая обработка), охлаждение, удаление влаги из древесины (суш­ ка), увлажнение, введение в древесину веществ, изменяющих ее ствойства (пропитка). Не все из этих видов гидротермической

обработки имеют одинаковые значение и применение. Например, охлаждение древесины не имеет специального практического зна­ чения. Не имеет особого смысла и увлажнение древесины, по­ скольку древесина в свежесрубленном состоянии никогда не содер­ жит влаги меньше, чем это требуется при обработке. Исключение составляют лишь операции, предусматривающие искусственное поддержание влажности древесины на первоначальном уровне. Например, при хранении на складах в весенне-летний период дре­ весина лиственных пород подвержена поражению различными грибками. Для предотвращения развития грибов применяется искусственное дождевание, позволяющее сохранить в древесине первоначальную влажность.

Таким образом, процессы гидротермической обработки древе­ сины могут быть разделены на три основных группы: тепловую обработку, сушку и пропитку.

В производстве лущеного и строганого шпона, фанеры, пласти­ ков и других клееных материалов т е п л о в а я о б р а б о т к а дре­ весины имеет большое технологическое и экономическое значение. Она используется для следующих целей:

а) для уменьшения твердости древесины и, как следствие, для снижения усилий резания и улучшения качества резания. Тепловая обработка перед окоркой в значительной степени облегчает выпол­ нение окорки, поэтому перед окоркой древесину оттаивают, прова­ ривают или пропаривают;

б) для ускорения склеивания, так как клей отверждается бы­ стрее при повышении температуры;

в) для повышения пластичности древесины (шпона, древесных частиц). Для получения этого качества тепловую обработку приме­ няют в производстве древеснослоистых пластиков и целыюпрессовапых деталей, где требуется значительная упрессовка (остаточ­ ное уплотнение) древесины при прессовании.

Большую роль в технологии производства фанеры и других материалов играет с у ш к а древесины.

Содержание влаги в древесине характеризуется ее абсолютной влажностью (вес влаги отнесенный к весу абсолютно сухой древе­ сины, выраженный в процентах).

Сушка шпона и древесных частиц необходима для снижения внутренних напряжений в древесине, что повышает качество фа­ неры, пластиков H др.

Как при тепловой обработке древесины, так и при сушке могут

при жестких режимах чураки необходимо сортировать по диамет­ рам с градацией не более 4—5 см и затем охлаждать путем выле­ живания для выравнивания температур.

При м я г к о м ' р е ж и м е древесина прогревается в среде с температурой, соответствующей температуре, необходимой для лущения; перегрев, а вместе с тем и последующее вылеживание чураков исключаются.

При увеличении режимного времени степень неравномерности прогрева уменьшается. Так, для березовой древесины технологией

40—20 = 20° С.

При увеличении режимного времени прогрева степень нерав­ номерности при постоянном верхнем пределе +40° С будет стре­ миться к нулю, т. е. вся масса древесины будет иметь примерно одинаковую температуру, незначительно отличающуюся от тем­ пературы нагревательной среды.

При мягких режимах прогрева уменьшается количество групп для рассортировки чураков по диаметрам. Так, березовые чураки можно рассортировывать на две группы: первую (основную) до 32 см и вторую — свыше 32 см. Сосновое сырье также можно рас­ сортировывать на две группы: первую от 28 до 38 см и вторую от 39 до 48 см.

Чураки лиственицы рассортировывают на три группы: 24—28; 29—38; 39—48 см.

Хотя нагрев сырья по мягким режимам требует увеличения объемов нагревательных сооружений (из-за увеличения времени прогрева), тем не менее этот способ выгодно отличается от гидро­ термообработки сырья по жестким режимам улучшением качества шпона, снижением расхода тепла (до 50%), более благоприят­ ными условиями труда.

В нашей стране промышленная обработка древесины по мяг­ ким режимам применяется с 1964 г.

При производстве лущеного шпона чураки, как правило, на­ греваются в горячей воде (проваривание), а при изготовлении строганого шпона, который получают из ценных древесных пород

раняется естественный цвет древесины, чего трудно достичь для некоторых древесных пород при нагреве их в горячей воде.

§ 8. ПРОПИТКА

Пропитка древесины — насыщение различными химическими составами — улучшает ее натуральные свойства. Например, про­ питка антисептиками необходима для того, чтобы повысить ус­ тойчивость древесины по отношению к различным грибковым и гнилостным заболеваниям. Пропитка антипиренами нужна для повышения устойчивости древесины по отношению к огню и т. д.

Древесину, предназначенную для производства древесных сло­ истых пластиков и целыюпрессованиых деталей, пропитывают син­ тетическими смолами, которые одновременно являются и клеевым (связывающим) веществом. Проникновение смолы в сосуды и по­ лости клеток улучшает водостойкость древесины и значительно уменьшает способность ее изменять размеры под воздействием влаги — уменьшает разбухание.

Качество пропитки шпопа в растворах смол зависит от спо­ соба пропитки, физико-химических свойств смолы, вязкости, кон­ центрации и температуры раствора, количества поглощенного рас­ твора, качества и породы древесины и ряда других факторов.

В практике фанерных заводов применяются следующие спо­ собы: вымачивание шпона в смоляных растворах; пропитка в го­ рячих и холодных ваннах; ограниченное пли полное поглощение; пропитка с предварительной полистной намазкой шпона.

При любом из описанных способов частицы пропиточного рас­ твора не только заполняют поры древесины, но в тон или иной степени проникают и в клеточные стенки.

При в ы м а ч и в а й и и шпон загружают в пропиточный раствор с температурой, соответствующей температуре помещения. Срок вымачивания зависит от толщины шпона. В данном случае сосуды и капилляры заполняются пропиточным раствором в результате явления диффузии.

При п р о п и т к е в г о р я ч и х и х о л о д н ы х в а н н а х шпон некоторое время находится в нагретом растворе, а затем его за­ ливают раствором смолы с температурой, близкой температуре помещения (18—20°С). В начальный период воздух, находящийся в полостях клеток, нагревается и, увеличиваясь в объеме, вытес­ няется из древесины. При последующем охлаждении холодным раствором оставшийся в древесине воздух также охлаждается. В результате охлаждения в полостях клеток создается вакуум и раствор интенсивно впитывается.

При способе п о л н о г о п о г л о щ е н и я древесина перед про­ питкой подвергается воздействию вакуума, а пропиточный раствор подается под давлением, в результате чего скорость пропитки воз­ растает.

щийся в древесине, сжимается, а раствор нагнетается в полости сосудов и клеток. Затем давление снимается и создается вакуум, в результате чего воздух, находящийся в древесине, расширяется и выжимает из нее избыток пропиточного раствора. Стенки клеток как бы смазываются раствором.

Все перечисленные способы пропитки основаны на применении низкоконцентрированных растворов смолы (/С = 28—36%).

Можно пропитывать древесину и высококонцентрированиыми смолами (/С=50—55%). В этом случае, чтобы снизить вязкость и обеспечить требуемую проницаемость в древесину, смолу подо­ гревают; иногда подогревают сам шпон.