Некоторые способы улучшения качества древесины, используемой в производстве карандаша Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 175 1971

НЕКОТОРЫЕ СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ДРЕВЕСИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРАНДАША

С. II. 'КАРБАИНОВА, И. П. ЧАЩИН, В. В. КОЯИН

(Представлена научной итого вон конференцией химико-технологического

факультета)

Древесина, как сырье для карандашной промышленности, должна обладать определенными свойствами. Лучшим деревом, обладающим всеми необходимыми качествами, является виргинский можжевельник, или «карандашное дерево», произрастающий в Америке [1]. На этом 'Сырье в основном работают карандашные фабрики США и Чехословакии.

В Советском Союзе для карандашной дощечки используется древесина сибирского кедра. Единственной фабрикой, поставляющей это сырье, является Томская карандашная фабрика.

Существующий с 1939 года и по настоящее время термоаммиачный способ обработки [2] далек от совершенства и оставляет желать много лучшего. Улучшение качества среза, цвета, запаха, уменьшение брака за счет коробления карандаша, увеличение выхода карандашной дощечки в результате использования креневой древесины—вот те задачи, которые стоят перед исследователями.

Трудность решения этих вопросов заключается в том, что древесина—неоднородное, многокомпонентное сырье. Она является природным полимером пространственного строения, не растворяющимся без разложения ни в одном известном растворителе, и, наконец, древесина хвойных пород, в частности кедра сибирского, содержит в больших количествах смолистые вещества, которые, заполняя смоляные ходы, оказывают серьезное препятствие для пропитки и прокраса древесины [3].

Авторами настоящей статьи был исследован содовый способ обработки карандашной дощечки. Лучшие результаты получены при 2-часовой выдержке в 2'%-ном растворе соды при температуре 147°С. Дощечки при этом приобретают равномерный коричневый цвет, а карандаш обладает хорошими чиночными свойствами [4].

Для улучшения качества среза карандаша важно добиться равномерного распределения парафина в центральной и поверхностной зонах дощечки. ГОСТ предусматривает содержание парафина в центре не менее 4%, а с поверхности не более 10%. Однако анализы фабричной дощечки в большинстве случаев показывают слишком большой процент парафина в поверхностной зоне, которая в производстве карандаша ■срезается и идет в отходы, и очень малый процент парафина—1 — 1,5% — в центральной зоне. Снижение поверхностного натяжения ^среды путем добавления к расплавленному парафину различных по-;верхностноактивных веществ [5] позволило получить положительный

эффект. В качестве поверхностноактивных веществ использовались, сульфированный керосин, турбинное, трансформаторное масла [6]. Лучшие результаты получены при добавлении сульфированного керосина;. В этом случае во всех 40 опытах процент парафина в центральной зоне лежит в пределах ГОСТа, чтобы получить желаемый результат, вполне достаточно добавления 1,5% сульфированного керосина по отношению* к количеству парафина. Данные некоторых опытов с сульфированным керосином приведены, в табл. 1.

Таблица 1

№ Процент содержания сульфированного керосина в парафиновой ванне Содержание парафина по зонам, 96

п. п. поверхностная зона центральная зона

1 0 5,3 1,5

2 0 11,4 3,2

3 0,5 8,2 3,5

4 1 11,0 6,8

5 1,5 4,96 5,8

6 2 4,3 7,3

i 3 4,3 7,7

8 4 4 5,7

Проведенные в заводских условиях опыты с добавлением 1,5%-сульфированного керосина также дали хорошие результаты.

Представляло интерес, проследить влияние влажности древесины на распределение парафина в дощечке [7]. На фабрике дощечка поступает в автоклав для термоаммиачной обработки с начальной влажностью 50—60%. При этом исследовались два варианта:

а) определяли влияние начальной влажности дощечки на равномерность распределения парафина. Для этого дощечки подсушивались в сушильной камере при температуре 70—80°С до различной влажности, а затем проходили весь заводской цикл облагораживания: морение в автоклаве, парафинирование, сушку. Результаты анализов показали, что с уменьшением начальной влажности дощечки до определенного* предела равномерность распределения парафина увеличивается, а затем при дальнейшем уменьшении влажности резко падает. Это вполне объяснимо наличием воздушных подушек в порах древесины, которые при малой влажности препятствуют проникновению парафина в дощечку [8]. Результаты некоторых опытов приведены в табл. 2.

Наиболее равномерное распределние парафина в поверхностной, и центральной зонах, отвечающее ГОСТу, достигается при начальной влажности дощечки 15—30%;

б) по второму варианту исследовалось влияние различной влажности на процесс парафинирования мореной дощечки. Опытная партия дощечек, взятая из автоклава, подсушивалась до различной влажности в термостате при температуре 130—140°С.

Результаты анализов приведены в табл. 3.

Результаты анализов показали, что сушка после автоклава благоприятно действует на равномерность распределния парафина в дощечке. Слишком большая влажность дощечки перед парафинированием (более 40%), как и слишком малая (менее 20-%), мешает равномерному

распределению парафина. Все анализы на парафин показали, что содержание парафина в центральной зоне выше, чем в поверхностной.

Таблица 2

№ Начальная влажность дощечки, 96 Содержание парафина в различных зонах. %

п. п. поверхностная зона центральная зона

1 50 10 3,0

2 31 12 7,1

3 27 4,2 4,2

4 15 7,4 7,3

5 12 9,9 14,0

6 10 15,0 6,0

Таблица 3

№ Влажность моренной дощечки, % Содержание парафина по зонам, %

П. II. поверхностная зона центральная зона

1 45 10,0 3,4

2 40 7,9 11,0

3 37 6,1 9,0

4 25 8,7 10,0

5 12 12,1 15,0

6 10 3,0 12,0

Выводы

1. Добавки поверхностноактивных веществ оказывают благоприятное влияние на равномерность распределения парафина в дощечке. Наиболее эффективен из исследованных веществ сульфированный керосин.

2. Начальная влажность дощечки, так же, как и влажность мореной дощечки перед парафинированием, оказывает большое влияние на равномерность распределения парафина. Лучшие результаты получены при начальной влажности дощечки от 15 до 30%, а оптимальные пределы влажности дощечек, подсушенных после морения, лежат в пределах от 25 до 35%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Д. Н. Лекторский. Пропитка древесины. Гослестехиздат, М., 1940.

2. Н. Ф. Гусев. Деревообрабатывающая промышленность. 11, стр. 16, 1955.

3. Луис Э. Уайз, Эдвин С. Д ж а н. Химия древесины. Гослесбумиздат, т. 2, 1960.

4. Н. В. К а р е л и н а, И. П. Чащин, В. В. К о я и н, С. Н. К а р б а и н о в а. Облагораживание карандашной дощечки содовым способом. Настоящий сборник.

5. А. Шварц, Д ж. Перри. Поверхностноактивные вещества. ИЛ., 1953.

6. В. В. Г у т у р и н а, Г. П. Славки н. Органическая химия и флотореагенты. Госгортехиздат, 1962.

7. Леонтьев. Влияние влажности на физико-механические свойства древесины. Гослесбумиздат, 1962.

8. Б. М. Б у г л а й. Технология отделки древесины. Гослесбумиздат, 1962.