CC BY
69
Р. Р. Сафин, Р. Р. Хасамшим, Р. Р. Зиатдинов,
А. Р. Зиятдинова
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ВЛАГОСТОЙКОЙ ФАНЕРЫ
Ключевые слова: термомодифицирование шпона, влагостойкая фанера.
В статье исследована разработка технологии создания экологичной влагостойкой фанеры Проведены эксперименты по предварительному термическому модифицированию листов шпона через них склеиванием.
Keywords: interline interval thermo modifying, moisture resistant plywood.
In article development of technology of creation of harmless moisture resistant plywood is investigated experiments on preliminary thermal modifying of sheets of an interline interval through them Are made by pasting.
Введение
Неудивительно, что XXI век называют веком композиционных материалов. Именно композиты придут на смену традиционным природным материалам, и произойдет это даже не столько вследствие истощения и повышения цены на натуральные материалы, сколько вследствие уникального комплекса свойств композита, который не только отражает особенности компонентов, но и включает характеристики, которыми компоненты в отдельности не обладают. Одним из наиболее древних композитов являются материалы на основе древесины, которые до сих пор имеют самое широкое применение. К таким композиционным материалам относятся ДСтП, ДВП, арболит, плиты 08Б, древесно-полимерные композиты и др.
В то же время одним из наиболее распространенных в настоящее время древесных композиционных материалов является фанера. Она нашла применение практически во всех сферах жизнедеятельности человека: строительстве, авиации, электротехнике, судостроении, машиностроении и т.д. Применительно к обычной фанере главным недостатком является малая влагостойкость, которая объясняется развитием давления, набухания в незащищенных листах шпона при увлажнении. Поэтому для производства влагостойкой фанеры шпон пропитывают смолами, что зачастую не только снижает внешний вид, но и существенно уменьшает экологичность материала. Поэтому в последние годы, как в России, так и за рубежом ведутся исследования по созданию и разработке новых технологий, основанных преимущественно на физических воздействиях на древесное сырье, которые позволили бы модифицировать древесные частицы с целью повышения качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции.
В этой связи разработка технологии создания экологичной влагостойкой фанеры является очень актуальной задачей. Разработка подобной технологии начата в КНИТУ. Суть технологического процесса создания влагостойкой фанеры заключается в проведении предварительного термического модифицирования листов шпона через них склеиванием. Термическая обработка приводит к существенным изменениям в структуре древесины: по мере нагрева из ее состава удаляются смолы, воски, жиры, фенолы, элементы гемицеллюлозы и глюкозы. В результате древесина становится устойчивой к гниению, не подвержена воздействию плесени, поражению различными
микроорганизмами и грибком, повышается биологическая стойкость материала. Термическая обработка позволяет придать древесине уникальные влагоотталкивающие и эксплуатационные свойства, высокую формоустойчивость и стабильность геометрических размеров, при этом улучшается устойчивость древесины к сжатию и снижается уровень внутренних напряжений в материале.
Для осуществления процесса термомодифицирования шпона предложена контактная технология и разработано соответствующее оборудование, схема которого представлена на рис.1. Камера термомодифицирования шпона включает корпус 1 с крышкой 2. Внутри корпуса 1 размещается многоэтажный пресс, состоящий их обогреваемых плит 3, с нижней стороны которых размещены прижимные ролики 4. Нечетные плиты пресса являются подвижными, а четные стационарными.
Процесс термомодифицирования начинается с укладки шпона 5 на плиты 3, после чего камера герметизируется крышкой 2 и плиты пресса сжимаются. Высокая температура плит пресса (до 280°С) вызывает термическое модифицирование шпона за 10-15 минут в зависимости от требуемой степени модификации. Благодаря тому, что в процессе обработки нечетные ряды плит осуществляют возвратнопоступательные движения происходит постоянное «разглаживание» листов шпона прижимными роликами 4.
Рис. 1 - Принципиальная схема установки: 1 -корпус, 2 - крышка, 3 - плиты, 4 - ролики, 5 -шпон
Подобное ведение процесса позволяет исключить коробление и получить термошпон, имеющий низкую гигроскопичность и давление набухания.
Таким образом, модифицированный шпон не подвергается химической обработке и отличается от обычного шпона.
Наряду с повышением некоторых физикомеханических свойств новый вид клееной древесины, так называемая «термофанера», имеет высокие декоративные свойства. Структура термически модифицированного шпона имеет благородные темные оттенки, не требующие дополнительной декоративной отделки. Шпон из древесины пород с невыразительной текстурой после термического модифицирования приобретает «благородные оттенки» ценных пород древесины (рис.2).
Рис. 2 - Общий вид термофанеры
Эти новые свойства термофанеры могут быть реализованы при использовании ее не только как конструкционного, но и отделочного материала, для производства мебели, в качестве напольных, стеновых покрытий при отделке жилых помещений. Кроме того, повышение влагостойкости такой фанеры расши-
ряет возможности ее использования не только для внутренней, но и для наружной отделки (веранд, террас, придомовых территорий и т.д.)
Однако наряду с преимуществами термофанера обладает и недостатками, присущими термически модифицированной древесине. В связи с воздействием высоких температур происходит некоторое снижение прочностных свойств шпона, а значит и фанеры. Необходимо найти пути устранения этих недостатков в результате дальнейших исследований.
Заключение
Предлагаемая технология получения термофанеры не требует кардинальных изменений в технологическом процессе производства фанеры. Достаточно изменить технологические возможности оборудования для сушки шпона, а именно, повысить температуру сушки в разгрузочном конце сушильной камеры до 200-220°С. Другой вариант изменения технологического процесса - это установка дополнительного оборудования для термического модифицирования шпона.
Литература
1.Грачев А.Н. Исследование термического разложения одиночной частицы древесины / А.Н. Грачев // Вестник Казан. техн. ун-та.- 2012№20 С.116-122.
2.Разумов Е.Ю. Тепломассоперенос внутри древесины в процессе ее термического модифицирования / Е.Ю. Разумов, П.А. Кайнов, Р.В. Данилова // Вестник Казан. техн. ун-та.- 2012.№20 С.137 - 142.
3.Хасаншин Р.Р. Термическая обработка древесного наполнителя в производстве композиционных материалов.
© Р. Р. Сафин - д-р техн. наук, проф., зав. каф. архитектуры и дизайна КНИТУ, cfaby@mail.ru; Р. Р. Хасаншин - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; Р. Р. Зиатдинов - асс. той же кафедры; А. Р. Зиятдинова - асс. той же кафедры.
