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 67 / 137 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

о к р а ш и в а е м о й поверхности тампоном . Окрашенные изделия

сушат

при

комнатной

температуре

течение 1 —1,5

ч,

при

температуре

50—60° С — 20

мин.

Д л я удаления ворса

после

высушивания окрашенные

изделия

шлифуют мелкозернистой

шкуркой

(№ 3

и №

4) .

Поверхности

древесины,

окрашенные

путем

пневматического

распыления

красильных

растворов,

характеризуются

относительно

равномерной

окраской

глубиной

проникновения

красителей

во

внутренний

слой

на

0,06—0,10

мм.

Глубина

проникновения

зависит

основном

от

пористости

о к р а ш и в а е м о й древесины, дисперсности частиц красителя

раство

ре,

технологического

р е ж и м а

распыления .

Рис. 16. Схема	передвижения	Рис. 17. Схема нанесения парал-
распылителя при	окрашивании	дельных полос красителя иа дре-
древесины		весину

Равномерность окраски улучшается, если наносить красильные растворы на предварительно смоченную водой и еще в л а ж н у ю поверхность. При крашении посредством распыления поглощение красителя древесиной ограничивается количеством нанесенного красильного раствора. Последнее связано с готовностью мебель

ного изделия	и допустимой	степенью	у в л а ж н е н и я .
В момент	нанесения красильный раствор полностью поглощает
ся наружной	поверхностью,	затем часть	красителей оседает в ре

зультате взаимодействия сил связи с древесиной. Остальная часть красителей диффундирует во внутренние поверхности древесины. Величина диффузии тем больше, чем больше разница м е ж д у кон центрацией красителей на наружной поверхности и в проникающем

во	внутренние	слои	растворе. Чем больше красителя	проникает
во	внутренний	слой	древесины, тем тоньше и равномернее окра
шиваются н а р у ж н ы е			поверхности и тем прочнее окраска .	Глубина

проникновения красителя и его равномерное распределение в на ружной и внутренней поверхностях обусловлены величиной частиц красителя, его дисперсностью в растворе.


	К р а с и т е л и, применяемые при распылении, как и при							других
•способах			крашения,	представляют	собой	электролиты,		которые
в	воде	при температуре 60—80° С почти полностью					диссоциируют
на	ионы		и молекулы	и в незначительной степени остаются				в агре
гированном состоянии. Условия распыления						под давлением		сжатого
воздуха			т а к ж е способствуют нахождению в водно-воздушной смеси
.красителей в высокодисперсном состоянии						и препятствуют		их агре
гации .		Это создает		благоприятные	условия дл я		проникновения

красителей во внутренние поверхности древесины и закрепления красителей. Д а в л е н и е сжатого воздуха выше 3 ати и нанесение горячих красильных растворов на поверхность приводит к повы шенному испарению воды из древесины, что снижает глубину про-

лнкновения красителей во внутрь древесины.
При крашении способом распыления не допускается			примене
ние таких токсичных	веществ, как соли металлов, аммиак,		кислоты
и щелочи.
Разновидностью	способа	крашения распылителем при	помощи
с ж а т о г о воздуха является		«сухое» крашение. Оно предназначено

д л я

укрытия

таких дефектов

окрашенной

поверхности, ка к

«про

битие» клея,

и сопровождается вуалированием текстуры.

При «сухом» крашении применяют следующие основные пара

метры

технологического р е ж и м а

крашения:

давление

воздуха, ати:

для

распылителей

5—б

на раствор

красителя

0,1—0,5

диаметр

отверстия сопла, мм

1,8

расстояние от сопла до отделываемой поверхности, мм

400—500

скорость

перемещения распылителя, м/мин

. . . .

30—40

количество

покрытий,

шт

1—3

Рекомендуется

работать

раствором,

подогретым

до 30—40° С

<с концентрацией 3—4%. В результате повышенного д а в л е н и я

полу

чается

значительное распыление

раствора,

при котором интенсив

но

испаряется

растворитель

(вода), а

поверхность

покрывается

толстым, но

хрупким

слоем

частиц красителя . После «сухого»

к р а ш е н и я исключается

сушка

окрашенной

поверхности.

Нанесение красителя вальцами

В последнее время на многих мебельных предприятиях дл я поверхностного крашения стали применять специальные вальцовые станки . В них з а л о ж е н принцип нанесения красителя накатом, что почти полностью устраняет потери красителя в воздух. Этот способ позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия труда на ра бочих местах. Нанесение вальцами, как и предыдущий способ, ха рактеризуется незначительным у в л а ж н е н и е м окрашиваемой по верхности, практически неощутимым увеличением ее линейных

р а з м е р о в . Это объясняется - тем, что поглощение красителя регла ментируется количеством внесенного раствора и регулируется


давлением вальцов		на	окрашиваемую деталь . П о глубине проник
новения	красителей	в древесину			этот способ			уступает		способам
распыления красителей и погружения в красильную									ванну.
Н и ж е	на рис. 18		и з о б р а ж е н		станок	К Щ - 1 ,		который		с	1968 г.
серийно	выпускается		экспериментальным			заводом			В Н И И Д М А Ш .
Станок состоит		из	станины	1,	подъемной		рамы		2, механизмов
д л я нанесения красителя 3,				вибратора		4,	растирочного				вальца
н рольганга подачи		5,	механизма		подъема рамы, насосной						станции

Рис. 18. Станок КЩ-I для нанесения красителя на древесину вальцами

для подачи красителя из'емкости к наносящим вальцам, привода

рольганга,	расположенного			внутри станины механизма				нанесения
красителя,	рычагов	6	и 7	для	регулирования степени				н а ж и м а
наносящего	в а л ь ц а	на	деталь и		расхода		красителя; ш т у р в а л а 8
для подъема и опускания				рамы .
Принцип	работы	станка		заключается		в	следующем. Щ и т укла
д ы в а ю т на	рольганг	подачи, который				направляет его		в	сторону

трех последовательно расположенных механизмов нанесения кра сителя, к а ж д ы й из них состоит из двух вальцов: наносящего, покрытого слоем поролона, и дозирующего металлического с глад кой поверхностью.

Н а н о с я щ и й валец имеет	попутное вращение . О к р у ж н а я	ско
рость его вращения синхронна	со скоростью движения щита.

Краситель подается на валец насосом из емкости, расположен ной внутри станины. Количество красителя регулируется вентилем.


З а н о с я щ и й		валец при контакте с					поверхностью движущегося			щита
наносит на		нее слой			красильного		раствора . Пр и дальнейшем			дви
ж е н и и	щит попадает				в зону	работы вибратора,		представляющего
•собой	колодку		с	щеточным		основанием. Он установлен			поперек
.движения щита			и	предназначен дл я равномерной				растирки	краси

теля. После вибратора щит попадает под встречно - вращающийся щеточный барабан, очищающий поверхность щита от ворса, пены

красителя	и т. п. Н и ж н я я поверхность щита окрашивается после
высыхания	верхней.

При крашении на вальцовом станке можно применять различ ные соли металлов .

К р а т к а я техническая характеристика станка КЩ - 1 приведена ниже .

Размеры	обрабатывае
мых деталей, мм:
длина			400 -1800
ширина			150-800
толщина		. . . .	4- 40
Количество		наносящих	3
вальцов,	шт . . . .		3
Количество		виброутюж-	1
			1
Амплитуда.		колебания	20
внброутюжка, мм . .			20
Число колебаний вибро
утюжка в минуту . .			150

Скорость	подачи		дета-	6—18
				6—18
Установленная			мощ
ность,	кет	. .	. .	2,1
Емкость	бака	для	кра	25
сителя,	л			25
Производительность на				6
соса, л/мин		. .	. .	6
Габаритные		размеры
стайка,	мм:
длина				2400
ширина				1300
				1400
Вес станка, кг		. .	. .	1800


Крашение способом окунания в красильную ванну
Этот способ используется при окрашивании							брусковых		деталей
корпусной	мебели ( н о ж е к ) , узлов				решетчатых		изделий		(стулья,
кресла) и шпона		в рулонах или листах.
К р а ш е н и е происходит в условиях					высокого		жидкостного моду
л я . В л а ж н о с т ь		окрашиваемой		древесины		составляет			8—12%.
Погруженные в ванну			детали со всех сторон			окружены		раствором
к р а с и т е л я .	Кинетика		крашения	состоит из		диффузии		красителя
в красильной ванне к поверхности древесины,						адсорбции		красителя

н а р у ж н о й	поверхностью древесины, диффузии красителя внутрь
древесины	и фиксации, закрепления красителя на	древесине.
П о д диффузией в красильной ванне понимают		беспорядочное

д в и ж е н и е молекул красителя, обусловленное их подвижностью.

Скорость диффузии зависит		от диффузионных		свойств		красителя,
проницаемости	древесины,	величины частиц			и температуры
раствора .
Адсорбция,	или поверхностное		поглощение	красителя			древеси
ной, в ы р а ж а е т с я в выбираемости			красителя	из	ванны	и	накоп-

лении его адсорбированных		частиц на поверхности волокна. Это
происходит	вследствие того,	что молекулы красителя, находя
щиеся в	непосредственной	близости к поверхности древесины,

в результате проявления сил взаимодействия между ними перехо дят из водной среды в волокно.

Адсорбция красителя на поверхности волокна и образование

межмолекулярных связен	является мгновенно идущим	процессом,
в результате которого происходит быстрое поглощение		красителя
поверхностью волокна и	установление равновесного	состояния.

Д а л ь н е й ш а я	скорость	адсорбции		красителя равна			скорости			его
диффундирования внутри			волокна	древесины.
Д и ф ф у з и я	красителя	внутри волокна			протекает		во	много		раз
медленнее, чем в воде. Это объясняется					большими		механическими
препятствиями движению частиц, о к а з ы в а е м ы м и							пространствен
ной решеткой	волокна,	а	т а к ж е степенью сродства				м е ж д у		краси
телем и волокном.
Фиксация, или удерживание красителя клеточной оболочкой,
происходит вследствие		взаимодействия			м е ж д у	ними		химических
и физических	сил связи,	а т а к ж е электрического				притяжения			и от

талкивания . При этом выделяется тепло, которое влияет на вели чину сродства и количество сорбируемого красителя . При повы шении температуры снижается величина сродства и уменьшается абсолютное количество сорбируемого древесиной красителя. Это


объясняется, в соответствии с законом Л е - Ш а т е л ь е ,					сдвигом			рав
новесия	м е ж д у	концентрациями	красителя	в ф а з а х		в	сторону
увеличения концентрации красителя в растворе.
Основным фактором, влияющим на качество крашения древеси
ны способом окунания в ванну, является поверхностное						водопогло-
щение. В	связи	с тем, что при крашении		применяются			водные
растворы	красителей с 2 — 3% - ной		концентрацией,		проникновение
их в древесину		аналогично водопоглощению. Н а рис. 19 и 20						пока

з а н а зависимость удельного водопоглощения различных древесных

пород	от времени		выдержки		в ванне и температуры .
Н а и б о л ь ш и м удельным поглощением при поверхностном кра
шении	в	ванне	обладает		древесина		тополя,	бука	(0,043—
0,030 мл/см2),		меньшим — древесина				граба, березы,		дуба	(0,024—•
0,015 мл/см2).		Это	в	первую	очередь	объясняется характером их
анатомической структуры.
Б у к характеризуется древесиной						с	равномерно	рассеянными
по ширине		годичного		слоя	многочисленными сосудами,				которые

в поздней древесине имеют меньший диаметр, чем в ранней. Пер форация сосудов простая дл я крупных сосудов и лестничная (6—8 перекладин) дл я сосудов с небольшим диаметром . В местах встре чи с клетками сердцевинных лучей поры крупные, простые. Сердце винные лучи состоят из тонкостенных клеток. Трахеиды толстостен ные с узкой, щелевидиой полостью.

Береза по распределению сосудов и ширине годичного слоя относится к равномерно рассеяннососудистой древесине, она имеет тонкостенные сосуды, сообщающиеся между собой посредством

лестничной перфорации . С м е ж н ы е сосуды сообщаются окаймлен ными порами. Береза характеризуется многочисленными, но очень мелкими порами.

Древесина граба отличается несколько большим поглощением

растворов	чем	береза. Д л я	нее характерны	перфорационные	пла
стинки м	е ж д у	члениками	сосудов; клетки	сердцевинных	лучей

в местах соприкосновения с сосудами имеют многочисленные поры.

Наименьшей поглощаемостью обладает поздняя	древесина
дуба. Это объясняется наличием сосудов малой длины	п	неболь
ших диаметров . Угловатые отверстия сосудов заполнены	в	ядровой
7

Рис. 19. Удельное поглощение раствора					Рис. 20. Удельное поглощение раствора
красителя красновато-коричневого для					красителя		красновато-коричневого				для
дерева № 2 в красильной			ванне	при	дерева № 2			в	красильной	ванне	при
	/=20° С:							/=60° С:
/ — тополь;	2 — б\- к:	3 — береза: -1 — граб; -J -			/ — тополь;		2 — бук;		3 — граб; 4 —	береза;	5 —
		д у б							д у б
части тиллами,		которых	особенно		много в местах				соприкосновения
с сердцевинными лучами . Сосуды ранней древесины крупные, их
диаметр	200—400 ммк.		В поздней		древесине		дуба		имеется множе
ство закрытых		окаймленных		пор	и	клеток	с	утолщенными		стен
ками .
Необходимо		т а к ж е отметить,			что	древесина		всех пород		в тор

цевом направлении в 10—15 раз поглощает больше красильных растворов, чем боковая поверхность. Это следует учесть при рас четах расхода количества красителя на окрашивание поверхности

всех древесных	пород.
Н а р я д у с	анатомическими	особенностями различных		пород
древесины на степень ее водопоглощения и проницаемости				влияют
продолжительность выдержки		в ванне и	температурный	режим .
С увеличением	времени выдержки растет		влажность древесины

2071)

н набухание, ведущее к разбуханию и изменению линейных разме ров окрашенных детален, к ухудшению чистоты обработки.

В табл . 9 приведены экспериментальные данные У к р Н И И М О Д , характеризующие зависимость величины разбухания от времени выдержки в красильной ванне. Из них следует, что оптимальной

величиной выдержки считают		время 60	сек.
С	повышением температуры	раствора в вампе ускоряется уда
ление	воздуха, находящегося	в полостях	и сосудах древесины,

и заполнение этих полостей раствором красителя, возрастает кине тическая подвижность частиц красителя . Увеличение температуры

красителя

свыше 60° С

ведет к уменьшению степени

сродства

кра

сителей к древесине,

понижает

величину адсорбции

увеличивает

количество

десорбированного

красителя .

Н а р я д у

с поверхностным водопоглощением древесины па каче

ство окрашивания

большое

влияние

оказывает

ее

способность

к выбиранию

красителей из красильной ванны, з а в и с я щ а я

от ад

сорбционных

свойств

древесины

физико-химических

свойств

красителей.

При кратковременном крашении

в ванне мало

ощутима

способ

ность древесины к избирательному

поглощению (уменьшению

кон

центрации

раствора

оставшегося красителя вплоть

до полного

его

истощения) . В основном поверхностное крашение происходит при

постоянной	концентрации	непоглощепного раствора, а	иногда и ее
увеличении.	Неспособность	к избирательности в ы р а ж	а е т с я малой

поглощаемостью красителя более уплотненными участками древе

сины

(поздней,

затпллованной,

я д р а ) .

Количество

адсорбированного

красителя

процессе

крашения

определяется

изменением

концентрации красителя

в растворе

или

древесине

при

помощи

электрофотометра,

электрофотоколорп-

метра

или

спектрофотометра.

Опытным путем установлено, что прямые

красители

адсорбиру

ются древесиной

березы

н граба в количестве 0,00020—0,0028*

г/см2;

дубом

буком — 0,00030—0,00036

г/см2,

тополем — 0,0040—

0,0045 г/см2.

увеличением

концентрации

раствора

краситель

адсорбируется

не

прямо

пропорционально

этому увеличению,

в относительно

меньших

количествах. Так, если

при

крашенин

10%-ным

раствором красителя коэффициент

поглощения

принять

за

то

при 2%-ном

растворе

он

составит

0,8—0,75;

при

3%-ном —0,55—0,50.

Одним

из

основных

качественных

показателей

поверхностной

окраски является глубина проникновения красителей в древесину, так н а з ы в а е м а я величина прокраса . Зависимость между глубиной

проникновения	красителей, температурой	растворов и выдержкой
в красильной ванне показана графически		и а рис. 21 и 22.
Из графиков	видно, что величина прокраса возрастает с повы

шением температуры, так как при этом увеличиваются диффузиои -

* С учетом красителя, проникшего во внутрь древесины.

Разбухание древесины после окунания в красильный раствор

		Бук					Береза
О					О	5				и
о	г*	*	оч	_		Я	*	а-
а	г*	*	£			S*	*		а*	а.
О .	я	*	£		р	^	*->	Л	а*	а.
>>	я	*	н		р			f-	а	Р
	Я	о"	о	а	га	3	о	2	а	Р
	Я	о"	о	а	О .	3	о	2	•У.	а
	К	3		О	о	С]	czа	5	О	57
	55	а		О	С	С]	czа	5	О	п
	S.	а	ez	п		5:		5		5:
f-	S.	а		п	н	а	а	5	а.	5:
f-			а	с	н	а	а	а	а.
CJ			а
60		60	14	70	60	60		11	45	60
60	120		15,6	147	60	120		13	80	60
60	240		16	280	60	240		11	155	60
20		60	9	15	20		60	9,7	30	20
20	120		К)	23	20	120		К)	45	20
20	240		10,5	35	20	2-10		11	72	20

	Граб					Тополb
				и					о
о .				ez	Q.	k		О	-Г
CI				а .	Q.	k	?	О	с .
•-;	чд	£		f-	Г*	4J	?	Г	р
•-;	чд	£		>i
a	S	o	•A	o .	5	а	О	X
a	S	o	•A	c*	5	а		X
			«o	с				о
Q.			n	^				л
Q.	2 3	Q					С	-
=3	C3		=•					-	Е-
=3	C3		=•						Е-
	60	11,4	35	60	60		15	35	60
120		12	55	60	120		17,6	52	60
240		13	60	60	240		18	87	60
	60	9	7	20	60		11	22	20
120		11	15	20	120		13	45	20
240		12	24	20	240		14	70	20

Т а б л и ц а 9

Дуй

а.	>	ач
а	^	Н
а		Н
а		О	X
к	—	О

			о '
	°	я	о '
£.	°	я
а	зз	=	=•
		=	=•
	60	13	14
120		13,9	70
240		N,4	97
	60	8,7	25
120		9, >	27
240		10	3.)

ные свойства красителей. С увеличением							степени		сродства		краси
теля к древесине		уменьшается			глубина проникновения (дуб, бук) .
То ж е	можно	сказать		и	о крашенин		солями		металлов . Так,
древесина	березы	и	граба	значительно			меньше		взаимодействует
с железным купоросом, чем					бук и,	особенно,		дуб, но		растворы
солей металлов у этих пород продвигаются на большую										глубину,
чем в древесине дуба и бука. С увеличением								выдержки		в	ванне
возрастает	глубина		проникновения			красителей		и	солей	металлов
в древесину.
Технологические			режимы	крашения		древесины способом окунания
			в красящую ванну

Температура растворов, °С . . . , Время выдержки в ванпс, сек . . .

Концентрация красителей п растворе, г/л

\| 7 0
ЩЗО
^20
ГО 20	40 60	ПОТ
Время выдержки S Ванне, мин
Рис. 21. Глубина	проникновения	в древеси

ну красителя красновато-коричневого для дерева № 2 (при / = 20° С):

радиальный разрез: / — граб; 2— бук; 3— береза; 4 — д у б ; тангенциальный разрез; 5 — б е р е з а ; 6 — граб; 7 — бук; * — д у б


О	60	720		240 Т
время Выдержки			6 банне, сек
Рис.	22. Глубина		проникновения

в древесину красителя красновато-

коричневого	для	дерева	№	2 (при
	/ = 60° С):
радиальный	разрез:	/ — береза;		2 — бук;
3 — тополь; 4 — д у б ;		5 — граб;		тангенци
альный разрез; 6 — тополь;			7 — береза;
S—бук;	9 — граб; 10 — д у б

	50—60
	60
	0,8—3
Глубина	проникновения

красителей в древесину за висит не только от анатоми

ческих	особенностей древе
сины,	ф из и ко -х и м и ч еск и х

свойств красителей, их рас

творимости	п	связанной
с пей высокой	дисперсностью

частиц красителя в раство

ре, но и от способа	к р а ш е
ния, при котором	создают

ся условия нахождения этих частиц в диссоциированном состоянии и исключается возможность агрегирования .

В табл . 10 приводится средняя глубина проникно вения красителей в древеси ну при различных способах крашения .

Крашение тонкого лущеного шпона

В последнее время в ме бельном производстве в ка честве листового облицовоч ного материала стали при менять лущеный шпон, ко торый в зависимости от тол щины называется микро шпоном (толщина 0,08— 0,2 мм) и просто шпоном (толщина 0,2—0,6 мм).

										Т а б л и ц а			10
	Проникновение			красителей в			древесину
					Глубина	проникновения			красителей		мк
I[аименоваппе	красителя		бук		береза				дуб			тополь
дли дерева			бук		береза				дуб			тополь
дли дерева		1	п	III			II!	I	п	ill	1	1 II 1 III
		1	п	III	1		II!	I	п	ill	1	1 II 1 III
Светло-коричневый		60	70		58	65				-10			60
№ 1 6		60	70	50	58	65	50	45	55	-10	70	«0	60
Светло-коричневый					60			50		52	80		70
№ 1 7		65	75	55	60	70	55	50	58	52	80	S5	70
Красновато-коричне							50				70		65
вый № 2		63	72	58	55	60	50	50	57	55	70	75	65
Орехово-коричневый										и-		80	65
№ 1 2		60	68	55	55	60	50	53	70	65	75	80	65
Кислотный	темно-											82	70
красный		65	70	GO	60	70	52	55	65	50	78	82	70
Прямой коричневый		60	70	55	58	65	50	50	55	45	70	75	60


П р и м е ч а н и е .			I — способом распыления; II — способом				окунания в ванну;
III — способом	нанесения красителя вальцами.
Тонкий лущеный шпон может быть					получен из любых твердых
лиственных	пород		древесины. Н а р я д у		с	ценными	декоративными
породами (орех,		красное		дерево и др.)	д л я	его изготовления может
применяться	и	широко		распространенная		древесина (береза,		бук,
ольха, граб	и д р . ) . С целью о б л а г о р а ж и в а н и я внешнего вида							шпон

окрашивают . О к р а ш и в а н и е производят двумя способами: до луще

ния шпона — глубокой		пропиткой	к р я ж а в	автоклавах, крашением
готового	шпона — погружением		в ванну.	О к р а ш и в а н и е м	дости
гается проявление естественной			текстуры,	выравнивание	неодио-
родностей	натуральной	окраски,	имитация	по цвету ценных деко

ративных пород. Наиболее пригодными д л я окрашивания являются водорастворимые синтетические смесевые красители и соли метал лов. Д о м и н и р у ю щ и м цветом является коричневый с различными

оттенками. Д л я	крашения шпона, идущего на облицовку		строитель-
пых деталей и изделий специального назначения,		можно	применять
индивидуальные	красители различных цветов и	оттенков.

О к р а ш и в а н и е микрошпона способом погружения в обычные красильные ванны ведет к большим потерям (до 40%) из-за «раз мочаливания» (отрыва) микрошпона при окрашивании и растрес кивания при последующей сушке. Широкое внедрение микрошпона в производство мебели требует механизации процессов крашения и сушки, при которых достигалась бы равномерная и качественная окраска, а количество возможных отходов сведено было бы до минимума.

С	этой целью	в У к р Н И Н М О Д был разработан лаборатор
ный	агрегат для	окрашивания микрошпона и топкого шпона

2076

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 137 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ