Способ изготовления торцовой шашки для паркетных щитов или настенных панелей

 

Изобретение относится к производству строительных материалов, позволяет использовать отходы лесосечных и лесозаготовительных работ. Техническая задача, на решение которой направлено изобретение - повышение эксплуатационных показателей и упрощение технологии производства. Для решения этой задачи в известном способе изготовления торцовых шашек, включающем сушку древесины, получение заготовок в виде торцовых плашек, придание формы их внешнему контуру и пропитку, в качестве пропитывающего материала используют синтетический каучук олигопипериленовый (СКОП) с мол. м. 12000 - 30000 в виде 30 - 50%-ного раствора в нефрасе. 1 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов, позволяет квалифицировано рекуперировать отходы переработки древесины и побочные продукты нефтехимии и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной и строительной промышленности.

Известен способ модификации древесины при изготовлении паркетных материалов, в котором с целью повышения прочности и влагостойкости пропитка осуществляется составом на основе фенолоспиртов и керосино-газойлевой фракции нефти (Авт.св. 763093, кл. B 27 K 3/32, 1979 г.). Однако использование крайне токсичных фенолоспиртов ограничивает область применения изделий из модифицированной древесины, что особенно проявляется в жилищном строительстве.

Известен способ получения паркета, настенных панелей и др. изделий из древесины, которая обработана с целью повышения прочностных показателей и формоустойчивости методом погружения в пропиточный раствор, содержащий талловое, льняное и касторовое масла, дибутилфталат, краситель и продукт дистилляции кубового остатка ректификации соосного флотационного масла (Авт.св. 1701521. кл. B 27 K 3/02, 1991 г.).

К недостаткам данного способа следует отнести сложность пропитывающего состава, включающего дорогие и дефицитные масла и терпеновые соединения, дефицитность которых ощущается и в медицинской промышленности.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления торцевой шашки из древесины хвойных и мягколиственных пород, включающий сушку, пропитку древесины в петролатуме с последующим уплотнением и одновременным приданием формы (Авт.св. 3156106, кл. B 37 M 3/04, 1970).

В данном способе в качестве пропитывающего состава используется петролатум, который представляет собой вязкую светло-коричневую массу, состоящую из смеси парафина, церезина и масла. Химическая природа данной смеси определяется содержанием предельных углеводородов C_36-55 преимущественно алифатического изостроения. Отсутствие функциональных групп и кратных связей обуславливает низкую химическую активность соединений данного ряда. Изостроение алифатической цепи данных углеводородов, т.е. ее разветвленность, снижает подвижность макромолекул, тем самым затрудняется процесс пропитки (или распределение макромолекул пропитывающего состава в межфибрильных, межклеточных структурах древесины). Итак к недостаткам пропитывающего состава известного способа необходимо отнести: высокую вязкость пропитывающей смеси и разветвленность макромолекул алифатических углеводородов, что затрудняет пропитку и усложняет технологический процесс изготовления торцовой шашки (требуется разогрев пропитывающей массы до 120-140^oC и выдержка образцов в ней до 0,5-0,6 мин на 1 мм толщины заготовки). Отсутствие функциональных групп, способных взаимодействовать с функциональными группами древесины с образованием физико-химических связей и возникновением трехмерной "сшитой" структуры: полимер-древесина, вызывает необходимость нагретую и пластифицированную древесину уплотнять в пресс-формах до требуемой степени сжатия и оставлять под давлением в гидравлической прессе до полного остывания. Отмеченные особенности известного способа несколько осложняют технологический процесс и снижают физико-механические показатели изделий.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение физико-механических показателей торцовой шашки для паркетных щитов или настенных панелей из древесины хвойных или мягколиственных пород, а также упрощение технологического процесса.

Для решения этой задачи в известном способе изготовления торцовой шашки для паркетных щитов или настенных панелей, включающем сушку древесины, получение заготовок в виде торцовых плашек, придание формы их внешнему контуру и пропитку, в качестве пропитывающего состава используют синтетический каучук олигопипериленовый с мол. м. 12000-30000 в виде 30-50%-ного раствора в нефраме.

Способ осуществляется следующим образом. Тонкомерные лесоматериалы, представляющие собой отходы рубок ухода, лесосечных и лесозаготовительных работ, распиливают поперек оси отрезными насадными фрезами на заготовки толщиной 7-15 мм, из которых вырубают с помощью ножевой пресс-формы в гидравлическом прессе плашки различной конфигурации /например, шестигранник, круг, овал, "бубновый туз"). В дальнейшем торцовые плашки поступают в пропиточную ванну с раствором синтетического каучука олигопипериленового 30-50% -ной концентрации. После пропитки в течение 0,5-1,5 часов заготовки сушатся в термошкафу при температуре 100-120^oC в течение 1-3 часов.

Указанная технология несколько проще известной, так как предлагаемый пропитывающий материал позволяет исключить стадию уплотнения нагретой и пластифицированной древесины в гидравлическом прессе с дальнейшей выдержкой под давлением до полного остывания пресс-формы. При этом исключается использование сложных, материалоемких замыкающихся пресс-форм и необходимость длительной выдержки заготовок под давлением.

Получаемый эффект от использования данного пропитывающего материала можно пояснить следующим. Олигопипериленовый синтетический каучук является линейным низкомолекулярным полимером, и, в связи с этим, обладает повышенной проникающей способностью. Благодаря отмеченным особенностям макромолекул олигопипериленового полимера достигается достаточно высокая плотность "упаковки" каучука в межфибрильном и межклеточных пространствах древесины. Наличие большого количества двойных связей, способных к окислению, способствует образованию полярных кислородсодержащих групп (например, гидроксильных), которые, в свою очередь, активно взаимодействуют друг с другом и с кислородсодержащими группами целлюлозной составляющей древесины. Вероятно, наиболее интенсивно указанное окислительное структурирование происходит при повышенных температурах (температуре сушки после пропитки), которое приводит к образованию трехмерно "сшитой" структуры полимер-древесина с повышенными плотностью и физико-механическими показателями.

Пример 1 (контрольный, прототип). Тонкомерные материалы из сосны, представляющие собой отходы лесосечных и лесозаготовительных работ, распиливают поперек оси отрезными фрезами на торцовые заготовки толщиной 10 мм, которые одновременно пропитывают и прогревают в петролатуме при температуре 130^oC без давления. Время прогрева составляло 0,5 мин. на 1 мм толщины заготовки. Нагретую и пластифицированную древесину помещают в холодную пресс-форму и уплотняют до требуемой степени в гидравлическом прессе. Далее заготовки выдерживают под давлением в замыкающейся пресс-форме до полного остывания. После снятия давления уплотненная древесина за счет оставшихся внутренних натяжений частично распрессовывается.

Пример 2. Тонкомерные материалы, представляющие собой отходы лесосечных и лесозаготовительных работ, сушат в паровоздушных камерах периодического действия до влажности 8% Затем путем деления поперек оси отрезными насадными фрезами получают заготовки толщиной 10 мм, из которых вырубают с помощью ножевой пресс-формы в гидравлическом прессе плашки различной конфигурации (например, шестигранник, круг, овал, "бубновый туз"). Далее торцовые плашки с приданной конфигурацией внешнего контура пропитывают 15%-ным раствором в нефрасе олигопипериланового синтетического каучука с мол. м. 12000-30000 в течение 40 мин без внешнего давления. Заключительной стадией изготовления торцовой шашки является сушка в сушильных шкафах при атмосферном давлении и температуре 110^oC в течение 1,5 часа до полного удаления летучей части пропиточного состава.

Пример 3. Торцевые плашки с приданной конфигурацией внешнего контура, изготовленные в соответствии с приведенной в примере 2 методикой, пропитывают 30%-ным раствором в нефрасе олигопипериленового синтетического каучука с мол.м. 12000-30000 в течение 40 мин без внешнего давления. Технологический цикл завершается операцией сушки торцовых шашек в сушильных шкафах при атмосферном давлении и температуре 110^oC в течение 1,5 часа до полного удаления летучей части пропиточного состава.

Пример 4. Торцовые плашки с определенной конфигурацией внешнего контура, изготовленные в соответствии с приведенной в примере 2 методикой, пропитывают 40% -ным раствором в нефрасе олигопипериленового каучука с мол.м. 12000-30000 в течение 40 мин без внешнего давления. В завершении производится сушка торцовых шашок в сушильных шкафах при атмосферном давлении и температуре 110^oC в течение 1,5 часа до полного удаления летучей части пропиточного состава.

Пример 5. Торцевые плашки с определенной конфигурацией внешнего контура, изготовленные в соответствии с приведенной в примере 2 методикой, пропитывают 50%-ным раствором в нефрасе олигопипериленового синтетического каучука с мол. м. 12000-30000 в течение 40 мин. без внешнего давления. В завершении производится сушка торцовых шашек при атмосферном давлении и температуре 100^oC в течение 1,5 часа до полного удаления летучей части пропиточного состава.

Пример 6. Торцовые плашки с определенной конфигурацией внешнего контура, изготовленные в соответствии с приведенной в примере 2 методикой, пропитывают 55%-ным раствором в нефрасе олигопипериленового синтетического каучука с мол. м. 12000-30000 в течение 40 мин без внешнего давления. Завершается изготовление торцовых шашек сушкой их в сушильных шкафах при атмосферном давлении и температуре 110^oC в течение 1,5 часа до полного удаления летучей части пропиточного состава.

Результаты испытания торцовых шашек изготовленных по приведенным выше примерам сведены в таблицу.

Как следует из представленных в таблице данных, свойства торцовых шашек, изготовленных по предлагаемому способу, существенно превосходят по прочности контрольные образцы и практически не уступают по водостойкости. При этом наблюдается также существенное преимущество перед прототипом по такому важному показателю, как истираемость.

Отмеченные преимущества предлагаемого способа наблюдаются при использовании раствора олигопипериленового синтетического каучука в нефрасе с концентрацией 30-50% (соответствует примерам 3-5).

Таким образом, учитывая повышенные эксплуатационные показатели торцовых шашек, изготовленных по предлагаемому способу, можно утверждать, что данное техническое решение позволяет квалифицированно использовать отходы лесосечных и лесозаготовительных работ и расширить область их применения. Использование предлагаемого пропиточного состава позволяет несколько упростить технологию изготовления торцовых шашек. Низкая токсичность пропиточного состава обеспечивает высокие экологические показатели продукции и возможность использования последней в жилищном строительстве и мебельной промышленности.

Предложенное техническое решение будет использовано на базе НПЦ "Восмоддрев" г. Воронежа с применением в качестве сырья отходов местных лесхозов.

Формула изобретения

Способ изготовления торцевой шашки для паркетных щитов или настенных панелей из древесины хвойных и мягколиственных пород, включающий сушку древесины, получение заготовок в виде торцевых шашек, придание формы их внешнему контуру и пропитку, отличающийся тем, что в качестве пропитывающего материала используют синтетический каучук олигопипериленовый с мол.м. 12000 - 30000 в виде 30 50%-ного раствора в нефрасе.

РИСУНКИ

Рисунок 1