Файл: Иноземцев, Г. Б. Электронно-ионная технология в деревообрабатывающей промышленности.pdf

ние 10—30 сек они полностью исчезают, причем особенно интен­ сивно воздух выделяется в первоначальный момент. На рис. 30 представлен процесс удаления пузырьков воздуха в зависимости от времени воздействия ультразвука.

Предложенная конструкция ультразвукового дезаэратора мо­ жет разжижать лакокрасочный материал и очищать его от пу­ зырьков воздуха. Конструкция может быть использована при ра­ боте лаконаливных машин, что, помимо очистки лака, позволит сократить добавку растворителя.

Ультразвуковые колебания могут быть использованы не только для очистки лакокрасочных материалов. В 1967 г. в Ленинград­ ской лесотехнической академии ультразвуковые колебания были

и

стью подтвердили целесообразность и значительную экономич­ ность способа.

Этот метод нашел промышленное применение на ростовской мебельной фабрике им. Урицкого, что позволило получить эконо­ мический эффект около 8 тыс. руб. в год при производительности установки 1500 м шкурки в смену.

На рис. 31 представлена принципиальная схема установки для восстановления шлифовальной шкурки. В установке в качестве ис­ точника ультразвуковых колебаний использован генератор УЗГ-ЮМ, работающий с четырьмя магннтострикционными преоб­ разователями типа ПМС-6М. В качестве раствора, способствую­ щего очистке шлифовальной шкурки, применяется уайт-спирит или 10%-ный раствор кальцинированной соды.

Промышленная эксплуатация такой установки показывает, что предложенный способ обеспечивает наибольшую эффективность при очистке и восстановлении шлифовальной шкурки, использу­ емой для шлифования мебельных щитов, отделанных полиэфир­ ными лаками. Время воздействия ультразвука не превышает 3 мин. При этом шкурка восстанавливается на 60—70% и может быть использована вторично при окончательном шлифовании.

СКЛЕИВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

В 1962 г. в лаборатории электротехнологии УкрНИИМОД был предложен новый способ склеивания древесины, основанный на ис­ пользовании ультразвуковых колебаний [12]. Сущность этого способа

107

заключается в том, что при прессовании склеиваемые бруски или детали подвергают воздействию ультразвуковых колебаний в на­ правлении, перпендикулярном плоскости склеивания. Полимериза­ ция клея в клеевом шве происходит в результате нагрева. Нагрев клеевого шва обусловливается теплом, выделяемым при поглоще­

ций ультразвукового оборудования и трудности создания надеж­ ного акустического контакта между излучателем и склеиваемым объектом. Кроме того, существенным препятствием явилась недо-- статочная изученность этого безусловно интересного и перспектив­ ного направления.

Большого внимания заслуживает ультразвуковое соединение (склеивание) пластмасс, полимерных пленок, волокнистых мате­

КРАШЕНИЕ И ПРОПИТКА ДРЕВЕСИНЫ

Крашение и пропитка древесины представляют собой сложный физико-химический процесс, связанный с коллоидными явлениями.

Существующие в настоящее время способы окунания, воздей­ ствия избыточного давления и вакуума не обеспечивают глубокого

10 8

проникновения в толщу древесины красителей и пропиточных со­ ставов, а также полной и равномерной окраски древесины. Обору­ дование для крашения и пропитки (автоклавы, мощные насосы, компрессоры и -др.) сложно и громоздко, занимает большие произ­ водственные площади.

В конце 50-х годов были сделаны попытки использовать ультра­ звук для пропитки и крашения капиллярнопористых тел и в том числе древесины [1, 2]. При этом было отмечено, что сообщение пропитывающей жидкости ультразвуковых колебаний значительно интенсифицирует процессы пропитки.

УкрНИИМОД, а несколько позже Институтом химии древесины АН Латвийской ССР были проведены работы по пропитке шпона с помощью ультразвука различными натриевыми растворами [12]. При этом было отмечено, что продолжительность процесса диффу­ зии раствора в древесину резко сократилась (в 3—5 раз) и па 30— 50% увеличилось количество диффундировавшего раствора.

Работами физико-технического института АН БССР было также доказано, что применение ультразвука при пропитке капиллярнопористых тел сокращает время пропитки в 5—8 раз, при пропитке слоистых материалов — в 3—5 раз.

Профессором Г. П. Быстровым в 1958 г. было выдвинуто пред­ положение о целесообразности использования ультразвука для крашения древесины. Для проверки этих предположений был про­ веден ряд экспериментов па буковых и сосновых образцах с влаж­ ностью 8—10%. Эксперименты проводились с использованием уль­ тразвуковых генераторов типа БАР и УЗГ-10М на частоте 20 и 25,5 кгц. Было установлено, что ультразвук способствует интенсив­ ности и равномерности окраски древесины.

Работы по крашению древесины с помощью ультразвука про­ водились лабораторией технологии отделки УкрНИИМОД [12].

Основная задача исследований — окраска древесины с равно­ мерным распределением красителя по всей толщине. Проводились опыты по глубокому крашению древесины бука, дуба, тополя и ольхи, фанерных кряжей и листовых материалов (строганой фа­ неры). Для опытов был использован ультразвуковой генератор

дились в двух направлениях:

воздействия ультразвука на процесс диффундирования краси­ теля в древесину для -сокращения продолжительности процесса и повышения качественных показателей крашения (равномерности окраски, выбираемое™ красителя и др);

воздействия ультразвука на красильный растовор для повыше­ ния степени дисперсности красителей.

В качестве красителей были применены красно-коричневый №2

Эксперименты проводились на установке, включающей ультра­ звуковой генератор и автоклав с вмонтированными магннтострик-

109

ционными преобразователями типа ПМС-6М. Помимо чистого воздействия ультразвука, было применено совмещение операций воздействия избыточного давления и ультразвуковых колебаний. Эксперименты показали, что ультразвук способствовал увеличению проникновения красителя в древесину и обеспечивал равномер­ ность и интенсивность ее окраски. У всех образцов, окрашенных с помощью ультразвука, цвет поверхности характеризовался высо­ кой однородностью и значительным насыщением, так как краси­ тель интенсивно перемешивался под воздействием кавитационных явлений.

• При воздействии ультразвука на процесс крашения листовых материалов было отмечено выравнивание красителя по всей тол­

куумом и избыточном давлении неравномерность окраски по тол­

мости частиц красителей и увеличение жизнеспособности их более чем в 2—3 раза.

На основании исследовании были сделаны следующие выводы: интенсификация процесса глубокого крашения древесины при помощи ультразвука происходит в результате диспергирования красителя и повышения диффузионных свойств красильного рас­

твора; наиболее целесообразен этот метод для 'Крашения древесины

малых сечений, так как можно использовать установки с малой энергоемкостью, не требующие больших производственных пло­ щадей.

Заслуживают внимания проведенные в Институте механики полимеров АН БССР исследования влияния ультразвука на про­ цесс наполнения и на процесс разжижения наполнителя в прессо­ ванной древесине. В качестве наполнителя прессованной древесины применялась фенолформальдегидная смола.

Эти исследования показали, что при наполнении с помощью ультразвука достигается наибольшая равномерность распределе­ ния наполнителя по всей массе древесины, что значительно повы­ шает физико-механические свойства прессованной древесины. Микроструктурные исследования показали, что степень наполнения увеличивается в связи с проникновением наполнителя в стенки клеток (межмициллярные и межфибриллярные пространства).

На основании этих исследований сотрудниками института были созданы и внедрены в промышленность ультразвуковые вакуумно­ компрессорные установки для наполнения древесины полимерными материалами, упрочняющими и повышающими ее влаго- и водо­ стойкость.

110

СУШКА И СКЛЕИВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ СУШКА ДРЕВЕСИНЫ В ПОЛЕ ТОКОВ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Сушка древесины в поле токов высокой-частоты (ТВЧ) впер­ вые была проведена в СССР и показала, что этим способом древе­ сина высушивается значительно быстрее.

Отличительный признак высокочастотной сушки — способ под­ ведения тепловой энергии к высушиваемому объекту. Сушка дре­ весины происходит под воздействием высокочастотной энергии, которая, превращаясь в тепловую непосредственно в самой массе материала, способствует быстрому продвижению влаги из внутрен­ них слоев к поверхности.

Нагревать древесину для ее высушивания можно двояко: под­ водить высокочастотную энергию к древесине для поддержания в ней температуры, близкой к точке кипения воды, с целью сушки выпариванием или создавать высокочастотной энергией темпера­ турный градиент, проходящий через всю толщину древесины.

К преимуществам высокочастотной сушки древесины относится быстрый сквозной прогрев, значительное сокращение продолжи­ тельности сушки, регулируемость процесса, а также уменьшение внутренних напряжений. Однако высокочастотная сушка применя­ ется пока что в ограниченных масштабах. Обычно она ведется кон­ тактным пли бесконтактным способами, отличающимися друг от друга размещением высоковольтных электродов относительно объекта.

Ограниченность применения высокочастотной сушки обусловли­ вается высокой стоимостью, сложностью эксплуатации оборудо­ вания, требованием специальной защиты, высокой усушкой мате­ риалов и др.

Высокочастотная сушка целесообразна для высушивания круп­ ных сортиментов, которые не поддаются камерной сушки без боль­ ших дефектов, коротких деталей и заготовок в массовом производ­ стве при организации ее на поточных линиях, мелких партий заго­ товок в производстве сложных изделий с целью досушки их после камерной сушки.

В Англии высокочастотной сушке подвергают заготовки неболь­ ших размеров — длиной до 760 мм и сечением 76,2x76,2 мм. Ус­ тановки работают по методу выпаривания влаги и рассчитаны на периодическое или непрерывное действие. Оборудование рассчитано на одновременную сушку в камере трех пачек заготовок объемом до 0,6 м.

Продолжительность сушки зависит от начальной влажности дре­ весины и составляет 3—5 ч.

На заводе «Литовел» (ЧССР), специализирующемся на вы­ пуске различных типов ножек для мебели, используется высоко­ частотная установка типа EDV-2, работающая с генератором типа GU-15. На этой установке сушат буковые заготовки размером 50Х Х50Х800 мм от начальной влажности 25—30% до конечной влаж-

111