Подпрессовка ковра

Толщина ковра или пакетов зависит от размера и формы стружек, породы древесины и плотности плит. При средней плотности плит толщина пакетов может быть 3-20-кратной толщине готовых плит. Прессование плит из толстых пакетов требует применения прессов с большим просветом между плитами, что связано со значительным увеличением высоты пресса, все это вызывает значительное удорожание пресса.

В процессе транспортирования края толстых пакетов осыпаются, что увеличивает потери на обрезку готовых плит. Кроме этого тонкие мелкие стружки просыпаются в нижнюю часть пакета. В результате, верхний слой состоит из крупных стружек, нижний - из мелких. Указанные недостатки устраняются подпрессовкой.

Физическая сущность процесса подпрессовки заключается в следующем.

В начальной стадии сжатия стружечного ковра стружки и особенно мелкие частицы под действием приложенного давления перемещаются, заполняя имеющиеся в свободно насыпанном ковре крупные поры, пустоты. Стружки при этом перемещаются в основном направлении действия прессующих усилий и частично в поперечных направлениях. Интенсивное уплотнение на этой стадии происходит без деформации стружек. По мере сближения стружек трение между ними возрастает до тех пор, пока сопротивление трению между стружками не станет равным усилиям, при которых стружки станут деформироваться.

Начальная и последующая стадии сжатия стружечного ковра сопровождаются вытеснением воздуха, находящегося в порах стружечного ковра и в самих древесных частицах. Сжатие происходит постепенно, первоначально в верхних слоях ковра, затем в слоях под ними и т.д.

В результате этого стружечный ковер уплотняется неравномерно. Верхние слои уплотняются больше, внутренние меньше.

Процесс прессования протекает во времени. При медленном увеличении давления подпрессовки стружки имеют большую возможность перемещаться, чем при быстром увеличении давления прессования. При быстром сжатии ковер упрессовывается меньше и неравномернее, чем при медленном. Кроме того, при быстром сжатии стружечного ковра воздух не успевает выйти из ковра и, оставаясь там после снятия давления, восстанавливает толщину ковра, делая его более рыхлым.

В процессе сжатия наблюдаются упругие и остаточные деформации, их соотношение 50 % на 50 %.

Рекомендуются следующие величины общего сжатия стружечных пакетов или ковра в процессе подпрессовки. Для прессования на поддонах в 2,5 – 3 раза, для бесподдонного прессования в 3,5 – 4,5 раза. Такая степень сжатия обеспечивается при давлении 1–1,5 МПа при прессовании на поддонах и 3-4 МПа при бесподдонном прессовании.

Подпрессовка при давлении больше 3 МПа приводит к некоторому снижению прочности готовых плит, это происходит за счет впитывания части клея частицами при высоком давлении, что сокращает его количество на поверхности.

Подпрессовка осуществляется на одноэтажных прессах периодического или непрерывного действия.

Недостатком прессов периодического действия является необходимость останавливать стружечный пакет в прессе, что ограничивает производительность линии.

Более современными являются одноэтажные прессы непрерывного действия. Существуют также одновальцовые, многовальцовые и гусеничные прессы непрерывного действия. Удельное давление прессования на них 2-3 МПа.

Прессование плит

Прессованием древесностружечных плит называют образование древесностружечной плиты из предварительно сформированного стружечного пакета (брикета или ковра) под воздействием давления и температуры.

Плоское прессование плит осуществляется периодически или непрерывно. При периодическом способе пакеты загружаются в горячий пресс, прессуются по заданному режиму, образуя плиты, а затем выгружаются из пресса. При непрерывном способе стружечный ковер непрерывно поступает в пресс и выходит из пресса в виде готовой плиты.

Основные процессы, происходящие при прессовании плит, являются общими для всех способов прессования.

Поступающая в пресс масса представляет собой трехфазную систему, состоящую из твердого вещества (древесины и сухого вещества в связующем), воды (в древесных частицах и связующем) и воздуха (в древесных частицах и между ними). Под влиянием давления и нагрева в прессуемом материале происходит ряд физико-химических процессов, приводящих к образованию плиты.

Правильный выбор условий прессования состоит в том, чтобы обеспечить наилучшие физико-механические показатели плит при минимальной продолжительности прессования. Под воздействием внешних факторов, т.е. давления, температуры плит пресса и продолжительности прессования происходят следующие физические и химические явления: под воздействием тепла и давления связующее, находящееся на поверхности частиц, растекается по поверхности стружек. Для создания максимального контакта склеиваемых поверхностей древесных частиц между собой и со связующим стружечный пакет подвергается воздействию внешнего давления. При этом вначале происходит сближение древесных частиц и удаление находящегося между ними воздуха. По мере сближения частиц создается некоторая прочность пакета за счет сил молекулярного сцепления между частицами и за счет переплетения последних.

Внешнее давление при прессовании определяется, прежде всего, заданной величиной плотности изготовляемых плит. При слишком высоком давлении плотность получается выше заданной. Установить давление соответствующее той или иной плотности, практически невозможно. Поэтому для устранения колебаний в упрессовке, которая достигает 70-90% и уменьшения неравномерности толщины плит их прессуют с применением металлических дистанционных планок-ограничителей, которые устанавливаются вдоль плит пресса. Толщина дистанционных планок устанавливается равной сумме толщины готовой плиты и поддонов, при бесподдонном прессовании равной толщине плиты.

На толщину готовых плит влияют: размеры частиц, их породный состав, влажность и расчетная плотность плит. Кроме физических свойств стружечных пакетов на толщину готовых плит существенно влияют условия прессования. С повышением давления в первом периоде с 1,5- до 2,1 МПа толщина готовых плит уменьшается, на столько же уменьшается толщина плит при увеличении продолжительности прессования. Это объясняется более полной стабилизацией пластических деформаций. С повышением температуры плит пресса толщина плит уменьшается, что объясняется увеличением пластичности стружечного пакета под действием тепла, а также снижением конечной влажности плит.

Применение дистанционных планок позволяет значительно уменьшить колебания величины упрессовки плит, однако имеет и ряд отрицательных сторон. При значительном усилии прессования упругие силы стружечного ковра не могут полностью уравновесить внешние силы давления прессования. Поэтому давление во втором периоде прессования распределяется в основном на дистанционные планки, что приводит к изгибу плит пресса. Чем больше усилие прессования, тем быстрее сжатие стружечного пакета, а, следовательно, тем раньше усилия, действующие со стороны плунжеров пресса, воспринимаются дистанционными планками и прогибают плиты пресса.

Кроме этого при эксплуатации дистанционных планок, последние из-за попадания на них пыли и стружек со стружечного пакета становятся тоньше, что ведет к уменьшению заданной толщины готовых ДСтП.

Поэтому вначале прессования рекомендуется устанавливать повышенное давление 2-2,2 МПа, а затем снижать его плавно или ступенями до 0,5-0,8 МПа, а в третьем периоде поддерживать его 0,2-0,4 МПа. Снижение давления от одной ступени до другой осуществляется плавно в течение 0,5 мин. Продолжительность первого и второго периодов обычно устанавливается примерно по 30-40% общей продолжительности прессования.

Вторым обязательным условием будет отвердение связующего, происходящее под воздействием тепла, поступающего в стружечный ковер во время прессования. Прогрев пакета осуществляется сверху к центру, поэтому раньше прогреваются наружные слои, чем внутренние. Для равномерного отверждения обоих слоев плит наружные слои имеют большее время отверждения на разницу времени прогрева наружных и внутренних слоев. Отверждение клея происходит при температуре 100-107 ⁰С.