CC BY
8
УДК 674.812
Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. XXXVI, № 5. С. 466-470 ДЕКОРАТИВНЫЕ РЕНТГЕНОЗАЩИТНЫЕ СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ И. В. Яцун, Ю. И. Ветошкин, А. Г. Гороховский
Уральский государственный лесотехнический университет Российская Федерация, 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37 E-mail: iryatsun@mail.ru
Стеновые панели в настоящее время являются неотъемлемой частью интерьера современного офиса, общественного учреждения или жилого помещения.
Предложена технология изготовления стеновых панелей с применением метода декоративного тиснения. Суть метода заключается в нанесение на фасадные поверхности мебельных деталей и панелей любых рельефных композиций, которые получаются путем прессования. Метод основан на способности некоторых материалов при определенной температуре и давлении получать остаточные деформации. Рельеф наносится на облицовочный слой декоративного материала. В основе облицовочного материала применен термоскреплен-ный синтепон предварительно пропитанный рентгенозащитным составом и высушенный до комнатной температуры.
Проведенные исследования показали, что полученный материал для изготовления стеновых панелей имеет величину свинцового эквивалента 0,54 мм Pb/мм и обладает достаточно высокими декоративными свойствами. Определено оптимальное соотношение компонентов, входящих в пропитывающий состав.
Разработанные стеновые панели на основе фанеры, являются современным мобильным материалом, который можно применять в качестве отделочного в местах с повышенным радиационным фоном. Материал изготовлен из безопасных, недорогих и доступных материалов. Предложенная технология производства укладывается в рамках традиционных, применяемых в деревообрабатывающей промышленности.
Ключевые слова: декоративный рентгенозащитный материал, стеновые панели, защита от рентгеновского излучения, технология тиснения.
Conifers of the boreal area. 2018, Vol. XXXVI, No. 5, P. 466-470 DECORATIVE X-RAY PROTECTIVE WALL PANELS I. V. Yatsun, Yu. I. Vetoshkin, A. G. Gorokhovsky
Ural State Forest Engineering University 37, Siberian tract, Yekaterinburg, 620100, Russian Federation E-mail: iryatsun@mail.ru
Wall panels are now an integral part of a modern office, public institution or dwelling interior.
The article proposed the technology of manufacturing wall panels using the method of decorative embossing. The essence of the method consists in applying to the facade surfaces of furniture parts and panels of any relief compositions, which are obtained by pressing. The method is based on the ability of some materials at a certain temperature and pressure to obtain residual deformations. Relief is applied on the facing layer of decorative material. The basis of the cladding material is a thermally bonded synthetic winterizer pre-impregnated with X-ray protective composition and dried to room temperature.
Studies have shown that the material obtained for the manufacture of wall panels has a lead equivalent of 0,54 mm Pb / mm and has rather high decorative properties. The optimal ratio of components included in the impregnating composition was determined.
Designed wall panels based on plywood are modern mobile material that can be used as a finishing in places with high background radiation. The material is made of safe, inexpensive and affordable materials. The proposed production technology fits within the traditional, used in the woodworking industry.
Keywords: decorative X-ray protective material, wall panels, X-ray protection, embossing technology.
ВВЕДЕНИЕ
Стеновые панели с недавнего времени стали неотъемлемой частью современного интерьера. Они предназначены для оформления стен, но при желании
могут использоваться и для декорирования потолка. Легкость монтажа позволяет укладывать панели как горизонтально, так и вертикально, а также под любым углом. Стеновые панели можно применять для
оформления практически любых интерьеров: офисов, предприятий, общественных учреждений, жилых домов - они создают атмосферу тепла, уюта, а главное -солидности и достатка [1].
В зависимости от места применения, способа монтажа и предпочтений потребителя, в качестве основы для изготовления стеновых панелей используются ДСтП, МДФ, фанера, массивная древесина, а также пожаробезопасное минеральное волокно. Для придания изделиям индивидуальных архитектурных художественных форм, улучшения их товарного вида, а также повышения их конкурентоспособности на рынке специалисты-дизайнеры пользуются различными приемами: облицовывание фасадных поверхностей строганным шпоном ценных пород, синтетическим шпоном, декоративными пленками, отделка непрозрачными лакокрасочными материалами и т. д. [2].
Относительно новым методом декорирования является тиснение, заключающееся в нанесении на фасадные поверхности мебельных деталей и панелей различного назначения рельефных композиций, полученных прессованием. В основе метода лежит способность некоторых материалов получать остаточные деформации при определенном давлении и температуре. Рельефы могут быть вогнутыми, выпуклыми и комбинированными. Это дает возможность формировать на плоских поверхностях рельефные композиции различных форм и конфигураций - от простейших геометрических до сложных растительных орнаментов. Рельеф, получаемый на плоскости мебельных деталей или панелей, является точной копией рисунка, выгравированного на пуансоне (матрице). Имея набор матриц с различными рисунками можно быстро и с небольшими затратами разнообразить рисунок рельефа.
Декоративный рельефный профиль на поверхность деталей наносится следующим образом. Заготовку, облицованную синтетическим волокном, располагают на стальной пластине, уложенной на неподвижной части пресса. Затем на нее кладут узорообразующий элемент рисунком вниз, верхнюю часть пресса опускают и выполняют тиснение. Эластичная пласти-
на предохраняет заготовку от коробления порывов (рис. 1) [3; 4].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
На кафедре механической обработки древесины и производственной безопасности Уральского государственного лесотехнического университета были проведены поисково-экспериментальные работы по изготовлению декоративных рентгенозащитных стеновых панелей. В качестве основы в конструкции используется лист фанеры, а в качестве облицовочного и одновременно защитного (от рентгеновского излучения) материала использовался синтепон, пропитанный раствором, состоящим из сульфата бария (BaSO4), клея и воды. Разработанный декоративный материал позволяет получать хорошее качество тиснения при нанесении самых сложных узоров на заготовки, сохраняя при этом целостность и четкость изображения (рис. 2).
В ходе проведения экспериментов использовались следующие материалы: фанера (ГОСТ 3916-69); синтепон термоскрепленный (ТУ 63.5788957 ОП 16-90); сульфат бария BaSO4 (ГОСТ 3158-75); дистиллированная вода (ГОСТ 6709-72); клей на основе ПВА (ТУ 5362-017-02495282-97); полиуретановый грунт и нитрокрасители - для отделки наружной тисненой поверхности стеновой панели (полиуретановый грунт «Праймер», нитрокрасители фирмы «HERBERTS»).
Защитные свойства разработанного материала оценивались при помощи величины свинцового эквивалента [5-7]. Для этого через образцы декоративного материала пропускались аппаратом Ренекс Э4-Н3 рентгеновские лучи (режим: сила тока 25 мА, время экспозиции 0,02 с, напряжение на трубке 60 кВ). Результаты фиксировались на пленке Ренекс РПЗ-2. Величину ослабления рентгеновских лучей прошедших через слой материала оценивали по рентгенопрозрач-ности и фотометрической контрастности изображения на рентгеновской пленке с применением люксметра «ТКА-ЛЮКС». Эталоном являлась свинцовая пластина толщиной 1 мм. Схема определения защитных свойств декоративного материала представлена на рис. 3.
Рис. 1. Схема прессования пакета и создания рельефной поверхности: 1 - плита пресса (верхняя); 2 - пуансон; 3 - облицовочный рентгенозащитный материал; 4 - лист фанеры; 5 - облицовочный рентгенозащитный материал; 6 - плита пресса (нижняя); 7 - металлические упоры
Значение свинцового эквивалента определялась следующим соотношением:
* = А
/2
где k - величина свинцовый эквивалент, мм РЬ/мм; / - фотометрическая контрастность пленки образцов декоративного материала; /2 - фотометрическая контрастность свинцового эталона толщиной 1 мм.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Эксперименты по определению рентгенозащитных свойств проводился по В3 плану Бокса второго порядка для трех независимых переменных [8; 9]. Наименование постоянных и управляющих факторов и диапазоны варьирования приведены соответственно в табл. 2 и 3.
Результаты экспериментов по определению рент-генозащитных свойств разработанного материала представлены в табл. 3.
Рис. 2. Фрагмент стеновой панели с тисненым декоративным покрытием
Рис. 3. Схема определения защитных свойств декоративного материала с помощью люксметра: 1 - источник света; 2 - стекло; 3 - калька; 4 - рентгенограмма образцов; - окно; 6 - датчик; 7 - люксметр
Таблица 1
Наименование постоянных факторов при проведении экспериментов
№ п/п Постоянный фактор Показатель
1 Относительная влажность воздуха, % 65+5
2 Температура окружающей среды, °С 20+2
3 Время перемешивания компонентов, входящих в пропитывающий состав, мин 5+1
4 Температура плит пресса, °С 60+5
5 Толщина прокладок, мм 3+0,1
6 Расход связующего, г/м2 110+10
7 Продолжительность выдержки пакета под давлением, мин 5+1
8 Давление прессования, МПа 10+2
9 Глубина тиснения, мм 1,5+0,1
Таблица 2
Наименование управляющих факторов и диапазоны их варьирования
№ Наименование Единица Переменные Натуральные значения Шаг варьи-
п/п показателя измерения -1 0 1 рования
1 Количество минерального наполнителя в пропитывающем составе г. Х1 150 175 200 25
2 Количество связующего пропитывающем составе г. Х2 100 150 200 50
3 Количество воды в пропитывающем составе г. Хз 80 95 110 15
Таблица 3
Среднее значение величины свинцового эквивалента
№ опыта Х1 Х2 Х3 Среднее значение, у
1 200 200 110 0,284
2 150 200 110 0,336
3 200 100 110 0,554
4 150 100 110 0,169
5 200 200 80 0,338
6 150 200 80 0,324
7 200 100 80 0,378
8 150 100 80 0,452
9 200 150 95 0,45
10 150 150 95 0,328
11 175 200 95 0,268
12 175 100 95 0,584
13 175 150 110 0,618
14 175 150 80 0,356
РЕЗУЛЬТАТЫ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
По результатам проведенных исследований были сделаны следующие выводы:
1. Содержание минерального наполнителя (сульфата бария) в пропитывающем составе не должно превышать 53 %, так как дальнейшее увеличение его приведет к получению высоковязкой смеси, которая не способна пропитать наполнитель (синтепон) и как следствие, будет отсутствовать адгезионное взаимодействие между ними.
2. Тщательное перемешивание пропитывающего состава позволит равномерно распределить в нем частицы сульфата бария и тем самым повысить защитные (от рентгеновского излучения) свойства облицовочного слоя.
3. По результатам исследований и полученной математической модели разработана рецептура пропитывающего состава, при следующих рациональных значениях: содержание минерального наполнителя в состав 51 %; содержание связующего (клея) 26 %; содержание воды в составе 23 %.
4. Величина свинцового эквивалента декоративного материала составляет 0,54 мм РЬ/мм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработанные стеновые панели на основе фанеры, обладающие рентгенозащитными и декоративными свойствами, являются современным мобильным материалом, который можно применять в качестве отделочного в местах с повышенным радиационным
По полученному уравнению регрессии были построены соответствующие зависимости, представленные на рис. 4 и 5.
Рис. 4. Зависимость величины свинцового эквивалента декоративного рентгенозащитного материала от количества сульфата бария (х1) и количества клея (х2) в пропитывающем составе
х1
Рис. 5. Зависимость величины свинцового эквивалента декоративного рентгенозащитного материала от количества сульфата бария (х1) и количества воды (х3) в пропитывающем составе
фоном. Материал изготовлен из безопасных, недорогих и доступных материалов. Предложенная технология производства укладывается в рамках традиционных, применяемых в деревообрабатывающей промышленности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Айхорн Т. Современный интерьер. М. : Кристина и К°, 1993. 128 с.
2. Лангендорф Г., Айхлер Х. Облагораживание древесины. М. : Лесн. пром-ть, 1982. 140 с.
3. Чернышев О. Н., Ветошкин Ю. И., Яцун И. В. Композиционный декоративный материал «Фано-трен» // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века : тр. XII Междунар. евразийского симпозиума ; УГЛТУ. Екатеринбург, 2017. С. 84-87.
4. Прокофьев Н. С., Булгаков В. И., Афонасьев Г. Н. Профилирование древесноволокнистых плит // Деревообрабатывающая промышленность. 1998. № 4. С. 20-21.
5. Голубев Б. П. Дозиметрия и защита от ионизирующего излучения. Л. : Гос. энергетич. изд-во, 1963. 336 с.
6. Аглинцев К. К. Дозиметрия ионизирующих излучений. М. : Технико-технич. лит., 1957. 503 с.
7. Федеральный закон о радиационной безопасности населения № 3-ФЗ от 09.01.96 г. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
8. Пен Р. З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства. Красноярск : Изд-во Краснояр. ун-та, 1982. 190 с.
9. Пижурин А. А., Розенблит М. С. Исследование процессов деревообработки. М. : Лесная пром-сть, 1984. 232 с.
10. Курницкий Б. Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0. СПб. : BHV-Санкт Петербург, 1997. 384 с.
REFERENCES
1. Ayhorn T. Modern interior. Moscow, Kristina and K°, 1993, 128 p.
2. Langendorf G., Eichler H. Timing. Moscow, Lesn. prom-st', 1982, 140 p.
3. Chernyshev O. N., Vetoshkin Yu. I., Yatsun I. V. "Fanotren" composite decorative material // Woodworking: Technologies, Equipment, and Management of the 21st Century : рroceedings of the 12th International Eurasian Symposium ; UGLTU. Ekaterinburg, 2017, Р. 84-87.
4. Prokofiev N. S., Bulgakov V. I., Afonasyev G. N. Profiling of fibreboard // Woodworking industry. 1998, No. 4, P. 20-21.
5. Golubev B. P. Dosimetry and protection against ionizing radiation. Leningrad : State Energy Publishing House, 1963, 336 p.
6. Aglintsev K. K. Dosimetry of ionizing radiation. Moscow, Technical and technical literature, 1957, 503 p.
7. Federal Law on Radiation Safety of the Population No. 3-FZ of January 9, 1996. Access from help.-legal system "ConsultantPlus".
8. Pen R. Z. Statistical methods for modeling and optimizing processes for pulp and paper production. Krasnoyarsk, Krasnoyarsk University Press, 1982, 190 p.
9. Pizhurin A. A., Rosenblit M. S. Study of woodworking processes. Moscow, Forestry, 1984, 232 p.
10. Kurnitsky B.Ya. Finding optimal solutions using Excel 7.0. Saint-Petersburg, BHV-St. Petersburg, 1997, 384 p.
© Яцун И. В., Ветошкин Ю. И., Гороховский А. Г., 2018
Поступила в редакцию 19.07.2018 Принята к печати 31.10.2018
