Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Кушнирская М.Ц. Крашение древесины в производстве мебели

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

12.78 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1310 11 12 13 > Следующая >>>

Сущность механизма торцевой пропитки заключается в том, что красильный раствор под воздействием избыточного давления про никает через торец в древесину, включается в общий поток сво бодной влаги и двигается ко второму торцу. П о пути передвижения красители поглощаются и закрепляются на древесине. Пр и про питке часть раствора механически у д е р ж и в а е т с я на древесине, увеличивая ее влажность, часть выходит из другого торца в виде

раствора с меньшей концентрацией пли д а ж е чистой			воды, в	зави
симости от степени сродства красителей к древесине.
Основными	факторами, влияющими на	качество	торцевой	про
питки, являются: подбор соответствующего		сырья и его подготовка
к крашению, выбор красящих веществ и		рецептур,	установление
оптимальных	технологических режимов .

Сотрудниками СнбНГПТЛП в результате проведенных экспери ментальных работ в лабораторных и производственных условиях было установлено, что торцевую пропитку красителями целесооб разно применять при изготовлении лущеного шпона. Окрашенный


этим способом строганый				шпон дает значительно меньший выход
и характеризуется			меньшими декоративными		свойствами.
При	пропитке		древесины с целью получения из нее лущеного
шпона	применяют		чуракн	с диаметром 150 мм, для		строганого
шпона — не		менее	300 мм.
Одними из самых в а ж н ы х факторов, влияющих на качество
глубокого крашения, являются свойства окрашиваемого							материа
ла, главным		образом его		анатомическая структура, наличие вся
кого рода пороков, изменений и отклонений.
Влияние		этих факторов		еще недостаточно	изучено,	не	исследо

ваны вопросы технической анатомии в области крашения древеси ны, что затрудняет выяснение причин плохой окраски д а ж е в слу чаях соблюдения технологических режимов н подбора древесины, используемой дл я других ее обработок. Качество фанерных к р я ж е й

регламентируется Г О С Т 9462—71 (с 1—1—74).
	Исходя из особенностей глубокого крашения методом								торцевой
пропитки		к сырью древесины предъявляются дополнительные								тре
бования.
	Древесину		следует применять			в свежесрублеином			состоянии
или после увлажнения, способом д о ж д е в а н и я , в водных									бассейнах
или	замерзанием .
	Срок	хранения		древесины с момента заготовки до					пропитки
без	применения каких - либо				защитных		мер не д о л ж е н	превышать
в весенне-летний				период 14—20 дней. Древесину				осенне-зим
ней	заготовки		в условиях Сибири, У р а л а , центральных					и	северных
районов		страны		можно	хранить	до	середины мая		без	за
щитных мер.
Д л и н у		к р я ж е й		рекомендуется заготовлять не менее				двукратной

длины . Однократную длину м о ж н о поставлять лишь зимой, при не

больших отрицательных	температурах ( — 5,	— 1 0 ° С ) . Отрицатель
ное влияние на качество	пропитки красителями оказывает наличие
разнообразных пороков, гниль и задыхание в		древесине.

С л е д у ю щ им фактором, значительно влияющим на качество про питки, является соответствующий выбор красителей и рецептур


красильных растворов. Б ы л о				установлено, что дл я				пропитки	д р е
весины	с торца		используются	почти	все смесевые красители				и от
дельные	индивидуальные кислотные				красители		(см. табл . 7),		при
меняемые		дл я	крашения мебели		и	текстильных		материалов,,
а т а к ж е		соли	металлов — хромпик		и	железный	купорос. О д н а к о

наиболее пригодными красителями являются: желтовато - коричне

вый для		дерева № 10, орехово-коричневый дл я дерева	№ 11, кис
лотный		темно-коричневый дл я дерева, кислотный коричневый д л я
дерева,		кислотный темно-красный дл я дерева, красный	дл я д е р е в а
№ 124.	Эти красители состоят из смеси индивидуальных		кислотных

красителей, которые, являясь типичными электролитами, при соот


ветствующем			температурном		р е ж и м е		(60—80° С) растворения			пол
ностью диссоциируют на ионы и молекулы, образуя									высокодисперс
ные	системы.
Относительная кратковременность пропитки и воздействие
избыточного		д а в л е н и я т а к ж е			не создают условия				для ассоциации
красителей		в	виде	крупных	агрегатов .
Н а р я д у		с	физико-химическими			свойствами		применяемых		к р а
сителей большое влияние на скорость							и качество пропитки о к а з ы
вает	концентрация			красителей в		растворе, т.		е.	установленные

рецептуры. Экспериментально было установлено, что оптимальны ми дл я пропитки являются растворы с концентрацией 0,6—0,8%; применение растворов с более высокой концентрацией у м е н ь ш а е т скорость пропитки и создает условия для агрегации частиц краси

теля	и неравномерности	окраски.
В общем случае продолжительность пропитки зависит от осо
бенностей анатомического		строения о к р а ш и в а е м ы х пород древе
сины	и д а ж е отдельных чураков. П о скорости пропитки древесные

породы можно расположить в следующем порядке: бук, береза, осина, тополь.


Основной	д в и ж у щ е й		силой торцевой		пропитки		является		внеш
нее избыточное давление . Продолжительность пропитки, в									основ
ном, зависит	от	в л а ж н о с т и		древесины	и	величины		избыточного
давления .			1 ати дл я пропитки						1 ч, т о
Если при давлени в						требуется почти
при давлении в 4,5—5 ати скорость пропитки увеличивается									в 3—4
раза, ее продолжительность				составляет	15—17		мин.
Н е н о р м а л ь н ы е		окраски и		плесень изменяют			цвет	древесины
на тех участках, где они находятся; сросшиеся и частично									срос
шиеся сучки,	л о ж н о е ядро, гнили всякого					рода, з а д ы х а н и я во всех

своих стадиях не прокрашиваются . Неравномерно или совсем не прокрашиваются участки с механическими повреждениями: трещи ны, обдир коры, багорные пробоины, зарубы и затески.

Сквозные трещины оказывают отрицательное влияние на про

цесс крашения тем, что раствор красителя, проходя		главным о б р а
зом по трещине, почти не прокрашивает	древесину. Такие		трещины
следует ликвидировать, использовав	различного	рода	з а м а з к и .

К а ж д а я	конусная	головка	состоит из	литого	чугунного	конуса
и двух прорезиненных, которые образуют				м е ж д у собой конусную
полость для подачи сжатого воздуха при				обжиме . Внутри		головки
имеются гидроцилиндр привода штока и				гидроцилиндр		привода
конуса. Конусные головки сообщаются с краскопроводом .
Центрирующее устройство центрирует чураки по оси конусных
головок. П р и в о д устройства			гидравлический.
Стол-накопитель поштучно выдает чураки					на центрирующее
устройство.	Привод	гидравлический.

Рис. 33. Кинематическая схема пропиточной установки МПИ-1:

/ — цилиндр	штока	головки; 2— цилиндр		конуса	головки; 3—	упор стола накопителя; 4—
цилиндр отсекателя;		5 — цилиндры	центрирующего		устройства;	5 — р а м а	конусных головок;
7 — ч у р а к и ;	8 — отсекатель чураков; 9 — цилиндр сбрасывателя					чураков;	10 — цилиндр толка
		теля	чураков;	/'/ — стол накопителя чураков

Сбрасыватель предназначен для сбрасывания пропитанных чураков с центрирующего устройства. П р и в о д пневматический.

Гидравлическая система обеспечивает поштучную выдачу чура ков, центрирование, надвигание конусных головок и штоков и их отвод.

Пневматическая растворосистема обеспечивает нагрев воды, подвод красильного раствора в конусные головки и процесс про питки чураков, отвод древесных соков в смеси с красильным рас твором, герметический обжим торцов чурака и сброс с центрирую щего устройства. Во время процесса пропитки предусматривается отключение маслонасоса . Предусмотрены раздельные надвигание конусных головок и штоков и подача воздуха в прорезиненные конуса.

	Техническая				характеристика		пропиточного		агрегата
						МПТ-1
Диаметр		пропитываемых				чураков,	см:
наибольший									40
наименьший									15
Длина	чураков,			см						165±5
Давление		красильного раствора, ати							до 6
Давление		рабочей			жидкости, ати:
в цилиндре			штока и конуса						40
в	цилиндре		центрирующего устройства						16
Давление воздуха в конусах, ати									до 6
Температура красильного						раствора,	"С		20—80
Марка	насоса для подачи					красильного раствора		. . . .		1,33—09
Марка	маслонасоса									HLLI-40
Емкость		бака для красильного раствора, м3							2
Емкость сливного бака, м3									0,5
Вес агрегата, кг									2850
Габарит,		м:
длина									4,4
ширина									2,6
высота									1,65
Производительность					пропиточного		агрегата (при		влаж
ности древесины 60% и выше), число чураков								в смену		35—40
Общая	мощность			электродвигателей,			кет		10
Технологический				процесс пропитки состоит				из подготовки чура

ков, приготовления красильного раствора и самого процесса пропитки.

Перед подготовкой чураков к пропитке снимают фаску в коре по периметру торца чурака с целью удлинения срока с л у ж б ы про

резиненных конусов	и плотного	о б ж и м а	ими торца чурака.
В кромке торца	выбирают	желобок	дл я выхода воздуха из

полости, образованной н а р у ж н ы м прорезиненным конусом и тор цом чурака при подаче в эту полость красильного раствора. К р о м е

того, можно использовать неправильную форму			чурака,		распола
гая его в агрегате так, чтобы наиболее плоская			часть	находилась
в верхнем	положении.
Процесс приготовления красильного раствора. Красильный
раствор заливают в цилиндр через воронку; в			раму	вставляют
фанерный чурак, который с помощью винта центрируется					по высо
те. С одной стороны чурак упирается в упор. Ко второму						торцу
с помощью	винта прижимается полый диск так, чтобы ребро					диска
вошло в древесину на 4—5 мм для обеспечения			лучшей		герметич
ности. Д и с к	соединен с цилиндром	краскопровода . Цилиндр				шлан
гом соединен с компрессором дл я		подачи сжатого воздуха.				При

включении компрессора сжатый воздух создает необходимое дав ление в цилиндре, под действием которого красильный раствор по краскопроводу поступает в полость, образованную диском и тор


цом чурака, и вытесняет из него древесные соки. После									пропитки
краситель и древесные соки стекают в емкость.
Лущение или строгание крашеного чурака						и сушка		полученного
шпона	производятся в обычном			порядке. Отдельные				листы		шпона
с симметричной текстурой получают лущением вполдерева;										луще
нием	чураков, предварительно			пропиленных		вдоль осп			глубиной
до диаметра		будущего	к а р а н д а ш а ;		лущением	на станке,			имеющем
приспособление для рубки шпона.
Стоимость		крашения	1 м2 шпона		составляет		1,2 коп.
Глубокое		крашение	древесины березы, ольхи				и осины		целесооб

разно проводить на специализированных предприятиях, где имеют

ся	условия дл я		хранения	сырья.
		Пропитка в горяче-холодных ваннах
	Одним из менее распространенных способов глубокого краше
ния	является пропитка древесины в горяче-холодных ваннах.
	По технике и объему пропитываемых материалов способ
пропитки в горяче-холодных ваннах при антпсептировании						С С С Р
занимает		первое	место. Б о л ь ш а я работа в этом		направлении	была
проведена		докт.	техн. наук	Ю. М. И в а н о в ы м .	Этот способ	может

быть успешно использован в мебельной и деревообрабатывающей промышленности при глубоком крашении брусковых деталей с не

большим	сечением, лущеного и строганого шпона.
Д л я	окрашивания		применяют древесину в воздушно-сухом
состоянии		(влажность	10—12%) и сырую (влажность не более
35—40%), с о д е р ж а щ у ю			заболонь и легко проницаемое ядро.
Н а р я д у с лиственными			породами древесины могут	быть	окрашены
и хвойные		(лиственница) . К р а с я щ и м и агентами		с л у ж а т	водорас
творимые		синтетические красители (кислотные, прямые, сернистые)

п соли металлов . Могут применяться растворы смесевых красите лей (см. табл . 7) с концентрацией 0,5—1,5% и соли металлов — 3,5%.

Основная физическая сущность процесса пропитки к р а с я щ и м и веществами заключается в следующем . Древесина в горячей ванне прогревается, вследствие чего воздух, заключенный в ее порах, расширяется и частично выходит наружу; в холодном растворе происходит остывание древесины и заключенного в ее порах воз духа, благодаря чему последний, уменьшаясь в объеме, создает внутри древесины вакуум, за счет которого и происходит засасы вание раствора красителя в древесину.

Проникновению красителя в древесину способствуют имеющие при пропитке место явления набухания древесины и диффузия кра сителей и солей металлов во внутренние поверхности клеточных оболочек.

Главным фактором, обусловливающим пропитку красителями


в горяче-холодных		ваннах, является к а п и л л я р н а я		проницаемость
древесины,	благодаря которой		растворенное вещество способно
проникать	вместе	с растворителем на относительно большую глу
бину. Пропитка		синтетическими красителями		характеризуется
истинным	процессом крашения,		т. е. избирательным поглощением,

при котором выбирание красителей древесиной происходит в боль шей концентрации, чем раствор в ванне.

Процесс крашения пропиткой в горяче-холодных ваннах про


исходит в		две	стадии.
1-я стадия осуществляется				в	ваннах,	наполненных горячей
водой,	имеющей		температуру 80	—100° С. П р и		крашении	синтетиче
скими	красителями исключается			возможность прогрева			древесины
в горячих		красильных растворах,			т а к как	при этом	происходит

интенсивное поглощение красителей наружной поверхностью, обра

зование на ней	слоя повышенной		концентрации, препятствующего
проникновению	красителя	внутрь	древесины. Д л я горячей ванны
может быть использован водный раствор солей металлов .
Древесина в	горячей	ванне д о л ж н а прогреваться на всю тол

щину окрашиваемого материала . При прогреве воздушно-сухой

древесины,		кроме	воздуха,	из	нее	частично у д а л я ю т с я	водяные
пары, а	из	сырой	древесины,	кроме		того, выталкивается	расширя
ющимися	воздухом		и водяными		п а р а м и к а п и л л я р н а я влага . Суще

ственное влияние на последующее поглощение красителей в хо лодной ванне оказывает продолжительность нагрева. В ы д е р ж к а в горячей ванне устанавливается в зависимости от размеров окра шиваемых материалов, породы древесины и ее влажности . При более высокой температуре ускоряется прогрев, при пониженной —

время выдержки в	горячей ванне растягивается .
2-я стадия пропитки осуществляется в ванне, заполненной
холодным раствором	красителей или солей металлов, имеющих
температуру 20—22° С.

При погружении в холодный раствор в прогретой древесине создается резкий температурный перепад, в результате которого сжимаются воздух и водяные пары, образуется р а з р е ж е н и е и в нее всасывается красильный раствор . Таким образом, основное погло щение красильного раствора древесиной происходит при выдерж ке в холодной ванне, оно начинается с первого момента погружения древесины в раствор красителя и интенсивно продолжается во вре


мя температурного				перепада от		+ 9 0 — 9 5 ° С до + 2 0 ° — 4 0 ° С .
П о мере выравнивания температуры древесины с температурой
раствора		холодной		ванны поглощение			постепенно	замедляется .
Д л я		древесины,			о б л а д а ю щ е й высокой водопроницаемостью
(заболонь			березы),	последующее незначительное поглощение рас
твора	происходит за				счет большего		гидростатического давления
в ванне,		чем атмосферное. Смена горячей и холодной ванн может
быть	достигнута:
перемещением древесины из горячей ваниы в холодную;
удалением горячей					жидкости	с последующим		наполнением той
ж е емкости			(ванны)	холодным		раствором красителя;

вытеснением холодным раствором горячей жидкости и остыва

нием горячей ванны с находящейся в ней окрашиваемой

древеси

ной (при

пропитке

солями

м е т а л л о в ) .

результате

проведенных

научных работ

сотрудниками

Ц Н И И С К

было

установлено, что при смене ванн

д о л ж н а

быть

полностью

устранена

возможность соприкасания поверхности на

гретой

древесины

воздухом (перед

погружением

холодную

ванну) . Контакт с воздухом

д а ж е

на короткое

время

представляет

собой фактический перерыв процесса пропитки,

существенно

пони

ж а ю щ и й эффект

и качество окрашивания воздушно-сухой

древе

сины в горяче-холодных ваннах.

При

пропитке

ж е

древесины

повышенной

влажности

перерыв

в процессе

(при

обычной

продолжительности

его в

10—15

мин)

полностью

препятствует

поглощению

древесиной

красильного

раствора.

Отрицательное действие указанного перерыва в процессе про питки может быть объяснено следующим . При соприкасании поверхности нагретой древесины с воздухом более низкой темпера туры происходит мгновенное с ж а т и е паровоздушной смеси в от крытых полостях клеток и сосудов древесины. Этому с ж а т и ю не может воспрепятствовать температура горячей ванны, сохраняемая стенками клеток древесины. При сжатии паровоздушной смеси в открытых полостях древесины образуется вакуум, в результате которого воздух неизбежно втягивается внутрь древесины, образуя барьер, препятствующий поглощению древесиной раствора краси

телей при дальнейшем охлаждении ее в холодной					ванне.
Таким образом, наиболее эффективная				и ускоренная		пропитка
в горяче-холодных ваннах может			быть достигнута		при осуществле
нии резкого перепада температуры пропиточной					жидкости при
исключении возможности		соприкосновения		древесины с		воздухом
в продолжение	всего процесса		пропитки.
С этой целью ванна с загруженной в нее древесиной запол
няется горячей	водой,	которая	после	определенного		времени

вытесняется холодным раствором красителей с выполнением обяза

тельного требования — окрашиваемые детали во время						температур
ного перепада д о л ж н ы оставаться				полиостью погруженными в кра
сильный раствор		(резкий температурный			перепад осуществляется
без	соприкасания	древесины	с	воздухом) .
В	зависимости	от объема	и	размеров	окрашенной	древесины

и конструкции ванн оптимальные технологические р е ж и м ы могут

быть установлены	непосредственно	на самом мебельном пли дере
в о о б р а б а т ы в а ю щ е м	предприятиях.

Пропитка красящими веществами растущего дерева (на корню)

Способ этот основан на использовании свойств дерева впиты вать в себя различные жидкости через искусственные отверстия, сделанные в стволе, и при химическом взаимодействии с ними изменять цвет естественной окраски.

Врастущем дереве передвижение воды и водных растворов


происходит		благодаря	двум	«концевым		двигателям» — сосущей
силе	(транспирация), составляющей				6—15	ати, и корневому давле
н и ю — 1—3		ати. Сосущая сила		в дереве возникает вследствие на
личия	отрицательного		давления		(напряжения) в		стволе.	Она
в сочетании		с необыкновенно		прочным		сцеплением	воды	(300—

350 ати) и является главным двигателем восходящего тока и про питки древесины на корню.

При жизни растения корневое давление и сосущая сила сум мируются и в зависимости от условий дополняют или з а м е н я ю т друг друга. Пропитка растущего дерева вдоль ствола в основном

осуществляется по сосудам	и	трахеидам . Поперечное движение
обусловлено связями сосудов	с сосудами и другими водопроводя-
щими элементами при помощи		окаймленных пор, расположенных
на стенках сосудов.

В ложном ядре сосуды закупорены тиллами, представляющими собой выросты паренхимных клеток. Н а 1 мм длины сосудов в сред нем приходится 13—15 выростов. Это делает труднопроницаемым ложное ядро и спелую древесину бука. Н е прокрашиваются в дре весине бука и участки у границ годичных колец со стороны поздней древесины, в которых имеются два или три ряда сильно сплющен ных древесных волокон, почти совершенно лишенных пор. Сердце винные лучи у бука прокрашиваются только после коагуляции, т. е. после свертывания при воздействии с солями металлов . При этом уменьшается сопротивление движению раствора и скорость всасывания возрастает .

Абсолютная влажность древесины ж и в ы х деревьев значительно


колеблется		в	течение года: дл я			бука	она	составляет в		среднем
60—129%, дл я осины —75—125%,						ольхи —70—130%.
Д л я	пропитки			древесины	к р а с я щ и м и			веществами		в	стволе
высверливают один или несколько каналов . При этом									перерезается
часть водопроводящих элементов, в полости которых									входит		воздух
и создается атмосферное давление, противодействующее											верти
кальному току в стволе дерева .
При приближении к кроне сосущая сила древесины										увеличи
вается,	и	этим определяется			скорость			перемещения		раствора
в вертикальном направлении, в котором								растворы	сравнительно
легко передвигаются по крупным сосудам,								а т а к ж е через		перфора
ции члеников			сосудов.
Горизонтальное				(тангенциальное)			перемещение		в	основном

происходит из-за перепада давления большой сосущей силы в не-

перерезанных элементах	древесины. П о мере удаления	от	пере
резанных волокон перепад уменьшается, соответственно		снижается
и скорость передвижения	раствора в направлении годичных		колец.


В	тангенциальном направлении растворы продвигаются только
через пористые		перегородки	или окаймленные	поры, а т а к ж е	через
сердцевинные		лучи после	коагуляции .
В	радиальном направлении проникновению различных хими
ческих веществ		препятствует отсутствие или		незначительное	коли-

чество пор в древесине приграничных частей годичных колец. Поэтому в радиальном направлении растворы при пропитке прак

тически не распространяются . Через стенки элементов

древесины

возможно

лишь очень

медленное

проникновение

растворов

путем

д и ф ф у з и и красящих веществ.

Сложность анатомического строения древесины и биологические

процессы, происходящие в растущем дереве, делают

невозможным

применение

известных

уравнений

Пуайзеля,

Д а л ь т о н а

других

д л я установления

теоретических

обоснований

закономерностей

пропитки древесины в растущем дереве.

Основным показателем пропитки является в с а с ы в а ю щ а я спо

собность древесины, т. е. способность

поглотить

максимальное

количество

красильного

раствора

в единицу

времени,

см3/мин.

В с а с ы в а ю щ а я

способность зависит

от

влияния

целого

ряда

•факторов. К ним относятся анатомические особенности

пропиты

ваемого

дерева,

отсутствие пороков, погода,

время

суток,

сезон

ные изменения, физико-механические свойства красящих составов.

Экспериментально был установлен наиболее эффективный пе

риод

пропитки,

совпадающий

периодом

отсутствия

листьев

на деревьях. В этот

период выделяют три стадии пропитки.

стадия

характеризуется

выравниванием гидростатического

д а в л е н и я

при

вводе

раствора без доступа воздуха,

резким

возра

с т а н и е м

и таким

ж е

резким спадом

скорости

пропитки, из-за чего

происходит заполнение сосудов, в которых имеется вакуум .

Если

пропитка

производится

при доступе

воздуха, то

он

вместе

•с раствором попадает в сосуды,

в которых образуются

воздушные

пробки. При дальнейшем вводе

раствора

эти

пробки

рассасывают

ся и скорость

всасывания увеличивается.

Вследствие

непродолжи

тельности этой стадии дерево всасывает небольшое количество раствора .

I I — основная стадия пропитки — продолжается 3—10 дней. Скорость поглощения связана с суточной периодичностью и кли

матическими ф а к т о р а м и (температурой						воздуха и		психрометриче
ской	разностью) .
I I I	стадия	пропитки начинается			после		отмирания	кроны,		харак
теризуется медленным			всасыванием,		скорость которого уменьшает
с я с	к а ж д ы м	днем;	резким	падением			количества	всасываемого
раствора .
Осенью, после з а м е р з а н и я				почвы, и		зимой, во время			оттепели,
п р о я в л я е т с я		в с а с ы в а ю щ а я		способность			древесины		небольшой
интенсивности.		Весной	из-за	бурного		корневого давления				т а к ж е

п р е к р а щ а е т с я всасывание	растворов в	древесину.
Применяемые красящие		вещества
Экспериментально было	установлено,	что д л я пропитки расту

щего дерева наиболее пригодными являются соли металлов . К ним относятся: сернокислое железо, сернокислый анилин, сернокислая медь, железосинеродистый калий и другие. Полностью не пригод-

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1310 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ