Информация

Качество соединении деталей из древесины определяется не толь­ко качеством клеевых систем, но и составляющими режима склеивания. К этим составляющим относят: состоя­ние склеиваемой древесины, состояние и расход клея, время открытой и закры­той выдержки клея, давление, темпера­тура и время прессования и, наконец, время послепрессовой выдержки клее­ной продукции.

Физические и химические процес­сы, протекающие на этапе получения клеевого соединения, существенно за­висят не только от правильного выбора связующего, но и от того, насколько точно (в соответствии с рекомендаци­ями производителей клеевых систем) будут обеспечены составляющие режи­ма склеивания.

 

Для получения высококачественно­го клеевого шва важнейшими показа­телями состояния древесины являют­ся шероховатость поверхности соединяемых деталей, влажность и темпе­ратура материала. Опыт показывает, что наиболее оптимальной операцией подготовки поверхности древесины к склеиванию является строгание, которое обычно обеспечивает высоту микронеровностей на обработанной поверхности не более 200 мкм. В ряде случаев современное оборудование и инструмент, предназначенные для чи­стового пиления, гарантируют вполне удовлетворительную чистоту поверх­ности. По этой причине, а также в связи с тем, что пиление по производительности и энергозатратам явля­ется более экономичной операцией, дополнительная обработка поверхно­сти (строгание) на практике часто не применяется.

Слишком   высокая   шероховатость склеиваемых поверхностей (например, после распиловки на обычных лесо­пильных рамах) приводит к существенному увеличению расхода клея, полу-1 чению слишком толстого клеевого швз, что вызывает недопустимо большую I его усадку и низкую прочность соеди­нения.

Оптимальная влажность древесины соединяемых деталей зависит от усло­вий последующей эксплуатации клее­ной продукции. Для деталей мебели и напольных покрытий (составного пар­кета и паркетной доски) она составляет 6-8%, для столярно-строительных из­делий допустима влажность 12-15%. Значение влажности зависит и от того, какой тип клея будет использоваться в соединении. В этом отношении следует полагаться на рекомендации произво­дителей клея. При сборке многослой­ных деталей (клееный брус и т. д.), ме­бельного щита и клееных конструкци­онных изделий важно соблюдать также еще одно важное условие. Разница во влажности ламелей (реек), соединяе­мых между собой, не должна превы­шать 2%, а в некоторых случаях это требование может быть и более жест­ким (±1%).

Свойства различных пород древеси­ны влияют не только на выбор клея, но и на составляющие режима склеивания. В частности, некоторые крупнопори­стые породы требуют нанесения специ­альных составов для заполнения пор с целью повышения прочности соедине­ния и снижения расхода клея. Для неко­торых тропических пород, содержащих маслянистые вещества, применяются специальные составы для их нейтрали­зации, а также выдержка деталей после обработки перед нанесением клея в те­чение 24-48 часов.

Температура древесины должна быть равна температуре помещения, при этом минимальной рабочей температурой в цехах, производящих клееную продук­цию, следует считать +15°С. Древесина, хранившаяся в холодном ангаре или на открытом складе, предваритель­но должна выдерживаться в условиях постоянной плюсовой температуры. Независимо от начальной температуры холодная древесина должна не менее двух недель храниться в отапливаемых помещениях. Древесина прогревается (в естественных условиях) за сутки на ГС на толщину 1 см. Одной из основ­ных причин дефектов процесса склеи­вания являются температурные колеба­ния заготовок в холодное время года.

 

Для получения высококачественно­го клеевого соединения имеют значение практически все показатели клея, но в технологическом отношении важнейшую роль играет его вязкость. Вязкость и концентрация клея влияют на степень смачивания поверхности древесины и этим самым определяют величину адгезии. От вязкости и кон­центрации клея зависит скорость его отверждения или желатинизации: чем выше параметры, тем быстрее проис­ходит переход клеевой прослойки в твердое состояние. На величину вяз­кости и концентрации клея влияет его температура, однако это влияние часто существенно ограничивается условия­ми обеспечения приемлемой жизнеспособности клея. Удобная для экс­плуатации низкая вязкость приводит к излишнему увлажнению древесины и увеличению времени отверждения. Поэтому часто приходится опытным путем искать золотую середину между показателями процесса склеивания.

Расход клея следует считать опти­мальным, если он обеспечивает рав­номерный клеевой шов минимальной толщины, поскольку установлено, что с уменьшением толщины шва его прочность возрастает. Практически получаемая толщина шва при склеи­вании ламелей из хвойной древесины составляет 0,01-0,1 мм (в зависимо­сти от качества поверхности деталей, вязкости клея и давления прессова­ния). Расход клея зависит и от выбора способа его нанесения. Здесь имеется в виду одностороннее или двухсто­роннее нанесение. Иногда (например, для соединения деталей на мини-шип) бывает достаточно одностороннего на­несения. Однако следует иметь в виду, что двухстороннее нанесение предпо­чтительнее во всех случаях, т. к. со­храняется симметричность клеевого соединения с равновесной структу­рой и минимальными внутренними напряжениями. Двухстороннее нане­сение клея для соединения деталей из древесины твердолиственных пород и лиственницы является обязательным.

Время открытой выдержки клея во многом определяется природой ис­пользуемого клея. В некоторых слу­чаях (например, для фенолформаль-дегидных смол) она может составлять до 30 минут, а при использовании клея-расплава или дисперсионных клеев следует сокращать ее до мини­мума.

Время закрытой выдержки - это время от предварительной сборки со­единения до достижения полного дав­ления в прессе или вайме. Оно должно быть сведено к минимуму (особенно в горячих прессах) во избежание пре­ждевременного отверждения клея.

 

Давление прессования определяет­ся необходимостью получения равно­мерного шва минимальной толщины, а также прочностными характеристи­ками самой древесины. Излишне высо­кое давление при склеивании деталей из массива древесины не дает более высокого положительного эффекта в отношении прочности соединения. Экспериментально доказано, что до­статочным является давление всего в 0,01-0,02 МПа.

Температура склеивания существен­но влияет на продолжительность процесса получения клеевого соеди­нения. Однако для деталей из масси­ва древесины в большинстве случаев используется холодное прессование (15-25°С). При этом время отвержде­ния в значительной мере определяет­ся химической природой связующего. В некоторых случаях для сокращения времени отверждения клея применяют нагрев шва токами высокой частоты. При этом следует учитывать, что влаж­ность древесины соединяемых деталей не должна превышать 15%, т. к. при более высокой влажности клеевой шов и древесина будут нагреваться прак­тически одинаково, что приведет к значительному перерасходу энергии и снижению эффекта сокращения време­ни прессования.

Послепрессовая выдержка клееной продукции необходима для оконча­тельного отверждения клея, выравни­вания температуры и влажности по всему объему изделия, а также снятия внутренних напряжений для обеспе­чения возможности дальнейшей его обработки.

Параметры прессования и время по-слепрессовой выдержки, как правило, фирмы - производители клея указыва­ют в сопроводительных документах.

В статье были использованы ма­териалы из книги В. Н. Волынского «Технология клееных материалов».