Снижение материалоемкости мебельных щитов при облицовывании тонким шпоном, совмещенном с грунтованием

СНИЖЕНИЕ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ МЕБЕЛЬНЫХ ЩИТОВ ПРИ ОБЛИЦОВЫВАНИИ ТОНКИМ ШПОНОМ, СОВМЕЩЕННОМ

С ГРУНТОВАНИЕМ

Филонов А.А., Ткачева О.А., Журавлева Ю.С.

(ГОУ ВПО Воронежская государственная лесотехническая академия,

г. Воронеж, РФ)

The technology of pressing with thin planed veneer is suggested, which excludes percolating of glues on facial surface and allows the usage of every thickness veneer.

При облицовывании деталей мебели в настоящее время широко используются различного рода синтетические пленочные и листовые материалы на бумажной основе. Однако в последнее время все больше внимания уделяется традиционному облицовочному материалу - строганому шпону.

При этом для облицовывания используют шпон толщиной от 0,6 до 1,0 мм из древесины ценных пород, а процесс подготовки поверхности к нанесению защитно-декоративного покрытия включает операции облицовывания, подготовки поверхности к нанесению защитно-декоративных покрытий и лакирование; отличается сложностью и высокими материальными, трудовыми и энергетическими затратами.

Использование в качестве облицовочного материала шпона толщиной менее 0,6 мм позволило бы значительно уменьшить материалоемкость изделий, однако существующий способ облицовывания ограничивает возможность его использования, вследствие просачивания клея на лицевую поверхность шпона при прессовании.

Нами предложена технология облицовывания, исключающая просачивание клея на лицевую поверхность и позволяющая использовать шпон практически любой толщины.

Согласно предлагаемому способу клей наносится не на основу, а на обе стороны облицовочного шпона и затем подсушивается для удаления растворителя. При этом клей остающийся на поверхности шпона не теряет своих адгезионных свойств и способен плавиться при нагревании. В процессе запрессовки в горячем прессе сухая клеевая пленка расплавляется, смачивает поверхность основы, заполняя впадины микронеровностей, и затвердевает, обеспечивая прочное соединение клея с основой. Одновременно на лицевой поверхности шпона образуется защитная пленка, которая выполняет роль грунтовочного слоя. При запрессовке между плитой пресса и лицевой поверхностью шпона помещается термостойкая антиадгезионная пленка, формирующая ровную поверхность и исключающая прилипание шпона к плитам пресса. Таким образом, из технологического режима исключаются операции шлифования, порозапол-нения, грунтования и сушки грунтовочного слоя.

Особенность предлагаемого способа заключается в том, что практически все операции, связанные с подготовкой поверхности к нанесению защитно-декоративных покрытий производятся в совокупности с процессом облицовы-

вания, в результате чего сокращается производственный цикл, материальные, трудовые и энергетические затраты.

При разработке режима облицовывания исследовалось влияние на прочность склеивания при равномерном отрыве трех факторов: температуры плит пресса, давления прессования и продолжительности прессования. Опыты проводились на образцах букового шпона размером 100^50 мм толщиной 0,4 мм с использованием карбамидоформальдегидной смолы КФ-Ж с начальной концентрацией 66%. Предварительно образцы были пропитаны в КФС концентрацией 56% и высушены в сушильном шкафу при температуре 150 0С в течение 90 с. Далее производилась напрессовка шпона на сосновые образцы размером 100^50x15 мм с учетом варьирования входных параметров. Испытания на прочность склеивания производили на разрывной машине марки МР-500 по ГОСТ 23234.

Значения уровней управляющих факторов, а так же интервалы варьирования представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Уровни варьирования факторов

Входные параметры Обознач. Значения па раметров Интервал варьирования

-1,682 -1 0 +1 +1,682

1. Температура плит пресса, 0С X 110 122 140 158 170 18

2. Давление прессования, МПа Х2 0,20 0,77 1,6 2,43 3,0 0,83

3. Продолжительность прессования, мин X, 1,0 1,8 3,0 4,2 5,0 1,2

Критериями оптимизации служила прочность склеивания при равномерном отрыве облицовки перпендикулярно пласти плиты У . После компьютерной обработки результатов получена математическая модель режима облицовывания в виде уравнения регрессии 2-го порядка в кодированном выражении, адекватно описывающее влияние варьируемых факторов на прочность склеивания при равномерном отрыве облицовки перпендикулярно пласти плиты:

У = 0,497 + 0,132Х1 + 0,222Х2 + 0,156Х3 + 0,021Х12 - 0,049Х22 - 0,005Х32 + 0.030Х,Х - 0,062X^3, где У - предел прочности склеивания при равномерном отрыве облицовки перпендикулярно пласти плиты, МПа;

По полученным данным построены графики зависимостей выходных величин от переменных факторов (рис. 1,2,3).

Из графиков видно, что увеличение давления и температуры прессования ведет к увеличению прочности склеивания, при этом продолжительность прессования при температуре 140 0С и выше практически не оказывают влияние.

1,2

110 130 150 170

Температура плит пресса, 0 С

Рисунок 1 - Зависимость прочности склеивания при равномерном отрыве от температуры плит пресса, МПа: 1 - давление прессования 0,2 МПа; 2 - то же 0,77 МПа; 3 - то же 1,6 МПа; 4 - то же 2,43 МПа; 5 - то же 3,0 МПа

1,2 ----

(В

^ 0 ----

1 1,5 2 2,5 3

Давление прессования, МПа

Рисунок 2 - Зависимость прочности склеивания при равномерном отрыве от давления прессования, МПа: 1 - температура плит пресса 110 0С; 2 - то же 122 0С; 3 - то же 140 0С; 4 - то же 158 0С; 5 - то же 1700С

1 2 3 4 5

Продолжительность прессования, мин

Рисунок 3 - Зависимость прочности склеивания при равномерном отрыве от продолжительности прессования, МПа: 1 - температура плит пресса 110 0С; 2 - то же 122 0С; 3 - то же 140 0С; 4 - то же 158 0С; 5 - то же 170 0С

При оптимизации параметров режима облицовывания был применен симплекс-решетчатый план. Для трехкомпонентной системы диаграмма представляет собой сеть изолиний на треугольнике, иллюстрирующая изменение проч-

ности приклеивания облицовки при различных значениях переменных факторов. Процедуру построения диаграммы проводили с помощью программы Т ЮШЬ-1,0 на ЭВМ.

Продолжительность прессования, мин

Рисунок 4 - Диаграмма зависимости прочности склеивания

Анализ изолиний диаграммы показал, что максимальная прочность склеивания облицовочного слоя с основой наблюдается при температуре плит пресса 150 0С, продолжительности прессования 1 мин. и давлении прессования 2,5 МПа.

Литература

1. Филонов, А. А. Фактическая площадь контакта и объем поверхности при облицовывании древесностружечных плит термопластами [Текст] / А. А. Филонов // Лесной журнал. - № 4. -1974.- С. 87-92.

2. Филонов, А. А. Некоторые вопросы технологии конструирования изделий из древесины [Текст] / А. А. Филонов, Н. А. Михайлов, - 1978, - 69 с.

3. Справочник мебельщика [Текст] 3-е изд., перераб. / В. П. Бухтияров, Б. И. Артамонов, А. А. Вельк и др., - М.: МГУЛ, 2005. - 600 с.