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

нымп д л я пропитки являются синтетические

красители

(прямые,

основные);

незначительное

окрашивание

дают

кислотные

кра­

сители.

Пропиткой на корню окрашивается только заболонь, не окра­

шивается л о ж н о е

ядро в буке и ольхе, спелая древесина в осине.

Необходимое

количество

раствора для

пропитки

1

см3

древе­

сины составляет

от 150 до 200 л, сухого вещества от 7 до 10

кг.

Введение химических веществ в растущее дерево с целью его

пропитки может

быть осуществлено следующими

методами:

I — пропитка

водными растворами через ствол дерева:

посредством несообщающихся к а н а л о в

без

доступа

и с

досту­

пом воздуха;

по

сообщающимся к а н а л а м ;

ярусная пропитка; про­

питка через

пропилы;

I I — пропитка

сухими солями;

I I I — пропитка

водными

растворами

через

корни;

I V — пропитка

водными

растворами

через

ветви и

листья.

Наиболее эффективными являются введение раствора посред­

ством сообщающихся к а н а л о в и ярусная

пропитка.

Ярусная

пропитка позволяет вводить

в к а н а л ы

одного

яруса

один

раствор, а в другой ярус другой раствор, что значительно

повышает

декоративные

качества окраски.

Наиболее красочную текстуру можно получить при совмещении

двух

солей

в

одном

растворе,

например, сернокислого ж е л е з а

и сернокислой

меди.

При

этом

древесина приобретает окраску от

красками,

л а к а м и и э м а л я м и , покрытие текстильными тканями .

При этом

о б л а г о р а ж и в а н и е внешнего вида древесностружечных

меняемым облицовочным м а т е р и а л а м .

Н а р я д у

с этим древесно­

стружечные плиты могут применяться

и как

самостоятельные

ративными качествами .

Д л я этого измельченная древесина

(отхо­

д ы ) , предназначенная

для формирования наружного слоя

плиты,

ности древесину

(брусковые

чураки)

о к р а ш и в а ю т

с целью

прояв­

ления

и обогащения

естественной

текстуры

и

придания

цвета

ценных

декоративных

пород

(ореха,

красного д е р е в а ) .

Основным

цветом

окраски

является

коричневый. У измельченной

древесины

в результате строгания

и резания значительно

нарушена

целост-

иость

анатомической структуры отдельных элементов (макрострук ­

т у р а ) ,

поэтому у нее отсутствует свойственная

данной породе

древесины текстура, которую трудно обнаружить

д а ж е после кра ­

шения.

Окрашивание

измельченной

древесины

значительно

отличается

от окрашивания

брусковых п

фанерованных

деталей,

листовых

материалов и чураков как по

предъявляемым

требованиям, та к

и по гамме цветов окраски и применяемой

технологии.

Измельченные

частицы по

р а з м е р а м

дифференцируют

на три

фракции (табл. 18).

/

Т а б л н ц а

1 8

Размеры измельченных древесных частиц

Размеры,

мм

Фракция

длина

ширина

толщина

i

5—19

3—5

0,6—0.9

п

2,6—4,9

2—3

0,2—0,3

ш

1,6—2

2,2—2,5

0.1—0,5

Пыль

до 1,6

до

2,2

до

0,1

Измельченные

отходы, получаемые

от

деревообрабатывающих

пород как лиственных, так и хвойных (сосны,

лиственницы), все

они хорошо окрашиваются .

Н а

окрашивание

соответствующее

влияние оказывает присущая

им анатомическая

структура

(микро-

и субмпкроскопическое

строение)

и

наличие дубильных

веществ.

В зависимости от этого создается различие

в интенсивности

окраски у измельченной

древесины

различных

пород. Так, если

о н а с о с т а в и т — 1 , 2 5 ,

дуба — 1,5—2,

граба — 0,75,

березы — 0,5.

П о л у ч е н и е более темной окраски в основном связано с

повышенным

с о д е р ж а н и е м

дубильных

веществ

в

древесине.

П р и крашенин измельченной древесины применяют красители

•разнообразных цветов, что способствует значительному

расшире­

нию г а м м ы

цветовой

окраски.

В основном применяются индивидуальные кислотные и прямые

красители, предназначенные дл я текстильных

материалов,

и

неко­

т о р ы е смесевые

красители

дл я дерева. Индивидуальные

красители

.характеризуются чистотой тона окраски;

смесевые д а ю т

некоторую

тусклость

тона.

Цвет

и

тон

окраски

обусловлены

в

основном

физико-химическими свойства­

ми

применяемых

красителей

•С ю

6 /

и

их

концентрацией

в

раство­

ре. Д л я получения

светлых

то­

пов

окраски

применяют

рас­

|

творы

с

концентрацией

0,01 —

0,1%;

средних —0.1—0,5%

и

2

темных —0,5—3%.

Н а р я д у

с

синтетическими

красителями

§ го

можно

применять

и

соли

ме­

таллов

(хромпик,

железный

купорос)

с

концентрацией

ЧОО Ц60

S20

S80

6Ц0 700 750

2 - 4 % .

Все

применяемые

красящие

Длина

волн,

миллимикроны

вещества д о л ж н ы

соответство­

Рис. 34. Спектры отражения окра­

вать

требованиям

ГОСТ

пли

шенной

измельченной

древесины

до

ТУ

на

них. К р о м е

того,

они

и после, горячего прессования:

д о л ж н ы быть термоустойчивы­

красители:

/ — светло-коричневый

№

17

ми, так как подвергаются

воз­

(после

прессования);

2 — светло-корнчне-

действию

температуры

до

выЛ №

17

(до

прессования);

3 — краснова­

при

то-коричневый

-Vs 2

(после

прессования);

+

140° С

прессовании

дре­

4 — красновато-коричневый

№ 21

(до прес­

весностружечных

плит.

сования):

5 — орехово-коричневы»

.V»

12

(после

прессования);

6—орехово-коричне-

Термоустойчнвость

опреде­

выП №

12 (до

прессования)

ляется

посредством

спектрофо­

тометра

СФ-4 или электрофотометра

ФМ-56 путем

снятия

спек­

т р а л ь н ы х кривых, характеризующих

цвет окраски до и после

прес­

сования (рис. 34).

Растворителями синтетических красителей и солей металлов

могут служить вода и клеи, применяемые в качестве

связующего

при изготовлении.плит. Водные растворы красителей

характеризу ­

ются большей глубиной проникновения в древесину и более

интен­

сивной

(темной) окраской, чем окрашенные клеевые

растворы.

Д л я

получения

клеевых растворов

красителя

необходимо

при­

менять

красители, не изменяющие

цвет

и не в ы п а д а ю щ и е в

осадок

В зависимости от назначения прессованных

материалов к р а ш е ­

ние измельченной древесины производится следующими

способами:

1)

смешиванием

измельченной

древесины

с раствором

кра ­

сителя;

2)

погружением

измельченной

древесины в

красильную

ванну;

\ 3)

распылением

растворов

красителей

на

окрашиваемую по ­

верхность древесностружечной

плиты.

Окрашивание путем смешивания измельченной древесины

с раствором

красителя

Окрашивание, измельченной

древесины

производится

в

смеси­

движутся навстречу друг другу. Смешивание

п р о д о л ж а е т с я

5—7

мин.

В

смесителе Вернера измельченная древесина

окрашивается

ми скоростями. Полость, в котором находятся

валки,

с н а б ж е н а

рубашкой

д л я обогрева. Смешивание происходит в течение

3—5

мин.

Смеситель

Вернера пригоден

только

д л я

смешивания

измельченной древесины с водными растворами

красителей.

Измельченную

древесину

т а к ж е можно смешивать с

растворен­

ными красителями

в

клеях

(в лопастных

смесителях) .

В смеситель з а г р у ж а ю т измельченную

древесину, предназначен ­

ную

для

наружного слоя плиты, и з а л и в а ю т раствором

красителя .

Н а

1 кг

абсолютно

сухой

древесины берется

1 л

красильного

раствора

заданной

концентрации.

вение

красителя,

чем

достигается

соответствующее

качество

окраски.

При крашении

клеевыми растворами

краситель

предварительно

растворяют в воде, получая максимально возможную

для данного

красителя концентрацию. З а т е м

полученный водный

раствор

кра­

сителя вливают в

к а р б а м и д н ы й

или другой

клей. Так, д л я получе­

ния

1 кг окрашенного

клеевого

раствора

с 0,5%-ной

концентра­

цией

красителя следует

5 г красителя

растворить

в

100

мм

воды,

по с ле чего дбавить его в 900 г карбампдного

клея. Конечная

вяз­

кость клея

не д о л ж н а

превышать

25—27 сек

по ВЗ - 4 .

Преимуществом

крашения

измельченной

древесины

клеевыми

р а с т в о р а м и

красителя

является

совмещение

двух

операций —- кра ­

шения и смешивания со связующим . В этом случае

применяют

древесину

влажностью

не

более

10%. П р я м ы м и

и

кислотными

.красителями

из-за их

ограниченной

водорастворнмостн

(до 9 % ) ,

а т а к ж е

из-за

лимитирующей

вязкости

связующего

измельченная

древесина

может

быть

окрашена

только в светлые и средние

тона.

П р и м е н я я водные растворы красителей, можно получить окра­

шенную измельченную древесину любого тона окраски.

Измельченная древесина при смешивании с красильным

раство­

р о м характеризуется неоднородной

окраской

частиц. Это

происхо­

д и т в результате

того, что

одни частицы

окрашиваются

при

непо­

средственном

контакте

с раствором, другие —- при

соприкосновении

•с ними. Это в значительной степени влияет

на

глубину

проникно­

вения красителей в древесину, которая колеблется

от 60 до 250 мк.

Глубина проникновения красителя в измельченную древесную

частицу

зависит

от

ее

линейных

размеров . Чем

частица

тоньше

я короче, тем она глубже впитывает в себя

краситель.

Это приводит к значительному различию в окраске древесных

частиц,

что

способствует

дальнейшему

проявлению

структуры

прессованного

материала .

Д л я

более

четкого

проявления

структуры

прессованного

мате­

р и а л а рекомендуется производить

крашение

водными

растворами

дифференцировано:

1. Отдельные

порции

измельченных

частиц

одной

фракции

о к р а ш и в а ю т с я

растворами

красителя

различной

концентрации

(0,01—3%),

высушиваются,

а

затем

перемешиваются

вторично

в смесителе.

2. При

одинаковых

р а з м е р а х

древесных частиц часть из них

о к р а ш и в а ю т одним красителем,

часть

другим

(от

двух

до

трех

красителей) .

После

высушивания

древесные

частицы

перемеши­

вают.

3. Частицы

трех

фракций

в

любых

з а д а н н ы х

соотношениях

о к р а ш и в а ю т различными

концентрациями

одного

красителя

или

р а з н ы м и красителями, перемешивают

после

высушивания .

4. Частицы

трех

фракций

в

любых

заданных

соотношениях

о к р а ш и в а ю т

одним

раствором.

Дифференцированное крашение — трудоемкий

процесс,

но зна­

чительно

повышает декоративные

качества прессованной

плиты.

При

крашении

измельченной

древесины

путем

смешивания

с красильным раствором количество поглощенного красителя

зави­

сит от концентрации

внесенного

раствора. Так,

па

1 м2

окрашен­

Окрашивание

способом погружения измельченной

древесины

в красильную ванну

К р а ш е н ие этим способом осуществляется

в красильной

ванне

с модулем 1:5,

т. е. на 5 вес. ч. раствора красителя

з а г р у ж а е т с я

1 вес. ч. измельченной древесины. В л а ж н о с т ь

окрашиваемой

древе­

ля, которые приготовляются обычным путем.

Продолжительность

выдержки в ванне

составляет

10—15 мин

при температуре

60° С.

З а т е м окрашенную

массу металлической сеткой

в ы г р у ж а ю т

из

рас­

твора и о т ж и м а ю т до влажности 120—130%- О т ж и м можно

произ­

водить посредством центрофугирования и в вакуум - фильтре,

анало ­

гично отжиму красителей в аннлино-красочном

производстве.

При крашении измельченной древесины в

красильной

ванне

частицы, окруженные

со всех

сторон красителем, непосредственно

взаимодействуют с ним, поглощают его

наружной

поверх­

ностью, диффундируют часть красителя во внутренние поверхности

и закрепляют его

па всех

древесных

волокнах,

куда

они

весине способствует

набухшее

состояние

древесины,

относительно

б о л ь ш а я

удельная

поверхность

и

значительное количество

пере­

резанных

полостей

и капилляров .

Все

это создает

условия

дл я

котором древесиной выбирается краситель большей

концентрации,

чем он

содержится

в

о к р у ж а ю щ е й

среде. Это

создает

необходи­

мость

периодически

пополнять ванну

красителем.

Концентрация до крашения н после него определяется при

помощи спектрофотометра,

электрофотометра

М-56 пли электрофо-

токолорнметра СФ-4 как в

растворе,

так

и

в окрашенной массе.

Экспериментально

было установлено, что при влажности из­

мельченной

древесины

120% выбираемость

прямых

и

кислотных

красителей в среднем

дл я различных

древесных

пород

составляет

28—40

г на

1 кг сухой измельченной древесины.

Д л я

древесины

с

влажностью

выше

120%

после

крашения

после

высыхания

неотжатого

раствора.

Д л я

получения

одинаковой

по интенсивности окраски в раз ­

раствор

до установленной по технологии влажности

древесины.

При

крашении измельченной древесины способом погружения

в

красильную ванну расход красителя составляет 30—35 г на 1 м2

поверхности (толщиной 3,5 мм).

Крашение этим способом более трудоемко, чем

при крашении

в

смесителе.

8

2076

105

О к р а с ка характеризуется однородностью и равномерностью, но>

слабым проявлением структуры древесностружечных

плит. Т а к о й

способ крашения применяют дл я изделий, требующих

однородности

О к р а ш и в а н и е этим способом

производится

при помощи

распы­

лителей различных марок. Технология, параметры

и р е ж и м ы

т а к и е

ж е , как при поверхностном крашении обычных

мебельных

изделий

(стр. 59). Этот

способ

характеризуется

неравномерной

глубиной

проникновения

красителя в

1

•

прессованную

древесностру­

1

!

/г/

жечную плиту. В местах с на­

:

[

личием

клеевых

включений

она

составляет

0,01—0,03

мму

1J

а на остальных участках 0,06—

0,09 мм. В табл . 19 приведены

I

i

J

рекомендуемые

способы

окра­

/

шивания

древесностружечных

|

плит

красителями .

//

Интенсивность

окраски

спо­

—

1

— •

собом

распыления

значительно

400

Ш

520

530

640

700 750

ниже,

чем при остальных

спо­

Длина

Волн, миллимикроны

собах

крашения

измельченной

Рис. 35. Спектры отражения из­

древесины. Н а

рис. 35 приве­

мельченной

древесины,

окрашен­

дены

спектральные

кривые,

ной

различными

способами:

полученные

на

поверхностях

/ — распылением; 2 — в

смесителе; 3 —

из

измельченной

древесины,

в

ванне

окрашенной

различными

спо­

собами .

Н а и б о л е е

светлая

окраска характеризуется кривой, п р и б л и ж а ю щ е й с я

по оси ординат

к 100%, а наиболее

темная — к 0%.

В У к р Н И И М О Д

большинство качественных показателей окрас ­

ки древесины были

определены объективными методами.

Т а б л и ц а

19

Рекомендуемые способы окрашивания красителями

Концентра­

Наименование

ГОСТ или ТУ

ция краси­

Цвет красителя

Окрашиваемая

красителя

теля в раст­

порода

воре, %

С п о с о б с м е ш и в а н и я

Прямой

зе­

ГОСТ 6197-52*

0,1—1

Зеленый

от

Сосна, бук,

леный

(1—XII—56)

светлого до тем­

граб

ного

Прямой

го­

ГОСТ 11632—65

0,05—0,1

Голубой

от

То же

лубой

светлого до сред­

него

Прямой

си­

ГОСТ 7571—55**

0,1—1

Синий от сред­

Сосна, бук,

ний

(2—VI—60)

него

до

темного

граб

Кислотный

ГОСТ 10872—64

0,2—1

От

серого до

Бук, дуб,

черный 3

черного

сосна

Кислотный

ГОСТ 14809—69

0,1—0,5

Зеленый

от

Граб, бере­

светлого

до

за, бук, сосна

среднего

Кислотный

МРТУ

6—14—

0,1 — 1

Розовый от

Граб

бордо

108—69

светлого до тем­

но-красного

Кислотный

ГОСТ

10850—64,

0,1—0,5

Красный

свет­

Дуб, бук,

алый

лый

до

средне­

сосна

го

Кислотный

МРТУ

6—14-

0,1—1

Коричневый от

Бук

темно-красный

—414—70

светлого до тем­

для дерева

ного

Кислотный

МРТУ

6—14-

0,5—2

От желтого до

Сосна,

граб

желтый

для

—204—69

зеленого

дерева

С п о с о б п о г р у ж е н и я в в а н н у

Прямой

зе­

0,1—0,5

Зеленый

от

Сосна, бук

леный

среднего до тем­

ного

Кислотный

ГОСТ 10856—64

0,1—0,5

Красный от

Береза,

алый

(1—VIII—72)

светлого до тем­

граб

ного

Кислотный

МРТУ

6—14—

0,5—1

Красный от

Бук, береза,

бордо

—108—69

среднего до тем­

сосна

ного

Орехово-ко­

МРТУ 6—14—

0,1—0,5

Коричневый от

Бук, дуб

ричневый

для

204—69

среднего до тем­

дерева №

11

ного

Кислотный

ГОСТ 10850—64

0,05—0,2

Синий светлый

Береза, граб,

синий

до темного

сосна

П ри помощи измерительной линейки на экране

можно з а м е р я т ь

предметы размером

от 2 до 400 микрон. О т р а ж е н н ы м светом м о ж н о

пользоваться при

исследовании непрозрачных

предметов. П р и

работе в отраженном свете лучи от источников

света

освещают

предмет, находящийся на столике прибора сверху,

о т р а ж а я с ь ,

Наблюдение при работе в проходящем свете

ведется

в окуляр-

и на

экране.

2.

При

крашении

древесины в автоклавах,

или красильной

ванне,

в

зависимости

от применяемых технологических

режимов-

сителей

зависит от особенностей окрашиваемой породы древесины,

свойств

применяемых

красителей

и

от условий крашения (темпе­

ратуры,

выдержки,

д а в л е н и я ) .

Д л я

периодического пополнения

В=

у ^ - у

* с

\

( 1 5 >

где V) — объем

исходного

раствора,

л;

V2 — объем

раствора

после

крашения,

л;

С{ — концентрация

исходного

раствора

красителя, г/л;

С2 — концентрация

раствора

красителя

после крашения, г/л;

Р — вес древесины,

г.

водиться колориметрическим или

спектрофотометрическим

мето ­

дом, при которых измеряется поглощение световой энергии

кра ­

сящим

веществом.

Поглощение света окрашенными растворами подчиняется

з а к о ­

нам

Л а м б е р т а и

Б е р а :

внутри

однородно

окрашенной

среды

к а ж д ы й

тонкий слой постоянной толщины поглощает определенную

долю

вступающего

в него

потока

излучения

(закон Л а м б е р т а ) ;

окрашенных

молекул

(закон

Б е р а ) .

Оба

закона могут быть

связаны

и в ы р а ж е н ы

уравнением

/ т

=

/ 0 е - * с ' ,

(16)

где / т — интенсивность

света,

прошедшего через

раствор или твер ­

дое

тело;

/о — интенсивность

падающего

света;

k — постоянная;

е — основание

натуральных

логарифмов;

с — концентрация

красителя,

моль/л;

I — толщина

слоя,

см.

Обычно при измерениях пользуются оптической плотностью,

которая

противоположна

величине

пропускаемое™ .