Волынский ТКМиП

60

действии сычужным ферментом - пепсином. К показателям качества казеина от- носятся структура и размеры зерен (не более 10 мм), содержание жира (до 3 %), зольность (до 4 %), кислотность (до 2000 по Тернеру), влажность (до 12 %). Клей поставляется в виде порошка, (табл.1.21).

1.21. Составы казеиновых клеев, м.ч.

Фтористый натрий растворяет казеин и увеличивает жизнеспособность рас- твора, медный купорос увеличивает жизнеспособность и водоупорность клея, ке- росин препятствует образованию комков, а известь увеличивает биостойкость смеси. Рабочий раствор готовят путем добавки воды в количестве от 170 до 230 % в зависимости от желаемой вязкости клея. Компоненты тщательно перемеши- вают в течение не менее 30 минут до получения однородной смеси.

Срок годности клея составляет 4-6 часов, Температура склеивания не должна быть менее 12 0С, открытая и закрытая выдержки - не более 4-6 минут, давление 0,3-0,5 МПа, время отверждения 3-5 часов. Для ускорения процесса можно при- менять нагрев поверхностей до 50-60 0С, что сокращает время склеивания до 1-2 часов.

Альбуминовый клей готовят на основе альбумина - животного белка, который при 750С твердеет и становится нерастворимым. При выпаривании крови жи- вотных получают кристаллический или пылевидный альбумин, растворимый в воде в соотношении 1:9. Затем при добавлении 10 % гашеной извести получают желеобразную массу.

Клей имеет низкий сухой остаток и в чистом виде используется редко. Его жизнеспособность составляет до 24 часов, клеевой шов имеет высокую проч- ность и водостойкость. Для получения фанеры марки ФБА используют комбини- рованный клей - смесь казеинового и альбуминового клеев (табл. 1.22):

1.22. Рецепты альбумино - казеиновых клеев, м.ч.

61

При увеличении содержания альбумина возрастает водостойкость и жизне- способность клея, а при увеличении содержания казеина улучшается консистен- ция смеси и возрастает ее вязкость.

При приготовлении клеев казеин и альбумин замачивают отдельно примерно в 1/3 части воды в течение 2 часов. Затем перемешивают до получения однородной массы и добавляют известковое молоко и остаток воды. Смесь подогревают до 20 - 30 0С, перемешивают 40 - 60 минут до завершения гелеобразования. Готовый клей вызревает еще в течение 15 - 30 минут и имеет жизнеспособность 4 - 8 ча- сов. Клеящая способность альбумино - казеиновых клеев значительно (на 25 - 30 %) выше, чем казеиновых.

1.10. Прочие клеи, используемые в деревообработке

Универсальные акриловые клеи созданы на основе акриловых эфиров для склеивания металлов, стекла, керамики, пластмасс. Это быстротвердеющие при 20-25 0С двухкомпонентные клеи, не содержащие растворителей. Части А и Б раздельно наносятся на склеиваемые поверхности в равных количествах, сме- шиваются в момент соединения поверхностей и отверждаются примерно за 2 - 3 мин. Теплостойкость клеев до 150 0С, прочность на отрыв 40-45 МПа, а вре- мя набора 50 % прочности составляет от 5 до 10 мин. Марки клеев Ан-105, Ан- 106. Клеи на основе производных акриловой и метакриловой кислот применя- ются для склеивания бумаги, ткани, целлофана, кожи, древесины, органического и силикатного стекла (клей ПК-5).

Клеи на основе производных целлюлозы применяют для склеивания кожи, картона, ткани, бумаги. Клей АК-20 представляет собой раствор нитрата целлю- лозы в органических растворителях. Содержание сухого остатка составляет 20 - 23 %. Температура при склеивании может достигать 60-70 0С . Клей КМЦ

представляет собой водный раствор карбоксиметилцеллюлозы с сухим остатком 25-30 %. Применяется для приклеивания бумажных пленок к древесине холод- ным способом.

Карбинольные клеи приготовляют из производных карбинола(СНз - СО - СНз), содержащих двойные и тройные связи. При взаимодействии с ацетоном получают полимеры, имеющие высокую скорость полимеризации. Для отвер- ждения требуются повышенная температура или азотная кислота. Клеи обла- дают высокой адгезией и способны склеивать металлы, пластмассу, стекло.

Они дают водостойкие и химически стойкие соединения с теплостойкостью до 70 0С. Время отверждения при 20 0С составляет 5-10 часов. Жизнеспособность клея с азотной кислотой около 1 часа, с перекисью бензола - 5-6 часов.

Полиамидные клеи представляют собой полимеры с повторяющимися груп- пами [О = С - NH - ]. К этому классу полимеров относятся такие продукты, как капрон и нейлон. На основе полиамидов готовят клеи для изготовления клеевой пленки и клеевой нити. Температура плавления нити 150 - 170 0С. Спиртово - водный раствор полиамидной смолы ПФЭ-2/10 применяют с отвердителем (10 м.ч. 35 %-ного раствора малеиновой кислоты) или без отвердителя в жидком ви-

62

де для склеивания древесины с различными материалами. Эти клеи относитель- но дороги.

Перхлорвиниловые (ПХВ) клеи получают путем растворения соответствую- щей смолы в смеси органических растворителей. Клей имеет вязкость 80 - 120 с по ВЗ-4, сухой остаток всего 13 %. Клей марки ХВК-20 служит для приклеива- ния к древесине тканей, раскладок из полихлорвинила и для склеивания металла с пластмассами. Он наносится 3-4 раза на склеиваемые материалы с расходом до 700 г/м2 . Клей имеет длительную жизнеспособность, может отверждаться без давления в течение 1-3 часов.

Полиэфирные клеи - это ненасыщенные полиэфирные олигомеры. Наиболее известная полиэфирная смола ПН-1 является продуктом поликонденсации ди- этиленгликоля с ангидридами фталевой или малеиновой кислот. Смола выпус- кается в виде 70 %-ного раствора в стироле и имеет жизнеспособность до 8 ме- сяцев. При холодном склеивании используется в качестве инициатора гидропе- рекись изопропилбензола (гипериз) в количестве 3 % от массы смолы и ускори- тель - 10 %-ный раствор нафтената кобальта в стироле в количестве 8% от массы смолы. Клей применяется в строительстве для склеивания древесины со стек- лом, стеклопластиком, металлом и т.п. Он дает прозрачный шов, устойчивый ко многим агрессивным средам. Время полного отверждения составляет несколько суток, прочность при сдвиге достигает 10 - 12 МПа. (Совместимость клеев с различными материалами см. в приложении 1).

62

Глава 2. Продукция фанерных производств

2.1. Общие сведения о фанере и лущеном шпоне

Фанерой называют материал, полученный путем склеивания не менее трех

листов лущеного шпона со взаимно перпендикулярным направлением волокон в смежных слоях (рис.2.1).

Рис.2.1. Конструкция трехслойного листа фа-

неры

При конструировании фанеры соблюдают следующие правила:

1.Лист фанеры должен быть симметричен относительно среднего слоя.

2.Число слоев шпона в фанере обычно нечетное (3, 5, 7, 9 и т.д.), хотя выпус- кается и 4-слойная фанера, в которой два внутренних слоя имеют параллельное направление волокон.

Различают фанеру равнослойную (толщина всех листов шпона одинакова) и неравнослойную. У неравнослойной фанеры желательно иметь средний слой из более толстого шпона низкого качества, а наружные слои - из тонкого высоко- качественного шпона. Наружные слои разделяются на лицевой и оборотный, качество которых и определяет качество листа фанеры. Лущеный шпон также имеет лицевую и оборотную стороны, при этом качество лицевой стороны шпона выше, чем оборотной, обращенной в сторону центра чурака при его лу- щении и имеющей больше трещин. При сборке листа фанеры (пакета) оборот- ная сторона шпона должна быть обращена в сторону клеевого шва.

Схематически конструкцию фанеры обозначают с указанием толщины шпона, например, запись 1,15 х 2 + 2,20 обозначает трехслойную фанеру с толщиной наружных слоев 1,15 мм и толщиной внутреннего слоя 2,2 мм.

Лущеный шпон является не только полуфабрикатом для изготовления фанеры и фанерной продукции, но и самостоятельной товарной продукцией, используе-

мой обычно в мебельной промышленности для облицовки щитов и получения клееных деталей, а также в ряде других производств, обеспечивая более рацио- нальное использование сырья, чем при использовании пиломатериалов:

а) в тарном производстве из толстого шпона делают ящичные дощечки, при этом расход древесины снижается по сравнению с вариантом пиления на 60%. Толщина шпона может составлять 4 - 8 мм; б) в спичечном производстве шпон идет на изготовление спичечной соломки и

коробок. Здесь предъявляются очень высокие требования к качеству шпона - стабильная толщина, гладкая поверхность. Основная порода - осина, толщина шпона 1,65 -2,30 мм;

63

в) в карандашном производстве шпон идет на изготовление карандашной до- щечки толщиной 6 мм. Основная порода - кедровая сосна. При этом полезный выход составляет всего 28-31% (при выпиливании только 15%); г) в производстве паркетных досок из шпона получают планки лицевого по-

крытия. Расход древесины на 1 м2 снижается почти в 3 раза по сравнению с вы- пиливанием.

Технические условия на лущеный шпон указаны в ГОСТ 99 - 96. Длина лис- тов шпона колеблется в пределах от 0,8 до 2,5 м, ширина - от 0,15 до 2,5 м, тол- щины шпона указаны в табл.2.1

2.1. Ряды толщин лущеного шпона

Качество листов шпона может быть очень разнообразным ввиду многообразия дефектов древесины и дефектов обработки. Согласно новому стандарту (введен в действие с 1.01.98) обозначение сортов претерпело изменения (табл.2.2).

2.2. Обозначения сортов лущеного шпона по различным стандартам

Влажность товарного шпона должна составлять 8 ± 2%. Изготовляют шпон из древесины березы, ольхи, клена, ясеня, ильма, дуба, бука, липы, осины, то- поля, ели, сосны, пихты, кедра и лиственницы. Рекомендуются следующие на-

правления использования сортов шпона наружных поверхностей фанеры

(табл.2.3).

2.3. Рекомендуемые направления использования лущеного шпона различных сортов

64

2.2. Фанера общего назначения

Фанерой общего назначения называют фанеру, не относящуюся к специаль- ным видам - авиационная, декоративная, бакелизированная. ГОСТ 30427 - 96 ус- танавливает общие правила классификации такой фанеры по внешнему виду. В зависимости от внешнего вида фанеру подразделяют на сорта Е (элита), I, II, III, IV для лиственных пород и сорта Ex, Ix, IIx, IIIx, IVx для хвойных пород. При обозначении сорта сначала указывают сорт лицевого слоя, затем - оборотного. Возможны такие комбинации (табл.2.4)

2.4. Варианты сортов фанеры общего назначения

Стандарт указывает пороки древесины (всего 32 наименования) и дефекты обработки (23 разновидности), которые необходимо учитывать при оценке каче- ства фанеры общего назначения. Сорта шпона внутренних слоев не регламенти- руются, но указано, что возможные пороки древесины и дефекты обработки не должны оказывать влияние на эксплуатационные свойства продукции.

ГОСТы 3916. 1 - 96 и 3916.2 - 96 устанавливают технические требования к

фанере общего назначения с наружными слоями соответственно из древесины лиственных и хвойных пород. По степени водостойкости фанера может быть ма- рок ФСФ (повышенной водостойкости) и марки ФК (водостойкая). Ранее выпус- кавшаяся фанера на белковых клеях марки ФБА новыми стандартами не преду- смотрена. По степени обработки поверхности различают фанеру нешлифован- ную (НШ), шлифованную с одной стороны (1Ш) и шлифованную с двух сторон (2Ш). Кроме того, для всех материалов обязательно указание класса эмиссии свободного формальдегида Е1 или Е2 (соответственно до 10 или от 10 до 30 мг/100 г абсолютно сухого продукта)

Стандартные размеры продукции указаны в табл. 2.5, 2.6.

2.5. Размеры листов фанеры, мм

Допускается изготовлять фанеру других размеров, толщин и слойности по ус- ловиям договора. Для нестандартных толщин предельные отклонения составля- ют:

для шлифованной фанеры:

для нешлифованной:

где Sф - толщина фанеры, мм.

Фанера считается сделанной из той породы, из которой изготовлены ее на- ружные слои. Условное обозначение фанеры содержит наименование продук- ции, марку, сочетание сортов шпона наружных сортов, класс эмиссии, вид об- работки поверхности, размеры и обозначение стандарта. Например, обозначение

Фанера береза/береза ФК, II/III, E1, Ш2, 2440 х 1220 х 12 ГОСТ 3916.1-96 ка-

сается березовой фанеры с внутренними слоями из березы, марки ФК с сортом лицевого слоя II и сортом оборотного слоя III, класса эмиссии Е1, шлифованной с двух сторон, длиной 2440 мм, шириной 1220 мм, толщиной 12 мм.

Новые стандарты ограничивают также максимально допустимую толщину шпона. Для фанеры лиственных пород наружные слои должны быть не толще 3,5 мм, а внутренние - 4 мм. Для фанеры хвойных пород толщина наружных и внутренних слоев не должна превышать 6,5мм.

Качество фанеры оценивается также по пределам прочности при скалывании, статическом изгибе и растяжении образцов, выпиленных из готовой продукции. Для фанеры ФСФ испытания проводят после кипячения в воде в течение 1 часа, для ФК - после вымачивания в воде в течение 24 часов. Нормируемые показа- тели прочности зависят от породы древесины (см.гл.7). Влажность фанеры мар- ки ФСФ и ФК должна быть от 5 до 10%. Учет фанеры ведут как в м3, так и в м2. На пакете фанеры дополнительно указывают наименование предприятия - из- готовителя, его товарный знак и количество листов фанеры в пакете.

66

2.3. Фанера березовая авиационная

Отличительной особенностью авиационной фанеры является использование лущеного шпона (только березового) более высокого качества, малые толщины шпона и фанеры, использование только фенолоформальдегидных связующих. ГОСТ 102 - 75 предусматривает такие марки авиафанеры:

БП - А - фанера, склеенная бакелитовой пленкой марки А; БП - В - фанера, склеенная бакелитовой пленкой марки В; БС - 1- фанера, склеенная смолой СФЖ-3011 (б.С-1);

БПС - 1В - фанера толщиной 2; 2,5 и 3 мм, склеенная бакелитовой пленкой марки В, а также фанера толщиной 4, 5 и 6 мм, наружные слои которой склеи- ваются бакелитовой пленкой, а внутренние смолой СФЖ-3011.

Длина листов фанеры может быть от 1000 до 1525 мм, а ширина - от 800 до 1525 мм с градацией 25 мм. Толщина фанеры БП-А и БП-В очень мала - от 1 до 3 мм с шагом 0,5 мм; фанеры БПС-1В - от 2 до 6 мм и фанеры БС-1 - от 3 до 12 мм.

В фанере БПС-1В каждый наружный слой состоит из двух листов шпона, рас- положенных в одном направлении. Этот слой принимается за один и его тол- щина должна быть равна толщине центрального листа фанеры, а толщина на- ружных слоев - не более 0,4 мм.

Предусмотрено два сорта фанеры - первый и второй, отличающиеся как до- пуском пороков в наружных и внутренних слоях, так и прочностными показате- лями. Помимо предела прочности при скалывании образцов по клеевому шву

после их кипячения нормируется также предел прочности при растяжении вдоль волокон наружного слоя.

2.4. Фанера декоративная

Декоративной называют фанеру, облицованную пленочными покрытиями в сочетании с декоративной бумагой или без нее. Она находит применение для внутренней отделки помещений, в мебельной промышленности, а также в ваго- но- и судостроении. Материал привлекателен тем, что он имеет декоративное готовое покрытие и не требует дополнительной отделки.

Согласно ГОСТ 14614-79 декоративная фанера подразделяется:

-по количеству облицованных сторон - на одностороннюю и двухсторон- нюю;

-по внешнему виду облицовочного покрытия - на глянцевую и полумато- вую;

-по виду облицовочного покрытия и виду связующего - на марки, указанные в таблице 2.7.

Для изготовления используют шпон лиственных пород (береза, осина, ольха, липа, тополь), а для фанеры марок ДФ-2 и ДФ-4 допускается шпон хвойных по- род (сосна, ель, лиственница). Для лицевых слоев фанеры ДФ-1 и ДФ-3 допуска- ется шпон сорта не ниже Е (сорт А), для фанеры ДФ-2 и ДФ-4 - не ниже сорта I (сорт АВ), а для оборотных слоев декоративной фанеры - не ниже сорта II (сорт ВВ).

По качеству лицевой поверхности устанавливаются два сорта - 1 и 2. Во вто- ром сорте допускаются полосы длиной до 300 мм и шириной до 3 мм не более

67

двух на 1 м2, белесоватые и темные пятна размером до 10 мм не более двух на 1 м2, а также рябь шпона не более чем на 1/20 поверхности листа.

2.7. Марки декоративной фанеры и их характеристики

Декоративную фанеру выпускают по размерам, указанным в табл. 2.8. При переобрезе возможен выпуск фанеры уменьшенных размеров по длине или ши- рине с шагом 25 мм, но не более 150 мм.

2.8. Размеры декоративной фанеры, мм

2.5. Фанера бакелизированная

Бакелизированной называют фанеру, склеенную под большим давлением из березового шпона, предварительно пропитанного фенольной (бакелитовой) смолой. Основные отличия бакелизированной фанеры от фанеры общего на- значения заключаются в ее более высокой плотности (до 1200 кг/м3), большей длине листов и более темной окраске - обычно красно-коричневого оттенка. Фанера представляет собой высокопрочный, упругий, водостойкий и износо- стойкий материал, способный конкурировать со многими материалами, включая низколегированные стали. Бакелизированная фанера способна работать 10 -15 лет при температурах от -50 до +50 0С, а также в воде и в тропическом климате.

Применяется бакфанера в автостроении для настила полов в автобусах, трол- лейбусах, трамваях, для изготовления прицепов, контейнеров, трейлеров, кузо- вов и т.п.; в судостроении в качестве обшивочного материала для лодок, яхт, небольших судов; в строительстве как опалубочный материал, при изготовле-

68

нии складов, навесов, перегородок, прилавков; в гидротехническом строитель- стве, а также в машиностроении как конструкционный материал.

Выпускают следующие марки фанеры:

ФБС - для изготовления конструкций в машино-, авто- и судостроении, в строительстве, работающих в атмосферных условиях. Применяется спирторас- творимая смола. Для внутренних слоев допускается применять не пропитку, а нанесение смолы на шпон, ФБВ - для изготовления внутренних конструкций в машиностроении и строи-

тельстве. В качестве связующего используется водорастворимая фенольная смо- ла.

Размеры фанеры по длине составляют 7700, 5700, 5600, 4900, 4400 и 1500

мм, а по ширине 1550, 1500 и 1250 мм; ряд толщин - 5, 7, 10, 12, 14, 16 и 18

мм. Для изготовления применяют лущеный березовый шпон марок В и ВВ. У бакелизированной фанеры стандарт регламентирует не только пределы прочно- сти при скалывании по клеевому слою после кипячения образцов в воде, но и пределы прочности при растяжении и изгибе (см. гл.7). По этим показателям фанера марки ФБС может быть отнесена к высшей или первой категории каче- ства. При маркировке продукции на каждый лист фанеры наклеивают бумаж- ную этикетку с указанием завода - изготовителя, марки, толщины листа, номера запрессовки и ГОСТ 11539 - 83.

Специально для выполнения опалубки в промышленном и гражданском строительстве выпускается бакелизированная фанера марки ФБС-С (ТУ ОП 13-5747575 -16-87). Расположение волокон в смежных слоях - взаимно перпен- дикулярное, толщина фанеры 10-12 мм, длина - до 5600 мм. При сборке чере- дуют листы шпона с нанесенной смолой и листы без смолы, что позволяет сни- зить расход клея в 1,5 - 2 раза. Оборачиваемость нового материала - до 100 раз.

2.6. Пластики древесные слоистые (ДСП)

Технология производства пластиков близка к технологии производства баке- лизированной фанеры. Главное отличие заключается в более высоком давлении прессования - до 15 МПа, что позволяет получать материал с упрессовкой до 40% и плотностью до 1300 кг/м3. Он используется в основном как заменитель цветных металлов в машиностроении. ГОСТ 13913-78 указывает следующие марки древесно - слоистых пластиков:

ДСП-А - волокна древесины шпона во всех слоях имеют параллельное на- правление или каждые 4 слоя с параллельным направлением волокон череду- ются с одним слоем, имеющим направление волокон под углом 20 - 250. Пла- стик применяется при изготовлении дейдвудных подшипников в судостроении;

ДСП-Б - каждые 8 - 12 слоев с параллельным направлением слоев чередуют- ся с одним слоем, имеющим перпендикулярное направление волокон. Приме- няется как конструкционный и антифрикционный материал. Пластик ДСП-Б-э разработан для использования в электроаппаратуре высокого напряжения, элек- трических машин, трансформаторов, ртутных выпрямителей и т.п. Пластик ДСП-Б-м применяется как самосмазывающий материал, в частности в качестве