Послойный способ получения фанеры
Тихомиров Л.А. (КГТУ, г.Кострома, РФ)
Results of Experiments of Level-by-Level Manufacture of Plywood
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. С момента появления идеи склеивания фанеры из лущеного шпона, принцип сборки пакетов многослойной фанеры оставался неизменным. Однако склеивание фанеры пакетным способом имеет ряд существенных недостатков. К ним относятся:
1. Потеря сырья от упрессовки фанеры. При склеивании многослойных пакетов упрессовка достигает 9-15%, что является прямой потерей древесины при существующем способе склеивания.
2. Разнотолщинность фанеры, вызываемая неодинаковой упрессовкой наружных и внутренних слоев шпона. Загруженный в промежуток пресса пакет фанеры начинает прогреваться от плит пресса. При этом непосредственно прилегающие к плитам наружные слои листа фанеры всегда будут иметь температуру большую, чем внутренние, вследствие чего периферийные слои за режимное время склеивания упрессуются больше, чем наружные. При пакетном способе склеивания фанеры нет практических путей для устранения дефекта разнотолщинности фанеры.
3. Неодинаковая степень отверждения смолы в клеевых прослойках фанеры, приводящая впоследствии к значительному короблению листа фанеры. Клеевые прослойки, расположенные ближе к источнику тепла, в следствие их более высокой температуры будут иметь за одно и тоже время большую степень отверждения смолы, это вызовет напряжение в клеевых прослойках, что приведет к короблению листа фанеры.
4. Снижение температуры при склеивании толстой фанеры, Склеивание толстой фанеры возможно только при значительном увеличении времени, которое возрастает пропорционально, примерно, квадрату толщины фанеры.
5. Отрицательно сказывается на качестве продукции слабые углы и слабая кромка в листах фанеры, которые являются следствием сдвига листов шпона при загрузке пакетов в пресс, сложность применения шпона с ложным ядром, вызывающем образование пузырей.
Проведенные опыты показывают, что упрессовка, в случае применения послойного способа склеивания фанеры, уменьшается более чем в три раза и не превышает 4% для фанеры толщиной 15мм, склеенной послойно в пять приёмов. 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 дает не только резкое снижение времени склеивания фанеры, но и соответствующее снижение расхода сырья при производстве фанеры.
Коробление фанеры является большим дефектом. Если раньше этому дефекту практически не придавали значения, ограничивая его 1,2 см на 1 пог. метр длины листа, то в настоящее время дефект по короблению сильно ограничивается. Применение послойной технологии позволит устранить этот дефект.
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 для склеивания толстой фанеры.
Для проверки теоретических выводов на кафедре МТД КГТУ были поставлен ряд экспериментов. Все экспериментальные запрессовки проводились на лабораторном прессе П-100-400, для экспериментов использовался березовый шпон, влажностью W=5%, размерами 380×380мм, толщиной 1,5±0,1мм.
Зависимость коробления фанеры от температуры и времени прессования прессования показана на рисунке 1.
Рисунок 1- Зависимость коробления фанеры от температуры и времени прессования при пакетном и послойном способе прессования
Зависимость упрессовки фанеры от температуры и времени прессования при пакетном и послойном способе показана на рисунке 2.
Рисунок 2 - Зависимость упрессовки фанеры от температуры и времени прессования при пакетном способе прессования
Для изучения механических свойств фанеры склеенной послойно в несколько приемов был реализован В-план второго порядка. Температура варьировалась от 1200С до 1400С, время прессования для каждого приема от 0,5 до 1,5 мин. По результатам обработки экспериментальных данных получили следующие зависимости:
1. Зависимость упрессовки фанеры изготовленной послойным способом от температуры и времени прессования.
Y1 = 4,56 – 0,558Х1 +1,208Х2 + 2,637Х12 + 1,613Х2 Х1 (1)
2. Зависимость коробления фанеры изготовленной послойным способом от температуры и времени прессования
Y2= -0,067+ 0,165 Х12+0,155 Х22 + 0,098 Х1Х2 (2)
где X1- температура прессования,0С; X2- время прессования, мин; Y1- упрессовка, %; Y2- коробление, мм.
Графическое представление зависимостей упрессовки и коробления фанеры от технологических факторов представлены на рис.3.
Рисунок 3 - Зависимость коробления и упрессовки фанеры полученной послойным способом от температуры и времени прессования
Выводы:
1. Применение послойного способа прессования снижает расход сухого шпона (до трех раз).
2. При послойном прессовании коробление фанеры уменьшается.
3. Постоянный технологический режим прессования, не зависящий от толщины получаемой фанеры, позволяет упростить технологию производства фанеры.
4. Полученная послойным способом фанера более однородный материал.
5. Применение послойной технологии получения фанеры уменьшит вероятность образование пузырей, расклея и слабого угла при производстве фанеры большой толщины.
Литература
1. Кириллов Н.К. Конструкционная фанера / Н. К. Кириллов. - М.: Лесная промышленность, 1981.-112с.
2. Севастьянов К.Ф. Интенсификация процесса склеивания фанеры / К. Ф. Севастьянов. – М.: Лесная промышленность, 1976.- 144с.