Производство фанеры

Фанера представляет собой материал, склеенный из трех и более нечётного числа тонких листов древеси­ны (шпона) при взаимно перпендикулярном направле­нии волокон в смежных слоях. Один наружный слой называется лицевым, другой – оборотным, а равноудалённый от них – центральным. Фанера делится на обычную (общего назначения, строительную и авиационную), бакелизированную (с повышенной водостойкостью), облицованную (стро­ганым шпоном, бумагой, тканью, металлом...), армированную (металличе­ским листом, или сеткой, резиной, асбестом...), отделанную (лаком, крас­кой...), профилированную. Строительная фанера изготавливается из шпона хвойных пород (сосна, лиственница) повышенной толщины (1,8...3,2 мм) больших размеров с повышенной атмосферостойкостью для домостроения, промышленного и сельскохозяйственного строительства, для опалубки, контейнеров, вагоностроения... В комбинированной фанере наружные слои из берёзового шпона. Авиационная фанера изготавливается из тонкого вы­сококачественного шпона, имеет повышенную атмосферостойкость.

По способу производства различают фанеру горячего и холодного склеивания. По строению листа – из шпона одинаковой толщины или из разнотолщинного шпона. По соотношению размеров в плане: квадратную, продольную, поперечную (с длиной листа вдоль волокон наружных слоев меньше ширины), большеформатную (с шириной больше 1800 мм). По степени обработки – нешлифованную или шлифованную (циклеванную) с одной или двух сторон. По виду клея: ФСФ – фанера, склеенная фенол- формальдегидным клеем, ФК – карбамидоформальдегидным и ФБА – альбумино-казеиновым клеем. В зависимости от сорта шпона лицевого и обо­ротного слоя фанеру делят на пять сортов А/АВ, АВ/В, В/ВВ, ВВ/С и С/С. Во избежание коробления фанеры необходимо листы собирать и склеивать симметрично плоскости центрального листа. Фанеру изготавливают из древесины берёзы, бука, дуба, ильма, клёна, липы, ольхи, осины, ясеня, ели, кедра, пихты, сосны, лиственницы...

Склеивание фанеры начинают с нанесения клея на обе стороны чёт­ных листов шпона, например, при семи слоях в фанере клей наносят на 2, 4 и 6 листы. Современные клеенаносящие станки позволяют наносить клей как на одну, так и на обе пласти сразу. Нормы расхода альбуминовых и ка­зеиновых клеев 150..240 г/м² поверхности листа, невспененных синтетиче­ских клеев 90..130 г/м², карбамидоформальдегидного вспененного клея 55…90 г/м². Станки для нанесения клея на шпон КВ-18 и КВ-28 имеют длину вальцов 1800 и 2800 мм; просвет между вальцами регулируется в пределах 0...60 мм; окружная скорость вальцов 15...30 м/мин. Чтобы сразу набирать пачки фанеры после нанесения клея, станок обслуживают три – четыре человека: подавальщик, один-два приёмщика-укладчика и накры­вальщик. Прогрессивные методы нанесения клея – наливом, воздушным и безвоздушным распылением. Кроме того, применяют струйное (экструзи­онное) нанесение вспененного клея. Их применение вместо вальцового ме­тода направлено на улучшение равномерности нанесения клея, снижение его расхода, обеспечение простоты дозирования, увеличения производи­тельности и автоматизации процесса нанесения клея.

Сушка клея на шпоне производится для удаления летучих веществ (ацетона, спирта...) из слоя фенолоформальдегидного клея. Для этого при­меняют камерно-конвейерные сушилки НИИФ-Ст-4 и Ст-III с механизи­рованной загрузкой-выгрузкой шпона (рис. 5.26). В комплекте с клеевыми вальцами образуется поточная линия: нанесение клея – сушка – охлажде­ние – укладка в стопу. При температуре воздуха в сушилке 80...90 °С и влажности 5... 15% продолжительность сушки 10... 12 мин. Производи­тельность конвейерной сушилки 300 350 листов шпона в час.

Сборка пакетов фанеры выполняется в соответствии с требуемой слойностью и сортом фанеры. Чистые листы шпона чередуют либо с лис­тами плёночного клея, либо с листами с нанесённым на них клеем. Подпрессовкой исключают смещение листов шпона, увеличивают скорость перемещения и загрузки пакетов в пресс, уменьшают высоту промежутков пресса и увеличивают его этажность... Время подпрессовки в однопролёт­ном прессе ДО-836-Б 5...10 мин. Давление на 20... 30 % меньше рабочего давления при склеивании.

Склеивание производят в горячих многопролётных гидравлических (и в холодных) прессах, например, в 15-пролётном П714-Б с подъёмными этажерками для загрузки и разгрузки фанеры. Размеры плит пресса 1700x1650 мм; усилие, развиваемое прессом, 6300 кН позволяет создавать удельное давление свыше 2,2 МПа. Плиты пресса нагреваются паром. При механизированной загрузке пресса качество склеивания повышается, т. к. все пакеты одинаковое время выдерживаются в прессе (рис. 5.27). Для хо­лодного прессования применяют гидравлический пресс с одним рабочим промежутком. Пачка фанеры загружается в пресс, даётся давление, сжатый пакет стягивают стержнями с карабинами, давление снимают, пачку выни­мают из пресса и выдерживают в помещении до схватывания клея. После выдержки пакеты снова загружают в пресс, дают давление, развинчивают карабины, снимают давление и разгружают пресс.

Режим склеивания. Рекомендуемые удельные давления для горячего склеивания фанеры 1,8...2 МПа (допустимые давления 1,6...2,5 МПа): для холодного склеивания 1,2... 1,4 (0, 6...1,6) МПа. При увеличении давления сверх допустимых норм увеличивается упрессовка фанеры и расход шпо­на. Уменьшение давления снижает прочность клеевого соединения. Удельное давление на шпон q рассчитывается по давлению в гидроцилин­драх на манометре, Р МПа, площади всех плунжеров пресса/м² и площа­ди склеиваемого листа фанеры F, м ²:

Во избежание преждевременного отверждения клея и ухудшения склеивания время от загрузки в пресс первого пакета до достижения пол­ного давления должно быть не более 1 мин для клея КФ-Б и 2 мин для всех остальных клеев. После склеивания давление должно снижаться мед­ленно во избежание разрывов фанеры паром, образующимся меж листами: в 1 периоде давление снижают от максимума до 0,3...0,4 МПа за 10... 15 с, во II периоде от 0,3...0,4 МПа до нуля за 30... 150 с для синтетических клеев и за 45... 180 с для белковых. Рекомендуемая температура плит в зависи­мости от давления пара в них при склеивании карбамидоформальдегидными клеями 115... 130 °С, белковыми 120... 145 °С, фенолоформальдегидными 140...145 °С бакелитовой плёнкой 150...155 °С. При склеивании белко­выми клеями березовой 3-слойной фанеры ФБА под давлением 1,7...2,5 МПа при влажности шпона 6...12%, температуре 120...125 °С продолжительность выдержки под давлением, т. е. время термообработки пакета толщиной до прессования от 8 до 18 мм изменяется от 2,5 до 7,5 мин. Производительность пресса для горячего склеивания фанеры П, м³ в смену, числе рабочих промежутков пресса п, числе листов фанеры в про­межутке т, шт., их толщине S, м, площади листа фанеры после обрезки F, м², времени прессования τ_п, мин, использовании рабочего времени К = 0,95...0,98, времени вспомогательных операций х_в, (складывающегося из подачи пакетов к прессу, загрузки их в пресс, смыкания плит, подъёма давления, снижения давления и размыкания плит и выгрузки фанеры из пресса и составляющего 3...5 мин), определяется по формуле

Производительность пресса для холодного склеивания с выдержкой вне пресса П, м³ в смену, при времени на вспомогательные операции х „=(16...18 мин) определяют по формуле

Время выдержки пакетов вне пресса в зависимости от применяемого клея составляет 2...4 часа и на производительность пресса не влияет.

Обрезка фанеры. Для придания фанере стандартных размеров и то­варного вида ее обрезают по периметру на одно- или многопильных круг­лопильных станках. Однопильный обрезной станок ЦФ-5 состоит из пиль­ного механизма и каретки с ценным приводом и утопающими роликами для поворота фанеры. Наибольший формат обрезаемой на станке ЦФ-5 фанеры 1600x1600 мм, наибольшая высота пакета 120 мм. Скорость рабо­чего хода каретки 7,5; 10; 12,5 м/мин, обратного вдвое больше. Обслужи­вают два человека. Производительность при объёме одного листа V, м³, числе листов в пачке т, шт, использовании станка К и времени отпиливания пачки фанеры τ, мин

На 4-пильном станке ЦФА-160 фанеру обрезают в пачках высотой до 30 мм с четырёх сторон в автоматическом режиме любых форматов от 710 до 1600 мм. Производительность станка около 14 м³/час при 2 обслу­живающих его рабочих. На нем можно обрезать и большеформатную фа­неру до 3500 мм.

Шлифование фанеры. Для получения заданной шероховатости по­верхности листа фанеру шлифуют на 3-барабанных шлифовальных стан­ках с верхним расположением барабанов и гусеничной подачей (рис. 2.38) – ШлЗЦ-З или ШлЗЦ-19...; с нижним расположением бараба­нов и вальцовой подачей – ШлЗЦВ-З и ШлЗЦВ-19. Схема шлифования показана на рис. 5.28. На первый барабан I ставят шкурку № 80...40 (с размером зёрен 0,80... 0,40 мм), на второй № 40...25, на третий № 25... 10. Фанера 4, прижимаемая вальцами 2 к подающим вальцам 3, перемещается навстречу вращению бара банов. На выходе из станка шлифовальная пыль снимается щёточным барабаном 5 и удаляется пневмотранспортом в бун­кер пыли за пределами цеха. Листы фанеры во избежание обрыва шкурки подаются в станок под углом около 30° к оси барабанов. Рекомендуемая скорость подачи и = 7...8 м/мин. Производительность односторонне­-шлифовальных станков П, м³ в смену, при использовании рабочего време­ни К ₁ =0,95...0,98 и заполнении станка по длине К₂ при длине листа /ми его объёме V, м³ составляет

Непрошлифованные места дошлифовывают на ленточном шлифо­вальном станке с утюжком (рис. 2.36) типа ШЛПС-2М.

Сортировка фанеры осуществляется на линиях, аналогичных линиям сортировки шпона, в зависимости от качества лицевых слоев и возможных дефектов изготовления. На каждом листе ставят сорт и марку фанеры. Листы упаковывают в пачки. Каждую пачку маркируют с указанием пред­приятия, размера пачки, марки фанеры, породы, сорта, вида обработки ли­цевых сторон, числа листов в пачке и отправляют на склад готовой про­дукции.

Баланс шпона при изготовлении фанеры: фанера 47 %; отходы 40 %, в т. ч. при обрезке фанеры 5 %, при сушке, починке шпона, склейке кусков 4 %, на карандаш 10 %, при оцилиндровке и нарезании форматного шпона 18 %, при раскряжёвке 3 %; (из них около 9 % используют для получения тары, стружки, штукатурной драни..., остальные- на технологическую щепу (31 %)); безвозвратные потери: на усушку 6 %, на упрессовку – 8 %.