Производство фанеры

 

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Сибирский  государственный технологический университет»

Лесосибирский   филиал

 

Кафедра ТЛПК

 

 

Реферат

по  дисциплине: Основы технологии

Тема: «Производство фанеры»

(ЭиУП.000000.006 ПЗ)

 

 

                                                                               Руководитель: Л.Н. Журавлева

                                                                               _________

                                                                                                                            ^{(подпись)}

                                                                               ____________________

                                                                                                                             ^{(оценка, дата)}

 

                                                                                Разработал:

                                                                                студент группы 76-2

                                                                                _________Т.Ю. Котко

                                                                                                                              ^{(подпись)}

                                                                                ______________________

                                                                                                                               ^(дата)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лесосибирск  2013

Содержание

 

 

Введение……………………….…………………………………3

1. Применение фанеры………………………………...……..5

2. Свойства фанеры………...…………………………………7
3. Технология производства фанеры. Влияние технологии производства на качество фанеры…………………….…10

Заключение……………………………………………………13

Библиографический список……………………………………14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

 

       В целях сохранения и приумножения лесных богатств, потребность в лесоматериалах удовлетворяется путем комплексной и глубокой переработки древесины. Наряду с такими традиционными материалами, как круглый лес, доски, брусья, шпалы и т. п., все шире применяют клееные деревянные конструкции и разнообразные изделия, получаемые из отходов лесообработки. Отходы от переработки древесины (горбыль, рейки, стружки, опилки и т. п.) составляют значительную долю (50-60%) заготовляемой древесины. Эти отходы, а также неделовую (дровяную) древесину превращают, используя хорошо освоенную технологию, в древесностружечные и древесноволокнистые плиты с ценными и разнообразными свойствами. На передовых деревообрабатывающих комбинатах коэффициент использования древесного сырья доходит до 0,98.       

Высокая прочность и упругость древесины  сочетаются с малой объемной массой, а, следовательно, и с низкой теплопроводностью. Древесина морозостойка, не растворяется в воде и органических растворителях, способных растворить синтетические полимеры. Хорошо известны легкость обработки древесины, удобство скрепления деревянных элементов с помощью клея, врубок, гвоздей и пр. Однако древесине присущ ряд особенностей, которые должны учитываться при обработке, хранении и эксплуатации лесоматериалов.       

Качество  древесины зависит от породы дерева, условий его роста и наличия  тех или иных пороков (трещин, сучков и пр.). Поэтому прочность и  другие характеристики древесины колеблются в очень широких пределах. К тому же прочность сильно меняется при изменении влажности, причем увлажнение сопровождается разбуханием, а высушивание — значительной усушкой древесины. Неравномерность усушки вызывает коробление и растрескивание досок и других лесных материалов. Волокнистое анизотропное строение древесины предопределяет и неодинаковые ее механические, теплотехнические и другие свойства в разных направлениях, что учитывается при проектировании деревянных конструкций. Недостатками древесины являются легкая возгораемость при пожаре и гниение, происходящее под влиянием грибковых поражений.       

Изготовление  деревянных конструкций путем склеивания тонких элементов водостойкими полимерными клеями уменьшает усушку, предотвращает коробление древесины.

 

 

 

 

Для борьбы с гниением применяют  пропитку дерева антисептиками; огнестойкость  повышают, применяя антипирены.

       

Фанера  получила широкое распространение  в различных сферах: строительство; оформление интерьера и экстерьера;  производство мебели; судостроение;  транспортное машиностроение; упаковка; торговое, сервисное и складское оборудование, оборудование гостиниц, баров и ресторанов, парикмахерских, прачечных, медицинских кабинетов и аптеки, пляжные домики, кабинки и душевые, мебель для уличных ресторанов, обшивка складских помещений, примерочные и перегородки, информационные стойки) и др.             

Широкая область  применения фанеры обуславливает необходимость  изучения ее потребительских свойств, оценки качества и конкурентоспособности, состояния рынка и цен.   
  

 

1 Применение фанеры

 

  
       

Фанера  – древесная плита, состоящая из склеенных между собой листов лущеного шпона, как правило, с взаимно перпендикулярным расположением волокон древесины в смежных слоях.

Строительство и стройматериалы, строительная фанера применяется для возведения: хозяйственных и сельскохозяйственных построек, оградительных сооружений и заборов.

Фанера  применяется при изготовлении: звукоизолирующих и стеновых, панелей, ворот, изгородей, подоконников, дверей.

Производство мебели: кухонной мебели, мебели для сада и дачи, мебели для ванных комнат.

Детская мебель и оборудование игровых площадок (детская мебель (столы, стулья, скамейки, шкафы и др.) оборудование детских и игровых площадок, спортивные и игровые площадки (хоккейные площадки, скаты для скейтбордов, снежные горки, места для зрителей на спортивных площадках, скамейки, бортики, настилы под полы) школьная мебель, детские игрушки, детские горки)

Судостроение, транспортное машиностроение фанера  используется при изготовлении: кузова и пола грузовых автомобилей, трейлеров, торговых прицепов, контейнеров, автофургонов, троллейбусов, автобусов,  вагонов обшивки дверей и салонов.

Другие  сферы применения: дорожные знаки, рекламные щиты, лифты, шаблоны и др.       

В соответствии с учебной классификацией фанеру изготовляют трех видов: клееную, бакелизированную и декоративную.       

Клееную фанеру делят на: фанеру повышенной водостойкости, склеенную клеями типа фенолформальдегидного марки ФСФ; средней водостойкости, склеенную карбамидными или альбумино-казеиновыми клеями (марок ФК и ФБА), и ограниченной водостойкости, склеенную белковыми клеями марки ФБ. В зависимости от вида обработки поверхностей рубашек фанеру делят на шлифованную и нешлифованную. Клееную фанеру изготовляют из березы, бука, осины, ясеня, ильма, дуба, липы, ольхи, сосны, ели, кедра и пихты размерами 2400 х 1525 мм и толщиной 1,5—18 мм. Клееную фанеру повышенной водостойкости применяют для несущих конструкций (балок, арок, рам и т. п.) в открытых сооружениях с защитой от увлажнения — окраской;

 

 

 

 в помещениях с влажностью  воздуха до 70% — без окраски.  Фанеру средней водостойкости  применяют для перегородок и  внутренней обшивки зданий.    

Бакелизированную  фанеру изготовляют из целых листов по ширине березового шпона толщиной не более 1,5мм, пропитанного и склеенного фенолфор-мальдегидными клеями. Бакелизированная фанера имеет высокие конструктивные качества, ее предел прочности на растяжение 60—80 МПа, при этом она так же легка, как и древесина, имеет повышенную водостойкость и прочность. Бакелизированную фанеру благодаря ее влагостойкости (водостойкости) и высоким показателям физико-механических свойств, стойкостью к воздействию различных агрессивных сред (ФБС) применяют в судостроении, автомобилестроении (ФБС-А и ФБС 1-А), строительстве (настил под напольные покрытия, под мягкую кровлю, как многоразовую опалубку и т.д.) Фанеру ФБС используют для строительства в условиях тропического климата. Она обладает более высокой пожаростойкостью по сравнению с обычной фанерой.       

Декоративную  фанеру изготовляют из березового, ольхового и липового шпона. По виду облицовки декоративную фанеру делят на два вида: фанеру, поверхность которой облицована бесцветной клееокрашенной пленкой, и фанеру, поверхность которой облицована пленкой и декоративной бумагой. Декоративная фанера может быть облицована с одной или двух сторон и иметь глянцевую или полуматовую поверхность. Декоративную фанеру выпускают следующих размеров: длиной 1220-1830мм, шириной 725-1220мм и толщиной 1,5-12мм. В строительстве декоративную фанеру применяют для внутренней отделки стен, перегородок, панелей, дверных полотен и встроенной мебели.       

В  соответствии с СТБ ЕН 636-2004  «Фанера» существуют следующие виды фанеры:       

Фанера  для применения в  сухих условиях – фанера для применения в условиях, характерных для определенного содержания влажности в материале при температуре 20С и уровне относительной влажности окружающей среды, который всего несколько недель в году превышает 65 %. Данные условия соответствуют классу эксплуатации 1.[11, р.3.п.3,1, стр. 2]        

Фанера  для применения во влажных условиях – фанера для применения в условиях, характерных для определенного содержания влажности в материале при температуре 20°С и уровне относительной влажности окружающей среды, который всего несколько недель в году превышает показатель 85 %.         

 Из вышесказанного следует, что  область применения фанеры является  достаточно большой. Она находит свое применение почти во всех сферах производства.

 

 

 

 

 

 

3 Свойства фанеры

 

 

 

       Потребитель, покупая товар, обращает внимание прежде всего на его потребительские  свойства, т.е. на полезность, а также  на те преимущества, которые он может  получить при использовании товара. Потребительские свойства фанеры определяются физико-механическими свойствами, свойствами надежности, а также эстетическими свойствами.        

Физико-механические показатели характеризуют   материал   и возможность его применения в различных отраслях народного хозяйства. Физические и механические показатели фанеры опрёделяют на малых образцах продукции исходя из того, что свойства малого образца соответствуют свойствам материала стандартного размера листа.         

Механические  свойства фанеры  зависят также от породы и возраста дерева, которые определяют особенности строения, пороки, влажность. Поэтому   механические   свойства   определяют по  образцам,   без  пороков, имеющих стандартные размеры при стандартной (т. е. 12%-ной) влажности.       

Фанера, как и древесина  характеризуется  высоким сопротивлением сжатию вдоль волокон, что определяет ее частое применение для работы в этих условиях (сваи, стены, стропила ферм и др.).       

Прочность фанеры при статическом изгибе занимает промежуточное положение между прочностью при растяжении и сжатии вдоль волокон.         

 В процессе сушки древесины  из-за разной величины тангенциальной и радиальной усушки, а также неравномерного удаления влаги с наружных и внутренних слоев происходит и неравномерное изменение размеров древесины. Это приводит к возникновению внутренних напряжений, результатами которых могут явиться или коробление, или растрескивание материалов. Трещины, как правило, имеют радиальное направление, так как разрыв происходит по сердцевинным лучам.       

На  механические показатели существенно  влияют пороки древесины и дефекты производства.        

Физические  свойства характеризуют материал по плотности, влажности, влагопоглощению и водопоглощению, объемному разбуханию.        

Плотность фанеры зависит от толщины, числа слоев шпона,  
породы древесины, способа и режима склеивания. Плотность фанеры выше плотности натуральной древесины, так как процесс склеивания происходит при одновременном воздействий давления и температуры, что вызывает рост остаточной Деформации древесины шпона, т, е. его уплотнения. Уплотнение древесины шпона выше при горячем сухом способе склеивания, чем при холодном сухом способе.

 

 

 

 

 

       Плотность фанеры при одинаковой ее толщине  будет выше с  уменьшением толщины  шпона и увеличением количества его слоев  в наборе пакета. Это  объясняется большим количеством  связующего,  применяющегося при склеивании   (плотность превышает плотность древесины).       

Влажность определяет практически все физико-механические показатели фанеры. Абсолютная влажность фанеры находится в  пределах 5...1,5%, Влажность фанеры зависит от способа склеивания (горячий или холодный), вида связующего, начальной влажности шпона.       

Влагопоглощение фанеры, то есть способность поглощать влагу из окружающего воздуха, зависит   от относительной влажности воздуха, температуры. Фанеру хранят при относительной влажности воздуха 55….60%, температуре 20°С. В этом случае влагопоглащение составит 10…11%. При увеличении относительной влажности воздуха до 90% влагопоглащение будет 21%.        

Благодаря пористому строению древесина способна влажность при воздействии на нее воды. Это свойство называется водопоглащением. Увеличение влажности до 30% вызывает увеличение линейных размеров древесины.       

Наиболее  важными потребительными свойствами фанеры как строительного материала  являются прочность, водостойкость, стойкость  к агрессивным средам, теплозащитные свойства, долговечность и эстетичность, безвредность и некоторые другие.       

Надежность  фанеры. Надежность фанеры также зависит от древесины из которой она изготовлена. Гниение древесины возникает в результате развития в ней грибов, которые питаются веществом древесины и вызывают ее разрушение. Развитию и росту грибов способствует повышенная влажность. При влажности 20% и ниже загнивание древесины не происходит. Легче всего заразиться грибом может древесина, непосредственно соприкасающаяся с землей, а также эксплуатируемая в сырых и плохо проветриваемых помещениях (подвалах, междуэтажных перекрытиях, плохо проветриваемых чердаках). Для повышения биостойкости фанеры  ее пропитывают антисептиками. Древесина легко загорается  и поэтому считается огнеопасным строительным материалом. Вероятность загорания увеличивается по мере высушивания и зависит также от формы, размеров и обработки материалов. Пиломатериалы загораются скорее, чем круглые лесоматериалы; строганые пиломатериалы загораются медленнее, чем нестроганые. Для увеличения огнестойкости древесины ее пропитывают антипиренами, которые делают ее трудновоспламеняемым материалом. Это существенно расширяет области применения лесоматериалов, делает изделия и конструкции из них более пожаробезопасными, а, следовательно, более надежными.       

Прочность при износе является важнейшим фактором, определяющим долговечность изделий из древесины, применяемых для сооружения полов и лестниц. Прочность древесины при износе зависит от ее механической прочности и больше всего от твердости. Высокой прочностью при износе обладают наиболее твердые породы, такие, как дуб, бук, клен, вяз, береза железная, самшит.        

Древесина как высокопористое тело обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Теплопроводность древесины зависит от характера ее пористости, влажности, направления волокон, плотности. В среднем коэффициент теплопроводности древесины составляет 0,15-0,27 ккал/м-ч-град. Вследствие высоких теплоизоляционных свойств древесина широко применяется в строительстве в качестве стенового материала.       

Эстетические  свойства древесины. Эстетические свойства древесины определяются цветом, блеском и текстурой. Цвет древесины характеризуется такими факторами, как порода, район и условия произрастания, возраст, условия хранения. Древесина пород, произрастающих в южных районах страны (дуб, орех, тисе), имеет более интенсивную окраску, чем пород умеренного и северного пояса (сосна, ель, осина, береза).       

Породы  древесины, имеющие развитую систему  сердцевинных лучей  (клен, дуб, бук, белая акация), обладают блеском.       

Текстура древесины определяется ее строением. Чем сложнее строение, тем разнообразнее текстура. Древесина хвойных пород, имеющая довольно простое строение, характеризуется в большинстве случаев и однообразной текстурой. Текстура древесины лиственных пород более богата и выразительна. Эстетические свойства древесины определяют ее широкое применение при изготовлении отделочных материалов, паркета, фанеры.       

По  сравнению с другими строительными  материалами древесина характеризуется высокими эргономическими свойствами. Материалы и изделия на ее основе удобны в пользовании. Они, прежде всего, легки: масса 1м³ воздушно-сухой древесины хвойных пород равна 0,5—0,6т., в то время как масса 1м³ железобетона — 2,4, кирпичной кладки — 1,8 т.       

Древесина легко обрабатывается на станках, из нее можно получить изделия практически  любой формы. Она легко и прочно склеивается. Своеобразной особенностью древесины является ее способность удерживать крепежные изделия: гвозди, шурупы, врубки и др. Это дает возможность создавать сборно-разборные конструкции, удобные для транспортирования и монтажа.       

Безвредность, высокие гигиенические свойства, особенно после нанесения лакокрасочных покрытий, позволяют широко применять древесину внутри помещений при сооружении потолков, полов, стен, перегородок, в качестве отделочного материала, а также для изготовления рам, подоконников, дверей, плинтусов и др.       

На  потребительские свойства фанеры значительное влияние оказывает технология ее производства.   

Из  выше изложенного следует, что свойства фанеры являются разнообразными и каждое в определенной степени влияет на изделие.

4 Технология производства фанеры. Влияние технологии производства  на качество фанеры

 

 

 

       Формирование  основных потребительских свойств, качество, уровень конкурентоспособности, а также цена фанеры во многом зависит  от исходного сырья, конструктивных особенностей и оборудования, а также от технологического процесса производства             

Для производства фанеры используется фанерный кряж, который поступает  на предприятия, производящие фанеру железнодорожным  и водным транспортом.       

Шпон  лущат и рубят на заданные размеры  на лущильных линиях. Качество лущеного шпона должно соответствовать ГОСТ 99-96г. Шпон, рванина и карандаш поступают  в рубительную машину на производство топливной и технологической щепы.       

Сушка шпона осуществляется на двух сушилках: паровой сушилке и газовой  сушилке согласно предложенным режимам  сушки.       

Сортировка  шпона производится на четырех сортплощадках. Починка шпона заключается в  удалении из листов шпона дефектных листов с последующей заменой.       

В производстве фанеры применяют предварительную  подпрессовку пакетов шпона в  холодных прессах. При этом уменьшается  толщина собранного пакета шпона, за счет его уплотнения, сокращается время загрузки пакетов в горячий пресс и время отверждения, снижается количество дефектов, получающихся в фанере. Обзолы и торцовые трещины в подпрессованном пакете не возникают, так как листы шпона плотно прижаты друг к другу. При подпрессовке пакетов используют фенольные и карбамидные клеи. Продолжительность подпреессовки зависит от вида клея, его концентрации, влажности шпона и породы древесины.       

Горячее прессование пакетов производится в прессе в соответствии с заданными  режимами клейки.       

При склеивании клей на поверхность  листов наносят шаговым методом. Далее осуществляется формовка склеенного шпона. Цель операции — получение  сформированного пакета, на котором  листы шпона слипаются между  собой, в результате чего пакеты приобретают  необходимую жесткость и транспортабельность. Это способствует бездефектной загрузке пакетов в клеильный пресс, исключает  сдвиги листов шпона.       

Склеивание  — основная технологическая операция в производстве фанеры. Склеивание можно осуществлять горячим (в горячих прессах) и холодным (в холодных прессах) способами.        

Выгруженную из пресса фанеру перед  отправкой на склад готовой продукция  охлаждают, обрезают, шлифуют, сортируют, маркируют и упаковывают.       

Охлаждение. Эту операцию необходимо производить для снижения температуры, выравнивания влажности по поперечному сечению листа фанеры. Выполняют ее на веерных или конвейерных охладителях.        

Для придания склеенной фанере стандартных  размеров ее обрезают по кромкам на четырехпильном станке. Часть фанеры прирезают на более мелкие размеры на пилах ЦФ-5, Z-32. Размеры фанеры (1525x1525) соответствуют пачками, высота прирезаемой пачки не более 9см.        

Шлифование. Для создания гладкой  поверхности листа и выравнивания его по толщине, устранения загрязнений  и царапин фанеру шлифуют. Эту  операцию выполняют на шлифовальных станках, которые бывают трех - и  четырехбарабанные для одностороннего шлифования, шести- и восьмибарабанные — для двустороннего шлифования.       

Имитационная  отделка фанеры позволяет имитировать текстуру древесины ценных пород на фанере низших сортов.       

Наибольшее распространение имеет  метод печатания рисунка текстуры древесины непосредственно на фанере последующим лакированием или защитой  рисунка различными термореактивными смолами; отделка фанеры пленками на основе пропитанных бумаг и отделка  фанеры поливинилхлоридными пленками с текстурными рисунками.      

1. Покраска фанеры. Нанесение краски придает фанере натуральный текстурный рисунок. Поверхность плиты может быть также окрашена полностью, без проявления текстуры древесины. Краска наносится кистью или распылителем. Цветная фанера приемлема как для внутренней, так и для внешней отделки. Но перед окончательной покраской поверхность должна быть обработана специальным раствором для предотвращения появления синевы и грибков, поскольку биологическая стойкость прозрачных красок ограничена из-за минимального содержания связывающего вещества.       

2. Лакировка фанеры. Фанера с лакированной поверхностью приятна на вид и легко поддерживается в чистом состоянии. Перед лакированием поверхность панели нужно отшлифовать мелкозернистой наждачной бумагой. Пыль, образовавшаяся при шлифовании, должна быть тщательно удалена, а поверхность покрыта разведенным лаком.       

Сортировка  фанеры производится на четырех подстопных местах согласно ГОСТ 3916.1-96.       

Стандартный способ упаковки фанеры — пачки  около 400мм высотой со всех сторон фанерой. При упаковке пачки используется фанера ни толщиной 4мм для обложки.       

Для упаковки используют упаковочную стальную ленту толщиной 0,7 мм. Для маркировки используют материалы и  типографские печатные трафареты.        

Фанеру, облицованную древесноволокнистой  плитой, изготавливают с внутренними слоями из низкосортного или кускового шпона и наружными из древесноволокнистой плиты (ДВП) марки Т-400 по ГОСТ 459878 толщиной 3,2 и 4мм. При такой конструкции она обладает высокими прочностными и эстетическими качествами и применяется в строительстве, мебельном производстве. В зависимости от назначения такую фанеру изготовляют на клеях высокой и средней водостойкости. Фанеру, облицованную стекловолокнистыми материалами, изготавливают на основе фанеры марки ФСФ сортов АВ/В и В/ВВ. Такую фанеру облицовывают с одной или двух сторон стеклотканью (фанера марки ФОС) или стеклотканевым материалом, пропитанным полиэфирной смолой препрегом (фанера марки ФОП). Она обладает высокой прочностью при изгибе вдоль волокон наружных слоев шпона (не менее 60 МПа), устойчивостью к истиранию и ударным нагрузкам, атмосферным воздействиям. Фанеру, облицованную металлом, выпускают одно- и двусторонней. В зависимости от назначения фанеры в качестве облицовок используют различные металлы в виде тонких листов или фольги из алюминия, стали и, реже, других металлов. Облицовки к фанере приклеивают клеями, обеспечивающими податливость клеевого соединения при деформациях древесной основы и металлической облицовки. Такая фанера обладает высокой сопротивляемостью изгибу, ударным нагрузкам, огнестойка. Предварительная обработка металлической облицовки (анодирование, оксидирование и др.) придает фанере высокую эстетичность. Слой металла толщиной 0,205мм на поверхности фанеры может быть создан также распылением его в расплавленном состоянии. Фанеру можно облицовывать и другими материалами.       

Фанера  армированная. В конструкции пакета такой фанеры один или несколько  внутренних слоев шпона заменены листами металла, резины, металлическими сетками или другими материалами. Армирование листами металла и сетками позволяет повысить прочность и жесткость материала без заметного увеличения массы. Армирование листовой резиной позволяет по эластичность фанеры, уменьшить ее воздухо- и влагопроницаемость. При этом сохраняется внешний вид древесного материала.

Таким образом, можно сделать вывод, что производство фанеры является достаточно сложным процессом, и состоит из следующих операций: лущение шпона, производство топливной и технологической щепы, сушки шпона, сортировка шпона, починка шпона, формовка склеенного шпона, горячее прессование пакетов, обрезка пакетов, шлифование фанеры, сортировка фанеры, упаковка фанеры.