Применение древесины для изготовления судовой мебели и других изделий оборудования помещений почти всегда связано со снижением ее влажности до определенной величины, зависящей от назначения древесины.

Процесс удаления влаги из древесины путем испарения называется сушкой. Качество высушенной древесины значительно выше, чем сырой.

Основными техническими целями сушки древесины являются: повышение прочности и долговечности изделий из древесины, предохранение от порчи и загнивания, уменьшение или уничтожение формо- и размероизменяемости, коробления или растрескивания древесины, улучшение качества склеивания и отделки, уменьшение веса.

Основной задачей сушки является равномерное уменьшение влажности высушиваемой древесины и сохранение требуемого качества материала. Изменение размеров высушиваемой древесины при неправильном процессе сушки может привести к растрескиванию, короблению и другим дефектам.

К способам сушки древесины относятся сушка на корню, атмосферная, газовоздушная искусственная и вакуумная сушка, сушка в жидкостях, контактная, диэлектрическая и радиационная сушка. Наиболее распространенными, имеющими промышленное значение, являются атмосферная и газовоздушная (камерная) искусственная сушка.

Атмосферная сушка. Естественная сушка древесины производится в условиях атмосферного воздуха на открытых складах или под навесами. При атмосферной сушке исключительно важно обеспечить непрерывное движение воздуха у поверхности сохнущего материала, что обеспечивается соответствующей укладкой материала.

Интенсивность атмосферной сушки зависит от климатических условий местности и времени года. Регулировать ее можно лишь в незначительной степени, путем изменения плотности укладки штабелей. Обычно материал при воздушной сушке высыхает до влажности 18—22%. Пиломатериалы, идущие на изготовление судовой мебели, досушивают в сушильных камерах до конечной влажности 10—12%. Несмотря на ряд недостатков, атмосферная сушка до сих пор имеет большое значение благодаря простоте и экономичности.

Камерная сушка. Является основным видом искусственной сушки древесины. Камерная сушка производится воздухом (или смесью газов) повышенной температуры в специальных помещениях — сушильных камерах.

Существуют различные системы лесосушильных камер. Наиболее распространены камеры периодического действия с принудительной циркуляцией воздуха. Многократная циркуляция воз-Духа осуществляется с помощью вентиляторов или эжекторной установки, в результате чего обеспечивается постоянное и равномерное обдувание высушиваемого материала.

В зависимости от породы и толщины материала разработаны режимы сушки, длительность которых установлена в сутках. Режимом сушки принято называть расписание состояния сушильного агента в процессе сушки. Другими словами, режим сушки определяет величину и последовательность изменения параметров среды в процессе сушки.

Так, для сосновых досок толщиной 40 мм продолжительность сушки составляет 4,8 суток при начальной влажности материала 60% и конечной 12%. Дубовые доски такой же толщины и начальной влажности сушат до 22,5 суток.

Камерная сушка древесины состоит из следующих операций: подготовки камеры и древесины, пуска камеры и начальной обработки материала, регулирования режима сушки, конечной обработки материала, выгрузки сухой древесины.

При выполнении этих операций особое внимание уделяют контролю влажности материала, а также наблюдению за величиной внутренних напряжений, возникающих в материале в процессе сушки.

Подготовка камеры и древесины. Перед началом сушки необходимо убедиться в исправности камеры, механизмов, приборов и пр.

В камере с рельсовыми путями древесину вкатывают на вагонетках в штабелях. Штабеля укладывают заранее до процесса сушки и формируют из однородного по породе и размерам материала. Из древесины, подготовленной к сушке, выпиливают и проверяют на начальную влажность контрольные образцы влажности и силовые образцы, которые вместе с пиломатериалом укладывают в штабель и сушат.

Для большей точности контроля в каждый штабель закладывают два-три контрольных образца. Образец длиной 1 м отрезают от доски на расстоянии не менее 0,3 м от какого-либо торца.

Начальная обработка материала. В паровых камерах начальная обработка материала заключается в увлажнении его острым паром с целью быстрого прогрева. Продолжительность прогрева для сосновых досок толщиной 25 мм — 2 часа, березовых — 3 часа, дубовых — 4 часа. Для досок других размеров сроки пропарки изменяются пропорционально их толщине.

Регулирование режима сушки. При каждой сушильной камере имеется журнал, в котором записывают все показатели, характеризующие протекание процесса сушки. Через каждый час в журнале записывают показания температур по «сухому» и «влажному» термометрам.

Температуру и влажность воздуха в паровых сушильных камерах регулируют с помощью вентилей на паропроводах, питающих паром калориферы и увлажнительные трубы, а также посредством задвижек или шиберов на приточных и вытяжных каналах. Нормальная работа сушильной камеры требует круглосуточного (трехсменного) обслуживания.

Конечная обработка материала. Цель конечной обработки — устранение внутренних напряжений в древесине достигается повышением в камере на определенное время температуры и влажности воздуха.

Температуру повышают на 6—8 °С, а влажность воздуха — на 3%. Продолжительность конечной обработки на каждые 25 мм толщины материала составляет для сосны б часов, березы — 10 часов и дуба — 16 часов.“

После конечной обработки проверяют ее результат. Из силовых образцов вырезают определенной формы секции, по которым и определяют качество сушки.

Затем в течение 3—4 часов пиломатериал выдерживают при том состоянии воздуха, которое было задано режимом сушки. После этого камеру отключают от нагревательных устройств, и материал остается в камере до полного остывания.

В настоящее время широкое применение получают паровые камеры с высокотемпературным режимом сушки, протекающим в среде перегретого пара при давлении 1 атм. В отличие от многоступенчатого процесса сушки древесины во влажном воздухе, рассмотренного выше, высокотемпературный режим сушки протекает в два этапа.

Прогрев древесины до 100 °С осуществляется в среде с температурой, не превышающей 100 °С, а процесс сушки протекает при постоянной температуре агента сушки выше 100 °С, и лишь перед концом сушки температуру снижают до уровня, при котором древесина достигает в среде перегретого пара заданной равновесной влажности.

При высокотемпературном режиме сушки контроль должен быть дистанционным, а регулирование автоматическим. Продол-сок-льность процесса высокотемпературной сушки значительно достаточную характеристику того или иного клея, будут происхождение клеев, внешний вид и условие склеивания.

По происхождению клеи разделяют на клеи животного и растительного происхождения и синтетические.

Клеи животного происхождения вырабатывают из таких про-дуктов, как мездра, кости, сухожилия, отходы переработки рыбы (коллагеновые клеи), крови животных (альбуминовые клеи) и молоко (казеиновые клеи).

Клеи растительного происхождения получают из семян растений (белковые клеи) либо из смолообразных продуктов, выделяемых некоторыми растениями (гуммисмол).

Клеи синтетические получают путем химического воздействия некоторых веществ в реакциях конденсации или полимеризации.

Следует отметить, что клеи указанных групп в производстве судовой мебели и других деревянных изделий применяют в неодинаковом количестве: в большем количестве в настоящее время применяют синтетические клеи, в меньшем — коллагеновые и казеиновые. Альбуминовые клеи вообще не применяют в деревообделочных цехах судостроительной промышленности.

По внешнему виду клеи подразделяют на порошкообразные, пленочные и жидкие. По условиям склеивания различают клеи холодного и горячего склеивания.

В настоящее время в связи с повышением требований к клеевым материалам клеи животного происхождения почти полностью уступили место синтетическим, обладающим значительно лучшими свойствами. Коллагеновые и казеиновые клеи вырабатывают из таких материалов, которые могут быть использованы для выработки некоторых пищевых и кормовых продуктов. Следует отметить, что эти клеи являются в основном клеями обычного (холодного) склеивания, и процессы их отверждения более длительны, чем у синтетических клеев. Поэтому в настоящей книге клеи животного происхождения и условия их применения не рассматриваются.

В зависимости от характера образования синтетические смолы разделяют соответственно на полимеризационные и конденсационные.

Смолы, пользующиеся наибольшим применением для склеивания древесины, можно классифицировать по следующим признакам: по исходным продуктам, виду растворителя, внешнему виду и способу склеивания.

По исходным продуктам различают смолы феноло-формальде-гидные, мочевино-формальдегидные (карбамидные) и меламино-формальдегидные. По виду растворителя различают в основном смолы спирто- и водорастворимые. По внешнему виду смолы разделяют на жидкие, порошкообразные и пленочные. По способу склеивания различают смолы горячего и холодного склеивания.

Для склеивания древесины применяют как синтетические смолы, так и синтетические клеи (смолы с добавлением веществ, ускоряющих отверждение, — отвердителей).

В производстве судовой мебели применяют главным образом синтетические клеи.

Клеи на основе феноло-формальдегид-н ы х смол. По способу склеивания фенольные смолы разделяют на смолы для склеивания древесины при нагревании (горячего отверждения) и смолы для склеивания древесины без нагревания (холодного отверждения).

Первые используют непосредственно как клеящие вещества и применяют в производстве различных видов слоистой древесины— фанеры, фанерных плит, древесно-слоистых пластиков. Процесс склеивания осуществляется под давлением и пр и повышенной температуре (136—150° С). К таким смолам относятся смолы марок С-1, С-35, СБТ, СБС-1, СП-1, С-50, СФВ. Процесс отверждения этих смол происходит без отвердителей. В производстве судовой мебели и других изделий перечисленные смолы не применяются.

Вторые — смолы холодного отверждения являются главной составной частью клеев, применяемых для склеивания древесины при нормальной температуре, без нагрева. К ним относятся смолы марок ВИАМ-Б, Б, СП-2, ЦНИИМОД-1, ДМ-12, отверждение которых при холодной склейке происходит при добавлении ката-лизатора-отвердителя, преимущественно контакта Петрова.

Клей ВИАМ Б-3. Несмотря на несложность приготовления и легкость регулирования режима склеивания, в столярном производстве судостроения этот клей применяется ограниченно, так как содержит большое количество (до 21%) свободного фенола, вредно влияющего на органы дыхания и кожные покровы рук. Клей обладает высокой прочностью, водоупорен, грибостоек и применяется главным образом при изготовлении изделий, подвергающихся прямому воздействию воды (например, клееные ватервейсы, мачты, планшири).

Состав клея (в вес. частях) следующий: феноло-формальдегид-ная смола ВИАМ-Б (100), ацетон или этиловый спирт-сырец (10) и керосиновый контакт (20).

Клеевой раствор приготавливают таким образом: отвешенное количество смолы ВИАМ-Б вливают в клеемешалку, поддерживая в ней температуру в пределах 16—20 °С, после чего вливают ацетон и перемешивают до получения однородной смеси, затем прибавляют отвердитель и снова перемешивают в течение 10-15 минут.

можно наносить на одну из склеиваемых поверхностей древесины или на обе поверхности кистью вручную. После нанесения клеевой слои выдерживают в открытом состоянии при нормальной температуре помещения в течение 4-15 минут (открытая

В процессе открытой пропитки из клеевого слоя испаряется значительная часть растворителя, чем ускоряются последующие процессы отверждения клея. Далее производят сборку склеиваемых поверхностей. Время от начала сборки до загрузки собранных деталей в прессы и установления необходимого давления составляет от 5 до 25 минут (закрытая пропитка). Во время закрытой пропитки клей заполняет неровности и одновременно подвергается дальнейшей поликонденсации (отверждению).

Склеивание собранных деталей осуществляется в гидравлических, пневматических или винтовых прессах, а также в струбцинах. Давление прессования в зависимости от конструкции склеиваемых материалов 0,3—5,0 кг/см2.

Минимальная продолжительность прессования при температуре 18—20 °С составляет 5—12 часов. Склеенные детали конструкции выдерживают при нормальной температуре до начала механической обработки в течение 24 часов для более полного отверждения клеевого соединения.

Расход клея при одностороннем нанесении 180—250 г/ж2, при двустороннем — 250—340 г/ж2. При работе с феноло-формаль-дегидными клеями необходимо соблюдать осторожность и принимать ряд мер по технике безопасности. Например, следует оборудовать общую вытяжную вентиляцию и местные отсосы у всех мест, где происходит приготовление, хранение клея и работа с ним.

Клеи мочевино-формальдегидные (к а р -бамидные). В отличие от феноло-формальдегидных смол кар-бамидные смолы и клеи на их основе обеспечивают высокую прочность склеивания при меньшей токсичности. Приготовление таких клеевых растворов проще; кроме того, одну и ту же смолу можно применять как для горячего, так и для холодного склеивания. Эти смолы образуют бесцветную пленку, стойкую на свету, поэтому они очень ценны при изготовлении судовой мебели. Преимуществом этих клеев является также их низкая стоимость.

К карбамидным относятся клеи марок К-17, МФС-1, М-60, М-4, М-70 и М-48.

Жизнеспособность карбамидных клеев зависит от вида отвер-дителя, его количества, от ph, т. е. кислотности среды (чем выше ph раствора, тем больше жизнеспособность клея) и от введения в раствор мочевины и уротропина.

Жизнеспособностью клеевого раствора называют время, которое проходит от момента приготовления клеевого раствора до его желатинизации.

Клей К-17 представляет собой однородную, вязкую и подвижную массу от белого до светло-коричневого цвета. При температуре 20±1 °С желатинизация раствора наступает не позднее, чем через 4 часа с момента введения отвердителя в количестве 28% к весу смолы. Прочность клеевого соединения здоровой древесины дуба или ясеня при влажности древесины 8±2% не ниже 130кг/см2. Преимуществом клея являются его бесцветность, водоупорность, быстрое и простое приготовление без подогрева и хорошая растворимость в воде, поэтому до момента наступления полного отверждения он легко смывается с кистей, вальцов, посуды и древесины.

Клеи К-17 широко применяется для склеивания брусков, деталей мебели, в фанеровании, производстве стружечных плит и т. п.

Приготовление клеевого раствора. Помещение для приготовления рабочих растворов должно быть просторным, светлым, отапливаемым, с водопроводом, канализацией и приточно-вытяжной вентиляцией (общей и местной от клее-мешалки).

Если к смоле заводом-изготовителем не был добавлен наполнитель, то его следует ввести в смолу перед приготовлением клеевого раствора. После добавления наполнителя смолу тщательно перемешивают в клеемешалке. Отвердитель готовят заранее. Чтобы приготовить отвердитель, необходимо отмерить в колбу нужное количество дистиллированной или кипяченой’воды, затем взвесить соответствующее количество кристаллической щавелевой кислоты (из расчета на 900 мл воды — 100 г щавелевой кислоты) и всыпать ее в воду. Колбу следует поставить в песчаную или водяную баню и нагреть содержимое ее до 70—80° С, помешивая стеклянной палочкой. Когда вся щавелевая кислота растворится, раствор необходимо остудить, процедить через марлю и поместить в плотно закрывающуюся бутыль.

Для приготовления раствора отвешивают нужное количество смолы с наполнителем и помещают в клеемешалку. Затем отмеривают мерным цилиндром заданное рецептом количество отверди-теля (10-процентного раствора щавелевой кислоты) и отдельно воды (если требуется по рецепту).

Температура смолы, воды и отвердителя не должна превышать 20 °С. Смесь при приготовлении рекомендуется охлаждать путем пропускания холодной воды через рубашку клеемешалки. Размешивают в течение 5—10 минут до получения однородного клеевого раствора. После приготовления клеевого раствора определяют его вязкость вискозиметром.

На рабочем месте клеевой раствор выдают по весу или объему (в литрах) с расчетом его использования в течение 3—4 часов. Желательно, чтобы клеянки имели рубашку, в которую наливают холодную воду.

Клеянку следует возвращать в клеезаготовительную мастерскую по истечении срока жизнеспособности клея немедленно после окончания операции склеивания или израсходования клея. Возвращенные клеянки необходимо сразу же вымыть и просушить.

Склеивание древесины и фанерование клеем К-17- При склеивании или фанеровании клеем К-17 необходимо соблюдать следующие требования:
а) поступающие в склейку древесина, клееная фанера должны иметь влажность 6—12%;
б) склейку производить при температуре помещения от 18 до 25 °С, а выдержку под давлением устанавливать в зависимости от температуры помещения;
в) применять клеевой раствор, установленный для данного вида склеивания, причем только в пределах диапазона вязкости 1,5—5,0 минут по прибору ВЗ-4; нельзя склеивать загустевшим клеем;
г) плотно пригонять склеиваемые поверхности, равномерно наносить на них клей, соблюдать сроки между моментами нанесения клея и приложения давления;
д) обеспечить равномерное и определенное по величине давление при запрессовке и строго соблюдать установленные сроки выдержки склеиваемых элементов под давлением в прессе и после снятия давления, перед началом их последующей обработки;
е) склеиваемые поверхности должны быть чистыми, без пыли и масляных пятен.

Нанесение клея на склеиваемую поверхность древесины производится клеенамазочными вальцами с гладкими барабанами. Можно наносить клей кистями и щетками. При всех способах нанесения клеевой слой должен быть равномерным по толщине.

Расход клея при фанеровании мебельных деталей и элементов мебели, изготовляемых из столярных плит, клееной фанеры или массивной древесины, составляет 150—250 г/ж2; при склеивании древесины холодным способом расход клея повышается до 250— 400 г/м*.

Клеи эпоксидные представляют собой композицию из эпоксидной смолы ЭД-6 или ЭД-5, пластификатора, отвердителя и наполнителя. Эпоксидный клей отверждается на холоде и предназначается для склеивания слоистого пластика, винипласта, стеклопластика, пенопласта, глакрезита и фанеры со сталью, легким сплавом, древесиной, а также для соединения их между собой. Эпоксидные клеи приготавливают непосредственно на месте потребления, смешивая отдельные компоненты.

До употребления составные части клея (кроме цемента) необходимо хранить при температуре воздуха не выше 20° С. Поли-этиленполиамин следует хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками.

Все компоненты клея должны иметь паспорта в соответствии с техническими условиями.

Тара, в которую отвешивают компоненты клея, должна быть сухой и чистой. Материалом для тары может служить белая жесть, дюраль или сплав АМц.

Эпоксидные клеи № 3 или № 6 приготовляют следующим образом. к отвешенному количеству эпоксидной смолы добавляют дибутилфталат и перемешивают до получения однородной массы. а эту смесь непосредственно перед склеиванием при тщательном перемешивании добавляют отвердитель (полиэтиленполиамин) и сухой цемент.

Иногда смесь смолы и дибутилфталата приготовляют заранее и сохраняют в плотно закрытой таре при нормальной температуре в течение трех месяцев.

Отвердитель и цемент добавляют, как указано, при тщательном перемешивании за 3—5 минут до начала использования клея.

По внешнему виду готовый клей представляет собой густую однородную массу, не содержащую комков и механических включений. Жизнеспособность клея невысокая и зависит от вязкости смолы, количества отвердителя и температуры воздуха.

Для склеивания бумажного декоративно-слоистого пластика с древесиной и пенопластом эпоксидный клей приготовляют без наполнителя (портланд-цемент), который обычно вводят при приготовлении шпаклевок, замазок, а также для склейки пористых материалов (например, экспанзита).

Загустевший клей для склеивания непригоден и не может быть разбавлен свежей порцией клея.

Клей рекомендуется приготовлять в небольших количествах, которые можно использовать в течение срока его жизнеспособности. Качество клея следует проверять во время его приготовления. Необходимо, чтобы ОТК наблюдал за временем выдачи клея в производство. Перед склеиванием поверхности очищают от грязи (металлические — от окалины и ржавчины), зашкуривают и обезжиривают ацетоном или уайт-спиритом.

На склеиваемой поверхности нельзя оставлять подтеков клея, их необходимо осторожно снять ветошью или жесткой бумагой.

Удельное давление при склеивании не должно превышать 0,05—0,15 кг/см2, оно должно равномерно распределяться по всей поверхности. Продолжительность выдержки склеенных поверхностей под давлением должна быть не менее 24 часов при температуре 15—25° С. Ориентировочный расход клея 0,5—0,6 кг/м2.

При работе с эпоксидным клеем необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:
1) помещение, где производятся приготовление клея и склеивание поверхности, должно быть оборудовано эффективной при-точно-вытяжной вентиляцией;
2) при работе с клеем следует пользоваться тонкими резиновыми перчатками;
3) при попадании на руки смолы, полиэтиленполиамина или клея необходимо их снять ватным тампоном, протереть ватой, смоченной этиловым спиртом, и тщательно вымыть руки горячей водой с мылом;
4) после работы и перед едой рабочий халат необходимо снять, а руки вымыть горячей водой с мылом;
5) все компоненты клея, за исключением цемента, следует хранить, как огнеопасные материалы.

Перхлорвиниловый клей представляет собой густую, сиропообразную, мутную желтоватого цвета жидкость и применяется для склеивания полихлорвиниловых пластиков, пенопласта, винипласта, кожи между собой и металлом, а также ткани к фанере и металлу.

Теплостойкость клея +100 °С, морозостойкость — от —4 до —20 °С. Клей водостоек и противостоит действию масел, бензина, слабых минеральных кислот, щелочей, но токсичен.

При склеивании пластика с металлом предел прочности на разрыв не менее 3—5 кг/см2. Жизнеспособность клея практически не устанавливают, так как загустевший клеевой раствор можно восстановить путем разбавления растворителями.

Приготовление клеевого раствора по рецептам I, II, III и IV производят следующим образом: в чистые герметически закрываемые стеклянные или керамические сосуды отвешивают требуемое количество смолы ПХВ, затем вливают взвешенное количество растворителя. Растворение производят при температуре 15—20 °С. В течение суток раствор периодически перемешивают до полного растворения смолы, после чего клей готов к употреблению.

По рецепту V клеевой раствор приготовляют иначе: отвешенное количество смолы ПХВ заливают ацетоном, плотно закрывают и дают выстоять 8—9 часов. После набухания смолы добавляют по весу^ толуол и перемешивают.

Клей наносят тремя слоями, первые два слоя просушивают последовательно в течение 1 —1,5 часа при температуре 18—25 °С, третий слой — при такой же температуре в течение 4—5 часов. Время полного отверждения при температуре 18—25 °С составляет 24 часа, удельное давление при склейке 0,5—3,0 кг/см2.