Операции технологического процесса. Древесный слоистый пластик представляет собой материал, состоящий из тонких слоев пропитанного смолой шпона и спрессованный при высокой температуре и давлении. Технологический процесс изготовления большинства древесных пластиков идентичен и включает следующие операции: прирезку шпона на необходимые размеры, пропитку (намазку; шпона смолой, выдержку, сушку, сортировку шпона, сборку пакетов, прессование, обрезку листов и плит.

Желаемые физико-механические свойства пластика обеспечиваются в основном применением соответствующего режима пропитки и прессования шпона. Для получения особых свойств в технологический процесс вводятся дополнительные операции (графитизирование, пропитка минеральным маслом и т. д.).

Армированный пластик (арктилит) также изготовляется по вышеприведенной технологии. Но поскольку в его состав входят хлопчатобумажная ткань и стальная сетка, вводятся дополнительные операции: прирезка, соединение в куски нужного размера, пропитка смолами и сушка.

Для изготовления ДСП применяется чаще всего березовый шпон толщиной 0,3-0,55 мм. Такая толщина обеспечивает хорошую пропитку смолой, а также позволяет снизить влияние пороков на прочность ДСП. Влажность непропитанного шпона 6-10%. Качество шпона зависит от назначения ДСП. Так, для рубашек пластиков марок Б, В и F применяют шпон сорта В, а для серединок - сорта ВВ. Дельта-древесина изготовляется из авиационного шпона.

Пропитка шпона. Пропитка производится фенол или крезолформальдегидной смолой. В качестве растворителя может применяться этиловый спирт или вода.

При использовании спирторастворимых смол качество древесного слоистого пластика получается заметно выше.

После прирезки листов шпона на определенные размеры, позволяющие составлять из них пакеты требуемого формата, листы пропитывают или намазывают смолами. Пропитка шпона может выполняться погружением листов в ванну, содержащую раствор смолы комнатной температуры, нагнетанием смолы внутрь листов (пропитка под давлением) и другими способами. В последнее время находит применение метод пропитки с подогревом смолы (в закрытых ваннах) или шпона, что позволяет использовать смолу 50%-ной концентрации и тем самым сократить расход спирта.

Для изготовления ряда пластиков (графитизированного, текстильного и др.) и бакелизированной фанеры шпон (толщиной более 0,55 мм) не пропитывается, а намазывается смолами. Эта операция выполняется на обычных клеевых вальцах, барабаны которых имеют гладкую поверхность. После намазки листы выдерживаются в плотных стопах в течение 4 ч для лучшего их насыщения смолой и равномерного распределения последней в древесине. Содержание смолы в шпоне должно составлять 16-24%.

Сушка пропитанного шпона. Для удаления влаги и летучих, содержащихся в пропитанном или намазанном шпоне, последний подвергается сушке до влажности 3-7%. Сушка должна проводиться с максимальной интенсивностью, но в смоле недопустимо образование более 2% нерастворимых продуктов. Недопустимым является также образование на поверхности листов шпона пузырьков смолы, которые, осыпаясь после сушки, снижают заданный процент ее содержания в шпоне. На этом основании в первый период сушки температура воздуха не должна быть более 70-75° С при спирторастворимых смолах и 90-95° С при водорастворимых смолах.

Сушка шпона, пропитанного смолой, может происходить в камерных сушилках периодического действия или в конвейерных сушилках непрерывного действия. Скорость воздуха в сушилах около 1,5 м/сек, относительная влажность 10-25%, время сушки 20-35 мин.

ЦНИИФ разработана также механизированная поточная линия пропитки и сушки шпона, схема которой изображена на здесь.

Пропитка шпона на ней ведется концентрированной смолой при температуре 60-65° С, а сушка при температуре в первой зоне 70-75°С и во второй зоне 90-95° С. Обслуживают линию три человека. Высушенный шпон после охлаждения сортируется для отбора наиболее качественных листов па рубашки. Производится также отбраковка листов, содержащих непропитанные места или имеющих на поверхности недопустимо большие скопления смолы.

Сборка пакетов. Сборка пакетов является ответственной операцией в технологическом процессе изготовления ДСП. При ее проведении требуется выдержать определенное число слоев шпона по толщине пакета для получения плиты заданной толщины, а также соединить короткие листы шпона по определенному правилу для получения одинаковой прочности плиты во всех сечениях.

Сборка пакетов может выполняться по схемам коротких или длинных плит.

Первая схема применяется, когда размеры шпона равны размерам готовой плиты. В этом случае процесс сборки заключается в последовательном накладывании листов шпона друг на друга в соответствии с конструкцией плиты.

Вторая схема применяется, когда размеры листов шпона меньше размеров готовой плиты, что требует их соединения по ширине и по длине. Соединение по длине выполняется внахлестку, а по ширине - встык.

Система расположения нахлесток в отдельных слоях видна на этом рисунке.

Сборка длинных плит может выполняться путем создания пакета бесконечной или конечной длины. В первом случае набирается как бы бесконечная лента, от одного конца которой периодически отрезают участки требуемой длины, а второй конец дополняют новым шпоном. Отличаясь экономичностью, первый способ требует наличия достаточно большой площади.

Сборка плиты конечной длины требует проведения предварительных расчетов для установления размеров листов шпона, а также прирубки последних. Эта схема сборки, отличаясь меньшей экономичностью, применяется, когда сборка непрерывным методом не может быть осуществлена из-за недостаточности производственных площадей.

Пакеты загружают в пресс, уложив их на гладкие металлические прокладки, поверхности которых смазаны олеиновой кислотой, минеральным обезвоженным маслом или покрыты тонким слоем талька.

Прессование. Режим прессования ДСП представлен для одного из частных случаев в этой таблице.

Загрузка пакетов в пресс производится при сравнительно холодных плитах для предупреждения преждевременного образования в смоле продуктов отверждения. При последующем постепенном прогреве и увеличении давления температура в центре пакета достигает 60-80° С. С этого момента свойства термопластичности настолько возрастают, что древесина начинает энергично упрессовываться. Упрессовка протекает до температуры в центре пакета около 130-132°С и возрастания удельного давления до предела, предписанного режимом. Период постепенного прогрева и доведения давления до необходимого предела ограничивается определенным временем для предотвращения преждевременного отверждения смолы (до момента окончания упрессовки). Затем начинается отсчет времени прессования. За период прессования смола должна перейти в отвержденное состояние и тем самым зафиксировать приданную материалу форму.

Охлаждение спрессованного материала в зажатом состоянии производится для ликвидации внутренних напряжений, которые могут привести к короблению и разрушению. Выполняется оно следующим образом. За 10-20 мин до окончания прессования прекращается доступ пара в каналы плит пресса и начинается их воздушное охлаждение. Затем в плиты пресса нагнетается холодная вода, что позволяет понизить их температуру до 40-50° С. После этого дается дополнительная выдержка, по окончании которой снижается давление, размыкаются плиты и спрессованный материал выгружается из пресса. Общая продолжительность запрессовки при изготовлении плит толщиной 20 мм составляет около 3 ч.

Для прессования древесных слоистых пластиков применяются многопролетные клеильные прессы большой мощности с устройствами для механической загрузки и выгрузки пакетов ввиду значительного их веса.

Для подачи жидкости в цилиндры прессы оборудуются специальной индивидуальной насосно-аккумуляторной установкой, состоящей из двух насосов (высокого и низкого давления), наполнителя, воздушного ресивера, компрессорной установки и бака. Для создания высокого давления могут применяться также грузовые аккумуляторы.

Управление прессом и загрузочно-разгрузочными устройствами сосредоточивается на центральном пульте, располагаемом в непосредственной близости от пресса, благодаря чему удобно наблюдать за температурой плит.

Обработка плит. Выгруженный из пресса материал после продолжительной выдержки (не менее 2 ч) подвергается обрезке режущим инструментом, имеющим определенные угловые параметры, значения которых устанавливаются с учетом строения листа (плиты) ДСП. Для раскроя армированных пластиков применяют пилы, зубья которых снабжены пластинами из твердого сплава (например, ВК-15, ВК-30 и т. д.). Обрезка выполняется преимущественно на трех- и четырехпильных станках.

Древесные слоистые пластики сортируются по видам, маркам, формату и толщине листов и плит. Сортность этих материалов не устанавливается. Основными показателями, определяющими их качество, являются данные о результатах физико-механических испытаний. Внешним осмотром листов ДСП контролируется наличие в них трещин, выпучин, расслоения, недопрессовки, посторонних включений и отпечатков на поверхности.

Древесные слоистые пластики хранят в сухих, хорошо проветриваемых помещениях, защищенных от попадания атмосферных осадков. Плиты укладывают в плотные штабеля без прокладок на толстых брусьях-подкладках. Боковые кромки плит покрывают спирторастворимой смолой для предохранения от насыщения влагой. Транспортировка плит производится в крытых вагонах.