Технология клееных материалов и древесных плит

Старение клеевых  соединений может сопровождаться испарением растворителя, миграцией пластификатора, различными диффузионными процессами.

10. Клей после отверждения не должен быть очень твердым, иначе при механической обработке склеенных деталей он будет оказывать абразивное действие на режущий инструмент, ускоряя его износ.

Экономические требования, вытекающие из стремления обеспечить минимально возможную себестоимость изготовляемой клееной продукции, сводятся к следующему.

1. Сырье, применяемое  для изготовления клея, должно быть доступным.

2. Стоимость  клея, расходуемого на единицу  площади склеиваемого материала,  должна быть минимальной.

3. Клей должен  иметь достаточно высокую скорость  отверждения, что будет способствовать  повышению производительности клеильного  оборудования и, следовательно,  снижению себестоимости склеивания.

4. Оборудование, необходимое для изготовления клея (смолы), должно отличаться простотой и быть дешевым.

5. Капитальные  затраты на организацию производства  клея должны быть минимальными, что обеспечит быструю их окупаемость.  Клеев, которые полностью удовлетворяли  бы всем перечисленным требованиям,  не существует, и стремиться к созданию таких клеев не следует, ибо экономически это себя не оправдало бы.

Свойства смол и клеев

Области применения. Высокие требования, предъявляемые к клеевым соединениям, а также стремление в ряде случаев уменьшить использование пищевого сырья для производства клеев, заставили расширить применение для этих целей синтетических смол. Синтетические смолы (полимеры) состоят из большого числа повторяющихся звеньев молекул, молекулярная масса которых может изменяться от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Они представляют собой сложную смесь компонентов, близких по своему составу, но отличающихся длиной молекулярных цепей.

Синтетические смолы получают на основе реакций  полимеризации и поликонденсации. В первом случае протекает процесс укрупнения молекул при постоянстве химического состава вещества. Молекулярная масса при этом увеличивается, и получающееся вещество приобретает новые свойства, отличные от свойств первичного продукта. Реакция полимеризации широко используется в производстве лаков и пластмасс.

Во втором случае из двух или нескольких низкомолекулярных  веществ образуется повое по своему химическому составу высокомолекулярное вещество, а процесс сопровождается выделением таких простых продуктов, как вода, хлористый водород, аммиак и др. Образовавшееся новое вещество по своему составу резко отличается от исходных веществ. Важно отметить, что реакция поликонденсации, протекающая в реакторе во время изготовления смолы, до конца не доводится, ее прерывают после образования смолообразного продукта. Это необходимо для того, чтобы исключить переход последнего в твердое состояние, в котором он непригоден для дальнейшего использования. Завершаться реакция поликонденсации должна при использовании смолы в качестве клея, т. е. в момент формирования клеевого слоя. Скорость протекания реакции поликонденсации, а также молекулярная масса получаемых продуктов меньше, чем при реакции полимеризации.

По химической активности высокомолекулярные соединения делят на две группы — термопластичные  и термореактивные. К термопластичным относят полимеры, имеющие линейную структуру, способные плавиться при нагревании. При этом они не имеют точки плавления, процесс протекает в определенном интервале температур. К термореактивным относят полимеры, имеющие двух- или трехмерную сетчатую структуру, способные при нагревании переходить в твердое состояние. При этом процесс перехода необратим. Последующим нагреванием такой полимер можно только разрушить.

В настоящее  время известно большое число  синтетических клеев. Для склеивания древесины преимущественное применение находят фенолоформальдегидные и карбамидоформальдегидные клеи, применяемые как в чистом виде, так и в виде различных модификаций. В меньшем количестве используют резорциновые и меламиновые клеи. Некоторое применение находят также поливинилацетатная дисперсия, каучуковые клеи, клеи-расплавы.

Лущильные станки

Лущильные станки применяют для получения сырого лущеного шпона. Лущильные станки делят  на три группы: легкие, средние и  тяжелые. На легких станках разлущивают чурки диаметром до 700 мм и длиной до 800 мм, на средних станках – диаметром до 800 мм длиной до 2 м и на тяжелых – диаметром до 1000 мм длиной более 2 м. В России используются главным образом средние лущильные станки моделей ЛУ17-4, ЛУ17-10, а также импортные фирм "Рауте" (Финляндия), "Кремона" (Италия) и др.

 

Схема лущильного станка: а – лущильного суппорта; б – общего вида

 

Станина лущильного станка ЛУ17-10 сварная. На ней установлены  с помощью болтового соединения левая и правая бабки. Бабки представляют собой чугунное литье коробчатой формы с проемами для крепления шпиндельных узлов 13. В бабках расположены элементы кинематики станка. На внутренних боковых поверхностях бабок расположены передние 4 и задние наклонные 5 направляющие, на которых установлен суппорт 7 станка с лущильным ножом. Шарнирно закрепленные передние ползуны 6 суппорта соединены винтами 3 и коническими зубчатыми передачами 2 с приводным валом и электродвигателями 14, 12.

На суппорте смонтирован эксцентриковый вал 8, подшипники которого закреплены на боковых ребрах суппорта. На валу 8 смонтирована траверса 11 (горизонтальная балка на вертикальных стойках) с обжимной линейкой. Траверса шарнирно соединена с пневмоцилиндром 10. На цапфах эксцентрикового вала 8 закреплено зубчатое колесо, которое связано с червяком 9, приводимым рукояткой. На станине станка установлено прижимное устройство 1.

Сушилки для  шпона

Листы шпона  при толщине 0,3–3,5 мм имеют большую  поверхность, которая способствует интенсивному удалению влаги и препятствует сохранению плоской формы листов. Для сушки шпона разработаны специальные конструкции сушилок, различаемые по способу сушки.

Дыхательный пресс

В прессе реализуется  контактный способ сушки, при котором  тепло передается шпону при непосредственном контакте листов с горячими металлическими поверхностями. Пресс отличается небольшими габаритами, небольшим расходом тепла. В нем можно сушить тонкий шпон. Однако пресс не обеспечивает охлаждение шпона, в рабочей зоне повышается температура. Для выполнения технологических операций загрузки – выгрузки используется ручной труд.

Ленточная сетчатая сушилка. В сушилке тепло передается листам шпона конвекцией. Листы шпона подаются на сетку в продольном или поперечном направлении. Возможна сушка проходным способом. Однако сушилка отличается большими габаритами, большим расходом пара или электроэнергии. Качество сушки невысокое. При сушке наблюдаются значительные разрывы шпона.

Роликовая сушилка. В сушилке тепло передается шпону контактным, радиационным и конвективным способом. Воздух подается вентилятором через горячие калориферы и нагревает как шпон, так и подающие ролики. Роликовая сушилка отличается механизированной подачей шпона, большой производительностью и высоким качеством сушки. В качестве недостатков можно отметить большие габаритные размеры сушилки и загрязнение роликов при сушке шпона хвойных пород.

Ребросклеивающие  станки

Классификация. Ребросклеивающие станки предназначены для соединения отрезков лущеного шпона и формирования из них полноформатных листов.

По направлению подачи соединяемых полос станки делят на два класса: с продольной и поперечной подачей полос. В станках первого класса соединяемые кромки шпона параллельны направлению подачи, а в станках второго класса – перпендикулярны

 

Схема классификации ребросклеивающих станков

 

До 60-х годов широкое  применение при ребросклеивании  находили станки с ленточным соединением  полос шпона. Соединение полос осуществлялось гуммированной лентой.

При ребросклеивании полосы шпона в пачке предварительно прифуговывают или обрезают на гильотинных ножницах типа НГ-18 и НГ-30. Зазоры между кромками полос шпона, сколы, риски, вырывы не допускаются. Отклонение от прямолинейности кромок не должно превышать 0,33 мм/м.

При ребросклеивании  гуммированная лента 2 наклеивается на пласти соединяемых полос 1 вдоль кромки. Гуммированная лента обеспечивает высокую прочность соединения полос шпона, достаточную для того, чтобы при формировании пакета фанеры лист не развалился. Однако этот способ соединения имеет существенный недостаток. Гуммированная лента, находясь внутри пакета, понижает прочность фанеры.

 

 

Для устранения указанного недостатка используют комбинированную  ленту, которую готовят путем  последовательной пропитки бумажной ленты  сначала основным клеем, плавящимся при нагревании, а затем мездровым клеем. Комбинированная лента наклеивается на шпон так же, как и гуммированная лента. При горячем прессовании пакета фанеры основной клей комбинированной ленты плавится и прочно соединяет ее с листами фанеры.

Для ленточного ребросклеивания отечественная промышленность выпускала станки РС-6 и РС-7. В них гуммированная лента разматывалась из рулона, смачивалась водой в ванночке, а затем прижимным роликом наклеивалась на соединяемые полосы и отрубалась ножом.

Для ребросклеивания  выпускались также станки моделей  РС-5 и РС-8 с безленточным соединением. Они наносили клеевой шов по кромке соединяемых полос шпона. При  подготовке к ребросклеиванию на этих станках пачку шпона предварительно обрезали на гильотинном станке. Затем на обработанную поверхность пачки наносился глютиновый клей и подсушивался до состояния “отлипа”. При ребросклеивании две полосы шпона 1 подавались вдоль направляющей линейки под подающие сплачивающие ролики 3 и нагреватель 4 (рис. 138, б). Под нагревателем клей плавился и отверждался, соединяя полосы.

С появлением клеев-расплавов  в 60-х годах конструкции ребросклеивающих станков изменились коренным образом. В группе станков с безленточным соединением появились станки, наносящие  клей-расплав точками (каплями) по шву. ВПКТИМ разработано оборудование, клей-расплав и режим точечного ребросклеивания: оптимальная скорость подачи полос при ребросклеивании 16-32 м/мин, толщина шпона 0,3-1,5 мм, шаг клеевых точек 20-30 мм и диаметр капель 5-10 мм.

Начиная с 70-х годов в отечественной и зарубежной практике (фирма Kuper) для продольного ребросклеивания шпона широкое распространение получили станки, соединяющие полосы шпона термопластичной нитью. Нить на линию стыка наносится зигзагом Соединение полос получается прочным, эластичным и обеспечивает плотное прилегание кромок шпона.

Термопластичную нить получают из нити стекловолокна, которую пропитывают в клее-расплаве и пропускают через калибровочное  отверстие диаметром 0,28…0,38 мм. Клеевая  нить поступает потребителю в бобинах.

Ребросклеивающие  станки. На мебельных и фанерных предприятиях страны широко применяются станки модели РС-9. На ребросклеивающем станке клеевая нить из бобины 1 подается в электрический нагреватель 2 с температурой в нем 500-520°С. В нагревателе клей на нити плавится. Нитеводитель 8, совершая возвратно-поступательные движения, укладывает нить зигзагом на пласти соединяемых полос 5. Ролик 7 прижимает расплавленную нить к полосам 5. Для того чтобы нить прилипала к полосам шпона, а не к ролику, ролик постоянно смазывается пропитанной в масле губкой 6.

Механизм подачи станка выполнен в виде двух наклонных  дисков 4, расположенных по обе стороны  направляющей линейки 3.

 

 

Станок шпонопочиночный

Станок шпонопочиночный  модели ПШ-2АМ предназначен для механической заделки дефектных мест в листах сухого шпона путем установки вставок (заплат) на клею.

На станке производится вырубка дефектных мест (сучков, отверстий с гнилью и др.), высечка  заплат из отдельной ленты шпона, намазка клеем кромок заплат и вставка их в вырубленное отверстие [14].

Рабочими органами станка являются верхняя и нижняя режущие головки, которые взаимодействуют  соответственно с верхним и нижним кулачковыми валами, приводимыми  в движение от одного электродвигателя через ременную и зубчатые передачи.

Верхняя режущая  головка состоит из прижима 1, пуансона 2 и выталкивателя 3. Нижняя головка  выполнена в виде пуансона 8. На столе 5 станка закреплена матрица 6. При работе лист шпона 4 кладут на стол, располагая де-фектное место под пуансоном 2. Включают привод головки. Прижим 1 фиксирует лист на матрице 6. Пуансон 2 вырубает дефектное место. Вырубленная пластинка проталкивается вниз выталкивателем 3, и в зазоре между полоской шпона 7 и матрицей 6 она сдувается из рабочей зоны струей воздуха. При подъеме пунсона 8 из полоски доброкачественного шпона вырубается заплатка, на ее кромки форсункой разбрызгивается клей. Заплатка поднимается и зажимается между пуансоном и выталкивателем 3 в листе шпона

 

 

Охрана труда  при производстве фанеры

Клееные слоистые материалы. В процессе производства этих материалов на организм человека может воздействовать большое количество вредных и опасных факторов. К числу физических факторов относятся: повышенные температуры оборудования и окружающего воздуха, высокий уровень шума и вибраций, запыленность, загазованность и подвижность воздуха, опасный уровень электрического напряжения и электромагнитного излучения, движущиеся машины и оборудование и их подвижные элементы; химическими факторами являются общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие. Рассматриваемый процесс производства связан также со значительной пожароопасностью, возможностью загрязнения окружающей среды — воздуха, почвы и водоемов. Безопасные и безвредные условия труда обеспечиваются выполнением общих требований охраны труда и техники безопасности, а также конкретных требований, обусловливаемых спецификой работы на каждом участке и рабочем месте.Согласно общим требованиям безопасных условий труда технологический процесс производства должен быть организован и проводиться в соответствии с правилами эксплуатации применяемых машин и оборудования, с соблюдением требований, обеспечивающих защиту рабочих от воздействия указанных выше вредных и опасных факторов. Безопасность и безвредность труда гарантируются автоматизацией и механизацией технологических операций, устройством ограждений и предохранительных приспособлений на производственном оборудовании, герметизацией оборудования, удалением и обезвреживанием отходов производства, применением безвредных и маловредных веществ, соблюдением правил пожарной безопасности. Вопросом первостепенной значимости является и выполнение требований к подготовке персонала, участвующего в производственных процессах. Рабочие и инженерно-технические работники должны регулярно проходить медицинский осмотр, обучение и инструктаж по безопасности труда и пожарной безопасности. Производственный персонал должен знать как общие требования безопасности труда и пожарной безопасности, так и конкретные правила безопасных приемов работы на каждом рабочем месте, а также порядок действий в аварийной ситуации. Производственный персонал должен быть снабжен соответствующей спецодеждой и, при необходимости, средствами индивидуальной защиты от вредных и опасных факторов. Важное условие обеспечения требований безопасности труда — систематический контроль за их выполнением.