CC BY
38
ВестникКрасГАУ. 2011. № 10
УДК 621.9.02 А.Г. Ермолович, П.С. Шастовский
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ НИЗКОЙ ТОКСИЧНОСТИ
В статье рассмотрены вопросы включения в состав древесно-стружечных плит осмоленных древесных частиц, прошедших полимеризацию в составе плиты и попавших в отходы при обрезке и калибровании.
Ключевые слова: полимеризация, фракция, древесная частица, ресурсосбережение, токсичность.
A.G. Ermolovich, P.S. Shastovsky RESOURCE-SAVING TECHNOLOGY FOR PRODUCING THE WOOD-BASED PANELS OF LOW TOXICITY
The issues of inclusion into the structure of wood- particle boards saw gummed woody particles having been polymerized in the board structure and having been caught into waste in the process of cutting and calibration are considered in the article.
Key words: polymerization, fraction, woody particle, resource-saving, toxicity.
Композиционные древесные материалы широко используются в производстве мебели, домостроении, автомобилестроении, судостроении, железнодорожном транспорте. По конструкции плиты различают на однослойные, трехслойные и пятислойные в зависимости от размеров древесных частиц, уложенных по слоям.
Основу себестоимости плит составляют расходы на сырье и связующее. Для снижения расходов многие исследователи предлагают шире использовать отходы лесопиления, мебельного производства, домостроения, столярно-строительных изделий, объемы которых доходят до 50 млн м3 [1]. При полезном выходе продукции от использованного сырья 30 %.
Предложения по использованию отходов в виде сырья для производства прессованных изделий появились еще в XIX веке (Х. Крамер, немецкий патент №48035, 1899 г., Х. Ватсон, патент №796545, 1905 г. и др.). Однако до настоящего времени применение отходов не носит массовый характер ввиду разобщенности предприятий, использующих древесину.
Одним из направлений восполнения объемов сырья в производстве плит является использование отходов самого плитного производства, получаемых при форматной обрезке и калибровании по толщине, величина которых может доходить до 12 %. Если композиционная древесная плита является конструкционной составляющей в мебели, автомобилестроении, то разнотолщинность ее не должна превышать 0,1 мм. Однако при снятии ее с плит пресса величина припуска может доходить до 3 мм и более. В настоящее время из многих способов снятия припуска преимущественное право получил способ шлифования поверхности, превращающий снятый припуск в пыль, которую сжигают в топках котлов. В составе пыли присутствуют абразивные включения. При сжигании связующее (смола) пластифицируется и в комбинации с абразивными включениями, обволакивает стенки труб сложноразрушаемым и низкотеплопроводным нагаром, ухудшая работу котла (нагар удаляется только пневматическими отбойными молотками). Других способов применения пыли от шлифования древесно-композиционных плит не найдено.
Проведенные нами исследования по снятию припуска «организованным» резанием винтовой фрезой [2-3] позволили получить осмоленные древесные частицы, фракция которых соответствует для повторного использования в производстве плит.
Сложное движение режущей кромки фрезы не оставляет след на поверхности плиты, а длина стружки приближенно выражается зависимостью:
1_ = V(Dxh)+Uz, (1)
где D - диаметр фрезы (от 80 до 120 мм);
1п - толщина снимаемого припуска, мм;
и - подача на лезвие фрезы, мм.
Лезвие фрезы в работе установлено под углом от 15 до 30° в направлении подачи. Толщина стружки определяется припуском плиты на сторону, который может доходить до 3 мм.
По геометрии фрезы средняя толщина стружки при фрезеровании натуральной древесины определяется по формуле (2) [1]:
аср = Р - V(R2 + и^ - 2Рх^х^/Р - ^Ж2)), (2)
где аср - средняя толщина стружки, мм;
h - глубина фрезерования, мм.
Фрезерование композиционного материала отличается от фрезерования древесины тем, что под влиянием силы, приложенной к лезвию фрезы, последняя вдавливается в массу композиционного материала, вызывая упругие и пластические деформации, тем самым толщина стружки получается меньше, нежели представлено в формуле (2), из-за выкрашивания осмоленных частиц из застеклованного припуска. Основной объем осмоленной стружки, полученной при калибровании плит, имеет толщину и длину в пределах 2 мм.
Особенностью такой стружки является то, что основная масса перерезанных сосудов древесины закупорена полимеризованым связующим (фенолформальдегидной смолой), что ограничивает впитывание растворов при повторном осмолении.
Из теории прессования композиционных плит известно, что для получения прочного склеивания стружечного ковра достаточно нескольких клеевых контактов между отдельно взятыми древесными частицами, в связи с этим осмоленная стружка целесообразна для повторного использования, обеспечивая пониженный расход связующего при производстве плит до 8 % и пониженную токсичность.
Лабораторные исследования полученных плит размером 400x400 мм с включением обратных отходов в наружный и внутренние слои подтвердили принятую гипотезу о снижении токсичности, расходов на сырье-наполнитель и связующее при сохранении физико-механических показателей плиты.
Данные испытаний образцов в аккредитованной лаборатории ЗАО «Красноярский ДОК» представлены в таблице.
Результаты испытаний в аккредитованной лаборатории ЗАО «Красноярский ДОК»
Содержание формальдегида, мг на 100 г абсолютно сухой плиты Предел прочности при изгибе, МПа Предел прочности при растяжении, МПа
ГОСТ 27678-78 Факт ГОСТ 10635-88 Факт ГОСТ 10636-90 Факт
До 30 24,0 Не менее 13,0 27,5 Не менее 0,35 0,91
- - Не менее 13,0 26,2 Не менее 0,35 0,63
Выводы
1. Использование возвратных отходов - один из путей ресурсосбережения в производстве композиционных плит.
2. Качественные показатели плит с использованием отходов калибрования плит соответствуют ГОСТу по содержанию формальдегида и физико-механическим показателям.
Литература
1. Корчаго И.Г. Древесно-стружечные плиты из мягких отходов. - М.: Лесн. пром-сть, 1971. - 104 с.
2. Пат. 2325271 Российская Федерация МПК В 27С 1/06. Устройство для калибрования фанерных листов и древесно-стружечных плит / Ермолович А.Г., Ромашенко В.В.; заявитель и патентообладатель Сиб. гос. технол. ун-т. - №2006135921/03; заявл 10.10.2006; опубл. 2008, Бюл. №15.
3. Пат. 2328371 Российская Федерация, МПК В 27в 13/00. Ротационная дереворежущая головка / Ромашенко В.В., Ермолович А.Г.; заявитель и патентообладатель Сиб. гос. технол. ун-т. -№2006135922/03; заявл 10.10.2006; опубл. 2008, Бюл. №19.
