RU1828432C - Многослойное изделие из древесины - Google Patents

Abstract

Использование: в производстве слоистых фанерных пиломатериалов. Сущность изобретени : многослойное изделие полученное гор чим прессованием за одну операцию , имеет слой, выполненный в виде хаотично-ориентированного волокнистого материала со св зующим агентом, добавками и наполнителем, и, по меньшей мере один слой - в виде цельной древесины. В качестве волокнистого материала использована минеральна  вата, в качестве цельной древесины - древесина с неровност ми на ее поверхност х, а. по меньшей мере, один слой цельной древесины расположен внутри волокнистого материала. 4 з. п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к многослойному изделию из древесины. Под выражением многослойное изделие из древесины понимаетс  фанерна  древесина и слоистый фанерный пиломатериал.

Цель изобретени  - повышение надежности .

На фиг. 1 - сечение фанерного листа в соответствии с известным уровнем техники; на фиг. 2 - сечение многослойного издели  из древесины (фанеры); на фиг. 3 - то же. чередование синтетического сло  со слоем из древесины.

На фиг. 1, 2 и 3 обозначены три сло  древесины, которые склеены с наложением друг на друга с образованием фанерной доски . Дефекты в сло х древесины, например, углублени  4 и 5, покрыты мембраной 6, приклеенной смолой. Вследствие недостаточной гибкости мембраны она не повтор ет контуров углублений, а сгибаетс  над ними , как, например, в точке 7. Мембрана может также разбухать под вли нием давлени , создаваемого паром или газами, создаваемыми во врем  гор чего прессовани , как, например, в точке 8. Таким, образом, покрытие неоднородно. Хрупкое покрытие можетломатьс  над полостью, а углублени  могут создавать дополнительный эффект разрывани . Поверхность промежуточных слоев можно восстановить, как указано выше , например, при помощи круглого кусочка 9, располагаемого в свиле 10, или при помощи наполнител  11, однако результат вр д- ли будет удовлетворительным. Волокна покрыти  12 доход т до дна углублений (фиг. 2). Если требуетс  необычно больша  прочность, один или несколько слоев древесины замен ют синтетическим слоем. Син00

ю

00

со

ю

GJ

тетцческий слой 13 (фиг. 2) иллюстрирует такую замену.

В принципе минеральна  вата синтетического сло  качественно аналогична вате, получаемой непосредственно после ватной камеры обычной линии по производству минеральной ваты. Таким образом, она имеет малую плотность. Плотность заготовки сло  предпочтительно колеблетс  в пределах от 50 до 200 кг/см3. Если используетс  т желый наполнительный материал, плотность может быть выше. Заготовка сло  может также содержать первоначальный св зую- . щий агент, но в этом нет необходимости. Если потребуетс , заготовка сло  слегка спрессовываетс  до предпочтительной начальной толщины. Однако, важно, чтобы первоначальна  длина волокон, т. е. и 100 мм, с минеральной ватой предпочтительно 10 мм оставалась неизменной, как и хаотичное расположение волокон. На конечном этапе, т. е. .когда заготовка сло  спрессована и получен синтетический слой многослойного издели  из древесины, его плотность составл ет от 100 до 500 кг/м , а длина волокон Ј 10 мм, дл  минеральной ваты Ј 300 мкм. Может быть также использована так называема  техническа  вата, котора  не предназначена специально дл  теплоизол ции. Выражение смрь  заготовка волокнистого сло  здесь относитс  к этапу перед операцией гор чего прессовани .

Предпочтительный св зующий агент дл  использовани  в заготовках сло  таков, что он ективизируетс  при требуемой температуре прессовани , т. е. в пределах 50- 350°С. Если втом илиином случае требуетс  использование св зующего агента, дл  которого требуетс  необычно большое количество тепла, передаваемого через прессуемую структуру, температура поддерживаетс  примерно посто нной в указанных пределах, а врем  прессовани  увеличиваетс . Если отсутствуют специальные требовани , .в качестве св зующего агента дл  повышени  огнестойкости используетс  смола на основе поливинилхло- рида или вообще смола, содержаща  хлор. Вообще термопластичные смолы предпочтительны , так как они расплавл ютс  при умеренно повышенной температуре и возвращаютс  к первоначальному состо нию при охлаждении. Термореактивные смолы тер ют сбои св зывающие свойства, если температура поднимаетс  слишком высоко. Однако их преимущество состоит в том, что они выдерживают более высокие температуры , чем термопластичные смолы. Облада  большей эластичностью, они более пригодны дл  передачи срезающих усилий, возникающих в слоистых структурах. Кроме того, они обладают большим сопротивлением на разрыв. При выборе смолы необходимо находить компромисс, выбираетс  така  смола , котора  отвечает требовани м главной функции синтетического сло  наиболее оптимально .

Если в каком-либо специальном случае требуетс  выбрать органическое волокно или, в более общем случае, волокно, которое может быть вскрыто механической обработкой , предпочтительна  степень вскрыти  составл ет от 10 до 30° SR, К таким волокнам относ тс , например, целлюлозные волокна , животна  шерсть, асбестообразные волокна и т. д. вообще волокна, которые можно склеивать друг с другом путем механической обработки, чтобы образовывать жесткую волок нистукхсеть.

Вышеуказанную гигроскопичность реверберации можно задать желательной пористостью синтетического сло . Пористость здесь означает ту часть объема синтетиче1 ского сло , котора  не содержит таких твердых веществ. Желательна  пористость может быть достигнута, например, путем использовани  поликонденсацмонной смолы, такой как фенолова  поликонденсационна  смола, в качестве св зующего агента. Естественный спектр вибраций многослойного издели  может быть смещен в сторону более низких частот путем введени  желательного количества т желого наполнительного материала, такого как минеральный порошок или компоненты, основанных на барии, вольфраме и/или свинце, в заготовку сло .

Повышенна  стойкость к огню достигаетс  введением в заготовку сло , например, трехокиси сурьмы или дегидратированного гипса.

Вышесказанное лишь ограниченно показывает , как заготовка сло  придает многослойному изделию из древесины требуемые свойства. Главна  цель состоит в изготовлении фанерных листов, образуемых из слоев древесины низкого качества, таких, чтобы они отвечали предполагаемым требовани м. Это достигаетс  тем, что желательное количество слоев древесины замен етс  синтетическими сло ми, содержащими композит волокон и св зующего агента, а также добавки и наполнительный материал, которые также могут 5 быть введены. Синтетический слой располагаетс  в своем первоначальном виде как готова  заготовка между сло ми древесины, прессуемыми в лист, и приобретает свой окончательный вид в виде синтетического сло  многослойного издели  за одну опера0

5

0

5

0

5

Q

5

0

цию гор чего прессовани  дл  образовани  многослойного издели  из древесины. Поэтому очевидно, что предлагаемое решение относитс  также ко всем многочисленным специальным свойствам, которые требуютс  от фанерного издели  и которые могут быть обеспечены при помощи предпочтительной композиции заготовки сло .

Прочность листов используетс  в качестве критери  сравнение поскольку это самый важный критерий полезности фанеры .

Пример 1. Было произведено испытание на прочность, в котором величины прочности геометрически идентичных слоев древесины и куски синтетических слоев, изготовленных в соответствии с насто щим изобретением, и при помощи обычного прессовани  сравнили давлени  по отдельности при идентичных услови х и при идентичном напр жении.

Волокнистый материал синтетического сло  представл л собой стекловолокно, обладающее плотностью 1500 кг/м3, и в качестве , св зующего агента использовалась фенолформалъдегидна  смола с концентрацией 30 мае. %. Пористость синтетического сло  составл ла 25 об. %. Полученные результаты приведены в табл. 1.

Пример 2. Три березовых сло  толщиной 1,3 мм были обработаны в соответствии с общеприн той технологией производства фанеры и были положены друг на друга в гор чий пресс. На верхний слой древесины и под нижний слой древесины была положена заготовка синтетического сло , изготовленна  в соответствии с насто щим изобретением и имеюща  толщину около 15 мм и плотность 100 кг/м3. Заготовка сло  содержала минеральную вату и фенолальдегидную смолу, имеющую концентрацию 35 мае. % от веса заготовки. Весь пакет прессовали в течение 4 мин при 130°С и при давлении 1,6 МПа.

После прессовани  толщина синтетических слоев составила 1 мм, плотность составила 1400 кг/м , а пористость составила 25 об. %,-и толщина всей фанерной плиты с покрытием составила 6 мм.

Дл  сравнени  прочностей был изготовлен другой аналогичный лист из тех же слоев , наружные поверхности которого покрыли только тонким слоем смолы, и еще один, обычный фанерный лист, т. е. лист, наружные поверхности которого не были обработаны. Слои были выбраны точно такими , чтобы их рисунки дефектов в сло х испытуемых пластин были по возможности идентичными как с точки зрени  их расположени , так и с точки их геометрии. Все три

испытуемых пластины подвергали одинаковым испытани м на изгиб, использу  р д полос, вырезанных из пластин одинаково. Полученные результаты приведены в табл. 5 2.

Как видно из вышесказанного, самой важной частью многослойного издели   вл етс  синтетический слой и его исходна  форма, заготовка сло . Он главным образом

0 содержит минеральную вату, котора  может представл ть собой стекловолокно, минеральное волокно или шлаковое волокно, и многослойное изделие предпочтительно формируетс  посредством одного прессова5 ни .

Одно прессование обладает четырьм  отдельными преимуществами. Во-первых, одно прессование, снижает расходы вследствие отсутстви  другого прессовани . Во0 вторых, одно прессование имеет то достоинство, что св зи термореактивного типа, имеющиес  в структуре древесины, подвергаютс  нат жению только один раз. В-третьих, давление, прикладываемое к

5 структуре древесины при производстве фанеры , может приближатьс  к пределу на разрушение узоров древесины. В частности , при обычном способе прессовани  материал древесины ослабл етс . Предлз0 гаемый способ существенно уменьшает этот недостаток. В-четвертых, клейкий слой фенолформальдегидной смолы меж- . ду сло ми древесины совсем не напр гаетс  когда от находитс  в полимеризован5 ном состо нии, так как он образуетс  во . врем  одного прессовани .

Свойства покрыти  из минеральной ваты превосход т свойства других волокон,

0 под покрытием не происходит расслаивание , ухудшающего свойства. Покрытие не позвол ет веществам, которые могут выходит из слоев древесины, образовывать пузырьки и разрывы на поверхности.

5 Традиционно фенолформальдегидные смолы известны тем, что способы прилипать и на древесину, и на минеральные волокна, и это свойство полностью используетс .

При помощи соответствующего приема

0 прессовани  можно получить пластину с точными размерами при помощи покрыти  из минеральной ваты, что невозможно сделать при помощи известных технических приемов дл  производства фанеры вс едст5 вне несуществующей деформируемости соедин емых слоев.

Свойства слоев из минеральных волокон превосход т свойства слоев древесины, т. е. заготовка сло  усиливает структуру из слоев древесины, в результате чего можно

добитьс  традиционных прочностных свойств при более низком качестве древесного материала. Так как заготовка минерального сло  способна повтор ть неровности расположенных под ней поверхностей и несмотр  на это образовывать однородное покрытие, можно использовать материал сло  более низкого качества чем прежде, и в то же врем  исключить исправление дефектов слоев вручную, особенно поверхностных слоео. Материал слоев в соответствии с насто щим изобретением всегда имеет большую прочность, чем слой .древесины, свилеватый и/или с исправлением дефектами.

Свойства заготовки синтетического сло  можно варьировать в широких пределах , измен   компоненты заготовки сло  и пропорции компонентов. Это можно осуществл ть так же, как, например, в случае пластических композитов, усиленных измельченными волокнами, и пластических композитов с добавками.

Ниже описываютс  несколько специальных преимуществ, которые могут быть достигнуты при помощи заготовки синтетического сло  с соответствующими комбинаци ми сырьевых материалов и которые существенно расшир ют сферу использовани  пластин, покрытых покрытием а соответствии с насто щим изобретением. Основна  структура синтетического сло  главным образом формируетс  из минеральной ваты, котора  вышеописанными свойствами расщеплени  и переориентации во врем  прессовани  конечного накладываемого сло .

На структуру и покрывающие свойства накладываемого сло  можно повли ть, варьиру  различными параметрами во врем  прессовани  (скорость прессовани , чередование ).

На специальные свойства накладываемого сло  (звуковые, тепловые) существенна можно повли ть, варьиру  пористостью поверхности. Пористый накладываемый слой может быть получен соответствующий поликонденсационной смолой или при помощи различного вида стимул тора, либо использу  недостаточные количества св зующего агента.

На покрываемость накладываемого сло  можно, повли ть, например, пористостью , поскольку пористую-поверхность проще покрыть, чем совершенно плотную поверхность.

На огнестойкость сло , который вследствие большого количества органического материала, содержащегос  в нем, уменьшает огневую нагрузку на дерев нную пластину , можно повли ть, уменьша  количество св зующего агента, использу  менее воспламен емые св зующие агенты, использу  противопожарные химикаты, использу  неорганические св зующие агенты, ввод  неорганические наполнительные материалы в св зывающий агент, ввод  воду и пенообра- зующие добавки в св зующий агент.

Электрические, магнитные и термиче0 ский свойства накладываемого сло  можно измен ть при помощи металлических и угольных волокон.

Использование традиционных покрытий на базе текстильных волокон еще более

5 предпочтительно, поскольку достигаетс  исключительно хорошее прилипание к поверхности в соответствии с насто щим изобретением .

Покрытие может быть полностью окра0 шено.

Пластина имеет стабильные-размеры и однородна во всех направлени х.

Изготовление различных видов профилированных кусков покрыти  полностью

5 возможно, как и профилирование покрыти , дл  улучшени  трени .

При помощи покрыти  можно получить поверхность, значительно более.твердую и износостойкую, чем ранее.

0 Покрытие совершенно инертно поЪтно- шению к влаге.

В принципе предлагаемое многослойное изделие из древесины конкурирует со всеми зидами фанерных изделий с покрыти5  ми, которые используютс  в насто щее врем . Если требуетс  сохранение поверхности древесины, рекомендуетс  покрывать заготовку синтетического сло  слоем древесины . Стоимость многослойного издели  из

0 древесины конкурирует с известными фанерами , и кроме традиционных областей применени  изделие может даже найти новые области применени ,

Насто щий материал, покрытый син5 тетическим слоем, имеет по крайней мере следующие области практического применени : промышленность двигателей и транспорта, поверхностные пластины строительной промышленности, материалы ли0 тейных форм, судостроение (переборки), сельскохоз йственное строительство, упаковочные материалы.

На фиг. 3 изображено осуществление изобретени  в применении к многослой5 ному древесному материалу и лринкгы следующие обозначени : 14 - слои древесины , 15 - синтетические слои в соответствии с изобретением, 16 - отверстие, дл  которого, в соответствии с известным уровнем техники требуетс  отдельный заполн ющий кусочек, 17 - прорезь в слое древесины , 18 и 19-соединени , которые смещаютс  вдоль, чтобы прочность на изгиб слоистого древесного материала. Соединени  слоев 14 древесины и синтетических слоев 15 могут быть скошены, как показано цифрами 20 и 21.

Claims (5)

1. Многослойное изделие из древесины, полученное гор чим прессованием за одну операцию, включающее слой, выполненный в виде хаотично-ориентированного волокнистого материала со св зующим агентом, добавками и наполнителем, и по меньшей мере один слой - в аиде цельной древесины, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, в качестве волокнистого материала используют минеральную вату, а в качестве цельной древесины древесину с неровност ми на ее поверхност х , причем по меньшей мере один слой цельной древесины расположен внутри сло  волокнистого материала.

2. Изделие по п. 1,отличающеес  тем, что в качестве волокнистого материала используют минеральную вату на стекловолокне , каменном шлаковом или керамическом волокне.

3. Изделие по пп. 1 и 2, о т л v ч а ю щ е- е с и тем, что слои хаотично-ориентированного волокнистого материала со св зующим агентом, добавками и наполнителем расположен между парой или несколькими парами слоев из древесины.

4.Изделие по пп. 1-3, отличающеес  тем. что оно дополнительно содержит один слой, из кусков древесины.

5.Изделие по пп. 1-4, отличающе- е с   тем, что слои волокнистого материала,,

чередуютс  со сло ми из древесины.

Таблица 1

Таблица 2

Фиг.1