ВОПРОС 61.Основы переработки древесины. Бумага, картон, фибра

ВОПРОС60. Свойства древесины, учитываемые при отделке

Специфические свойства древесины - влажность, пористость, текстура, цвет, твёрдость, плотность, наличие смолы и дубильных веществ - оказывают существенное влияние на процесс отделки и на качество покрытия. Отделке подлежат изделия с содержанием влаги в древесине не более 8±2%, за исключением изделий, эксплуатируемых на открытом воздухе (их влажность допускается 12-18%). Отделка древесины, имеющей повышенную влажность, влечёт за собой разрушение отделочного покрытия - отслаивание, коробление, потускнение. Это связано с изменением линейных размеров древесины при увлажнении и высыхании.

Древесина характеризуется наличием пор. Различают древесину крупнопористую (дуб, орех) и мелкопористую (клён, берёза). В процессе отделочной подготовки поры закрывают грунтовками. Но крупные поры полностью закрыть трудно, так как заполняющие их составы дают усад­ку при затвердевании. Поэтому для крупнопористых пород древесины более рациональна матовая отделка, а для мелкопористых - глянцевая.

На поверхности древесины обычно имеется текстура - рисунок, образованный вследствие перерезания под различными углами годичных слоев, сердцевидных лучей, древесных волокон, спящих почек. Сложный рисунок называется богатой текстурой. Такой текстурой обладает древесина ореха, платана, клёна, карельской берёзы. Неслож­ный, но чёткий рисунок называется выразительной текстурой - дуб, ясень, бук, лиственница. Малозаметный рисунок, как у берёзы, ольхи, называют слабой текстурой. Древесину с незаметным на глаз рисун­ком называют бестекстурной - липа, осина, граб.

При изготовлении изделий из древесины с богатой и выразительной текстурой последнюю стараются не только сохранить, но и ярче вы­явить прозрачной отделкой. Слабую текстуру обогащают подкрашива­нием (так называемое имитационное крашение) или дорисовкой, ис­пользуя аэрографию. Бестекстурную древесину подвергают непрозрач­ной отделке.

Ряд древесных пород имеет красивый цвет, дополняющий декора­тивность текстуры, - орех, красное дерево, платан, дуб, или же пред­ставляет самостоятельную декоративную ценность — чёрное дерево, груша, мовинга, окумэ. При отделке натуральный цвет стараются со­хранить и, если нужно, выровнять подкраской.

Каждый годовой слой состоит из двух частей: ранней, более мягкой, и поздней, более твёрдой древесины. Следовательно, плотность древе­сины неравномерна даже и в одном годовом слое. Прочность и качество лакокрасочного покрытия находится в прямой зависимости от плотности и ровности поверхности, на которую оно нанесено. Поэтому отделываемые поверхности неравномерно плотной древесины требуют порозаполнения, а поверхности, имеющие неровности, - грунтования или шпатлевания.

Полирование крупнопористой древесины наиболее трудоёмко и наименее устойчиво.

Налйчие смолы, расположенной близко к поверхности, предназначенной для отделки лакокрасочными материалами, является отрицательным фактором. Участки засмоленной Древесины неравномерно ок­рашиваются, имеют плохую адгезию с отделочными плёнками. Вытап­ливаясь, смола портит отделочное покрытие. Поэтому в процессе отде­лочной подготовки смола удаляется обработкой поверхности обессмоливающими составами.

древесина некоторых пород содержит значительное количество ду­бильных веществ - дуб, каштан. При их отделке дубильные вещества, химически соединяясь со щёлочью, образуют нерастворимые цветные соли различных цветов. Поэтому крашение такой древесины необходи­мо производить растворами солей металлов или же кислотными и ней­тральными красителями.

ВОПРОС 61.Основы переработки древесины. Бумага, картон, фибра

Основное вещество, образующее древесину, - α-целлюлоза - при­родное высокомолекулярное вещество (C₆H₁₀O₅)n, где n > 1000. В каж­дом глюкозном кольце содержится по три полярные гидроксильные группы ОН^-. Реакционная способность этих групп во многом определяет гигроскопичность целлюлозы и большинство физико-химических явле­ний, проявляющихся в производстве и эксплуатации бумаг и картонов.

В состав древесины входит до 20-40% гемицеллюлоз, а также 25-30% лигнина - органического вещества, не относящегося к углеводам. Лигнин представляет собой сетчатый трёхмерный полимер нерегуляр­ного строения. Макромолекулы лигнина построены из фенилпропановых структурных единиц: С₆ — С₃. Это - ароматическая часть древеси­ны. Наличие лигнина повышает механическую прочность древесины, но придаёт древесному волокну хрупкость и снижает его химическую стойкость против окисления. Поэтому дешёвые сорта бумаг, содержа­щие большое количество лигнина, со временем желтеют и теряют меха­ническую прочность. В древесине содержатся также органические про­дукты жизнедеятельности деревьев - смолы, а также минеральные соли.

При изготовлении высококачественных сортов бумаги, а также электроизоляционных сортов бумаги и картона, древесина должна под­вергаться специальной химической обработке - варке в соответствующих растворах. Основная цель варки - уменьшение содержания лигни­на, удаление смол и др. В этих процессах лигнин и другие нежелательные вещества переходят в раствор и удаляются вместе с ним, а целлю­лозные волокна после промывки выделяются в чистом виде.

Указанной цели достигают варкой щепы в кислых или щелочных растворах. В настоящее время применяют сульфатный способ варк_и при котором в состав щелочного раствора вводят гидроксид натрия NaOH и сульфат натрия Na₂SO₄. Сваренную массу промывают, очища­ют от примесей и превращают в листовой материал - сульфатную небе­лёную целлюлозу.

Для изготовления бумаги и картона древесную целлюлозу подвер­гают размолу в водяной среде и, при необходимости, отбеливанию. За­тем полученная масса поступает на сетку бумагоделательной машины где она обезвоживается различными способами. Далее масса проходит через прокатные валки, прессуется и наматывается в рулоны или разре­зается на листы.

Способность целлюлозных волокон образовывать прочный бумаж­ный лист связана с наличием гидроксильных групп, которые образуют водородные связи между сближающимися молекулами.

Для электротехнических нужд (при производстве конденсаторов и электроизоляции токоведущих частей) используют специальные виды бумаги - конденсаторную, кабельную, трансформаторную, телефонную электротехническую, а также электрокартон и фибру (многослойный пергаментированный картон). Для улучшения электроизоляционных свойств их пропитывают специальными составами. Кроме того, для их производства используют более высококачественную целлюлозу с меньшим содержанием лигнина, соринок и примесей.

Однако необходимо отметить, что в последнее время роль специ­альных видов бумаги в качестве электроизоляционных материалов уменьшается. Их вытесняют различные полимерные материалы.