Древесные материалы и полуфабрикаты

Из древесных материалов наибольшее применение в производстве мебели имеют доски и бруски, шпон, клееная фанера, гнуток-лееные детали, плиты (столярные, стружечные, волокнистые), щиты мебельные, древесные слоистые пластики, детали, спрессованные из измельченной древесины, черновые заготовки и др.

Доски и бруски получают путем распиловки круглого леса вдоль волокон. Пиломатериал, у которого отношение ширины к толщине больше двух, относится к доскам, меньше двух — к брускам.

Доски и бруски имеют толщину до 100 мм и делятся на тонкие (толщиной от 13 до 35 мм) и толстые (более 35 мм). По длине доски и бруски подразделяют на короткие — от 0,5 до 0,9 м,

средние — от до 1,9 и длинные — от 2,5 до 6,5 м. Ширина их от 50 мм и более.

По характеру обработки различают доски и бруски обрезные и необрезные. Обрезными называются доски и бруски, у которых отпилены все четыре стороны; необрезными — с неотпиленными боковыми кромками. Доски и бруски могут быть строгаными или шпунтованными.

По местоположению в бревне доски делят на сердцовые, центральные и боковые. Доски, содержащие сердцевину, называются сердцовыми, они менее прочные и гнилостойкие, имеют больше трещин, легко раскалываются. Доски, получаемые по обе стороны от распила по сердцевине, называются центральными. Боковых досок, получаемых после сердцовых или центральных, значительно больше по объему, они лучше по качеству: имеют меньше дефектов, меньше растрескиваются, коробятся и легче обрабатываются.

Доски и бруски в зависимости от наличия дефектов древесины и обработки подразделяют на сорта: из хвойных пород — на отборный, 1, 2, 3 и 4-й, из лиственных пород — 1, 2 и 3-й. Строганые и шпунтованные доски делят на 1, 2 и 3-й сорта.

Для изготовления мебели применяют в основном боковые доски и бруски 1-го и 2-го сортов как в целом виде, так и для раскроя на более мелкие детали.

Шпон — листы толщиной от 0,4 до 1,5 мм, которые получают лущением или строганием отрезков ствола на специальных станках. Отрезки ствола для ослабления связи между отдельными волокнами древесины предварительно распаривают. Процесс лущения напоминает развертывание рулона бумаги. Шпон разрезают на листы необходимой длины — от 1000-2200 до 150-1600 мм; ширина листов зависит от длины чурака. Листы шпона, полученные лущением, используют для изготовления клееной фанеры древеснослоистых пластиков, гнутоклееных деталей, облицовки древесноволокнистых, древесностружечных и столярных плит. Лущеный шпон получают из березы, ольхи, бука, дуба, ясеня, липы, сосны и других пород и подразделяют на три сорта — 1, 2 и 3-й.

Из лиственных пород с красивой текстурой — ореха, клена, чинары, тополя, карагача, красного дерева, лимонного дерева, карельской березы и других, а также тисса и лиственницы, шпон получают методом строгания на специальных строгальных станках. Такой шпон называется строганым. При сострагивании с чурака шпон укладывают в том же порядке, как снимают, чтобы было легче подобрать его по текстуре. В зависимости от текстуры шпон бывает радиальный — Р, полурадиальный — ПР, тангентальный — Т и тангентально-торцовый — ТТ. Текстура и вид шпона зависят от расположения волокон древесины и от угла, под которым срезают шпон.

На радиальном шпоне сердцевидные лучи расположены в виде полос не менее чем на 3/4 площади листа; на полурадиальном имеют вид наклонных или продольных полос, занимающих не менее половины площади листа; на тангентальном,— продольных или наклонных штрихов или линий; на тангентально-торцовом — расположены в виде кривых линий или штрихов. Строганый шпон выпускают длиной от 400 до 1000 мм, шириной 80, 90 и 120 мм (тангентально-торцовый — от 100 до 250 мм), толщиной от 0,6 до 1,0 мм.

Шпон применяют для облицовки мебели, фанеры и других изделий из древесины менее ценных пород. Из шпона получают гнутоклееные, выклеенные и другие детали и элементы мебели. Он должен иметь чистую, ровную и гладкую поверхность без царапин, рисок и шероховатостей. Не должно быть гнили, свилеватости и завитков, остальные дефекты допускаются в зависимости от размера, вида, местонахождения и сорта шпона.

Фанеру клееную получают при склеивании от 3 до 13 листов шпона. Листы шпона располагают так, чтобы направление волокон в смежных слоях было взаимно перпендикулярным, что обеспечивает однородность физико-механических свойств фанеры, уменьшает усушку, коробление и растрескивание изделий из нее. При применении фанеры для изготовления мебели повышается производительность труда. Уменьшается масса изделий и улучшается их транспортабельность.

Фанера состоит из наружных и внутренних листов шпона. Наружные листы называются рубашками, внутренние — серединками. Изготовляют ее из березы, ольхи, ясеня, ильма, дуба, бука, липы, осины, клена, сосны, пихты, кедра и лиственницы. По виду рубашек определяют вид фанеры. Выпускают ее в виде

листов прямоугольной и квадратной формы, длиной и шириной от 725 до 2440 мм и толщиной 1,5-13 мм; чаще всего она имеет размеры 1525 х 1425 и 1525 х 1220 мм.

Листы шпона склеивают альбумин-казеиновыми и смоляными клеями. В зависимости от того, какой клей применяют, фанеру делят на марки ФСФ, ФК и ФБА. Фанера марки ФСФ, склеенная фенолформальдегидными клеями, имеет повышенную водостойкость и используется при повышенной влажности. Фанеру марок ФК склеивают карбамидными клеями, а ФБА — альбумин-казеиновыми, она характеризуется средней водостойкостью.

Фанера из листов шпона одной толщины называется равно-слойной, из листов разной толщины — неравнослойной.

Листы фанеры должны быть правильной формы, с гладкими и ровными краями и поверхностями, прочно склеены, без трещин, затеков клея и отслаиваний, при сгибании не должны растрескиваться. В зависимости от наличия дефектов древесины, склеивания и обработки на рубашках клееную фанеру делят на пять сортов — А/АВ, АВ/В, В/ВВ, ВВ/С и С/С. Фанера сортов А и АВ — лучшего качества, а сортов ВВ и С — худшего. Для мебели используют фанеру марок ФСФ и ФК не ниже сорта В, а для элементов, применяемых под обивку, — не ниже сорта ВВ. Из фанеры изготовляют задние стенки, днища ящиков, полки, перегородки и др. В строительстве ее применяют для обшивки стен, потолков, перегородок и устройства опалубки. Фанеру марки ФСФ используют и для обшивки наружных стен с последующим покрытием красками; фанеру марок ФК и ФБА — для обшивки внутренних стен и перегородок с нормальной влажностью, ее окрашивают или оклеивают обоями. На основе клееной фанеры получают облицованную и декоративную фанеру.

Облицованная фанера — клееная фанера, одна или обе рубашки которой изготовлены из строганого шпона с красивой текстурой. Марка фанеры на фенолформальдегидных клеях — ФОФ, а на карбамидных — ФОК. Фанера, оклеенная строганым шпоном с одной стороны, называется односторонней, с обеих — двусторонней. В зависимости от направления волокон древесины рубашек облицованную фанеру делят на продольную (более

ценную) и поперечную. Поверхности листов могут быть шлифованными и нешлифованными. В зависимости от текстуры и вида шпона эту фанеру делят на радиальную, полурадиальную и тангенциальную; от наличия дефектов шпона и дефектов склеивания — на 1-й и 2-й сорта. Выпускают эту фанеру в виде листов прямоугольной и квадратной формы, длиной 525-1830 мм, шириной 725-1220 мм и толщиной 4-10 мм. Облицованную фанеру используют для мебели и отделки внутренних помещений.

Декоративная фанера — это обычная клееная березовая, ольховая, липовая и другая фанера, лицевые поверхности которой покрыты текстурной бумагой для имитации под ценные породы древесины. Используют фенолформальдегидные, мочеви-номеламиноформальдегидные и другие пленки, которые могут быть бесцветными и цветными. Лицевая поверхность декоративной фанеры имеет повышенные химическую стойкость, теплостойкость, сопротивление истиранию и царапанию, она может быть глянцевой или матовой. Эта фанера бывает однои двусторонняя, четырех марок: ДФ-1, ДФ-2, ДФ-3 и ДФ-4. К первым двум маркам относится фанера, облицованная бесцветными или окрашенными пленками, без декоративной бумаги или с бумагой, на основе мочевиномеламиноформальдегидной смолы, а к маркам ДФ-3 и ДФ-4 — фанера, облицованная пленками в сочетании с текстурной бумагой или без нее, на основе меламиноформальдегидной смолы. Выпускают фанеру в виде листов длиной 1220-1830 мм, шириной 725-1220 мм и толщиной 1,5-12 мм. Поверхность ее должна быть гладкой, без трещин, царапин и разрывов, пленка — прочно приклеена к основе, без оклеиваний, края листов — ровные. В зависимости от наличия дефектов декоративную фанеру делят на 1-й и 2-й сорта. Применяют ее для лицевых и боковых поверхностей мебели, изготовленной из хвойных и других неценных пород древесины. Мебель, облицованная декоративной фанерой, имеет приятный внешний вид, ровную и гладкую поверхность без дополнительной отделки, высокие химическую стойкость, сопротивление истиранию.

Гнутоклееные детали из шпона и фанеры изготовляют различных контуров (угловых, коробчатых, цилиндрических и

др.) путем горячего прессования. Так получают готовые элементы (спинка стула с сиденьем) или заготовки, из которых  затем выпиливают отдельные детали — локотники кресел,  боковинки стульев. Они могут быть облицованными и необлицованными. Изделия собирают из отдельных деталей,; при этом упрощается производство, повышаются степень механизации и производительность труда, уменьшается расход древесины.

Для внутренних слоев можно использовать неформатные листы шпона и обрезки фанерного производства. Прочность таких деталей можно регулировать соответствующим распо^; ложением волокон древесины при незначительной толщине (18-30 мм). Например, в ножках — только долевое, в сиденьях — взаимно перпендикулярное. Такие детали отличаются простотой и изяществом линий и спокойными закругленными формами.

Гнутопропильные детали изготовляют из массива древесины в виде брусков. В месте изгиба брусок пропиливают в продольном направлении во избежание разрушения волокон древесины и для придания формоустойчивости без снижения прочности. В пропил шириной 1-2 мм помещают шпон, предварительно покрытый клеем. Затем брусок в специальных пресс-формах изгибают и выдерживают, чтобы шпон прочно соединился с основной древесиной. При этом не только достигается высокая прочность, но и сохраняется приданный бруску криволинейный профиль. Так изготовляют ножки для стульев, кресел и столов, локотники и др. Изделия, собранные из таких деталей, легкие, формоустойчивые, красивые и прочные. Они бывают облицованными шпоном или необлицованными, с отделанной или неотделанной поверхностью. Фактура лицевой поверхности может быть различной.

Плиты столярные выпускают в виде щитов, собранных из брусков хвойных и лиственных пород, которые склеивают или скрепляют рейками либо шпоном. Щит оклеивают с обеих сторон шпоном.

Плиты, поверхность которых оклеена строганым шпоном, называются облицованными. Для приклеивания шпона применяются белковые клеи или искусственные смолы. Плиты, склеенные смолами, отличаются повышенной водостойкостью. По виду обработки поверхностей рубашек плиты бывают шлифованными и нешлифованными. Выпускают столярные плиты длиной 1525-2500 мм, шириной 1220-1525 мм и толщиной от 16 до 30 мм. Объемная масса их 0,45 г/см³. Сорт столярных плит устанавливают по сорту шпона рубашек. Облицованные плиты делят на 1-й и 2-й сорта, а необлицованные — на сорта А, АВиВ.

Для изготовления мебели используют плиты, шлифованные с обеих сторон. Их применяют для боковых стенок, дверок, крышек столов и других конструктивных элементов передвижной и встроенной мебели. Производство этих плит трудоемкое и материалоем-кое, механизация его, особенно процессов отделки, очень сложна. При раскрое на детали из-за анизатропности свойств образуются большие отходы. Поверхность этих плит может иметь специфическую волнистость, что затрудняет последующую отделку и ухудшает внешний вид мебели и других изделий.

Плиты древесностружечные в настоящее время являются основным материалом для изготовления мебели. Изготовляют их из смеси древесных стружек и опилок с синтетическими смолами (12-15%) путем прессования. Исходную смесь после перемешивания прессуют в металлических формах при температуре 180-190С Поверхность полученных плит гладкая и ровная, она может быть дополнительно облицована строганым шпоном, декоративной бумагой, слоистыми пластиками или окрашена краской.

Используют их для изготовления щитовой мебели, перегородок, задних стенок и др. Конструкции из плит с облицованной поверхностью дополнительной отделке не подвергают. Детали мебели чаще всего фанеруют шпоном толщиной 0,7 мм, при этом их прочность увеличивается вдвое. Мебель, изготовленная из этих плит, тяжеловесна, детали трудно крепить к каркасным брускам и между собой. Для устранения этого недостатка по боковым сторонам вставляют перед прессованием специальные вкладыши из массива древесины. Эти плиты имеют малую водостойкость, вследствие чего могут набухать. Поэтому их обрабатывают полистиролом в фурфуроле, что помимо высокой водонепроницаемости придает плитам хорошую адгезию.

Плиты древесноволокнистые получают из волокон древесины, бумаги и других отходов путем прессования и термической обработки. Отходы древесины (рейка, горбыль и др.) и буя мажную макулатуру расщепляют на отдельные волокна, смешивают с большим количеством воды, а затем отливают на листоформовочных машинах плиты. После отливки плиты прессуют при температуре 240°С, при этом отдельные волокна склеиваются пектиновыми веществами древесины.

Древесноволокнистые плиты выпускают с отделанной и неотделанной лицевой поверхностью. Отделывают плиты красками, текстурной бумагой или синтетическими смолами. Огнезащитные свойства придают обработкой специальным составом (9,5 в. ч. ортофосфорной кислоты, 17,4 в. ч. мочевины, 8,2 в. ч. дициандиамида и 30 в. ч. воды на 100 в. ч. древесного волокна).

По назначению, объемной массе и прбчности на изгиб эти плиты делят на сверхтвердые, полутвердые, изоляционно-отделочные, изоляционные. Твердые и сверхтвердые плиты толщиной 3-6 мм имеют объемную массу от 0,85 до 0,95 г/см³ и прочность на изгиб не менее 40-50 МПа. Применяют их для производства кухонной мебели (задних стенок, днищ ящиков и полуящиков и филенок), которую затем отделывают непрозрачными покрытиями без предварительной столярной обработки. Эти плиты — хороший и дешевый заменитель досок и фанеры, они однородны по свойствам, при изменении влажности не деформируются и не подвергаются усушке.

Щиты мебельные представляют собой рамку, облицованную с обеих поверхностей шпоном и реже текстурной бумагой или обыкновенной клееной фанерой. Середину заполняют стружками, щепой или опилками, пропитанными карбамид-ной смолой. Щиты подвергают горячему прессованию (150-160С), при этом смола, полимеризуясь, прочно соединяет составляющий пакет. Объемная масса таких щитов 0,5-1,0 г/см³. Щиты выпускают также с ячеисто-реберным заполнением в виде отдельных ячеек из бумаги и шпона. Шпон образует ребра жесткости, которые устраняют прогибание боковых рубашек. Объемная масса этих щитов 0,35 г/см³. Размеры мебельных щитов в отличие от плит соответствуют размерам готовых

деталей или элементов. Они дешевле и легче столярных плит, просты в изготовлении; торцы изгибов не надо заделывать. Благодаря наличию рамки из массива древесины они легко сочленяются между собой и с другими элементами каркаса. Щиты могут быть с фанерованной или отделанной лицевой поверхностью.

Используют их для внутренних стенок, крышек, дверей и других элементов кухонной мебели, которые отделывают непрозрачными покрытиями или прозрачными по третьей категории.

Древесные слоистые пластики применяют для облицовки лицевых и особенно рабочих поверхностей кухонной и другой мебели, а также для отделки стен, перегородок, дверных полотен и других элементов жилых помещений. Пластики получают склеиванием нескольких листов шпона смоляными клеями при высоком давлении и температуре. Число слоев зависит от толщины пластика и шпона.

Бумажно-слоистые пластики (типа гетинакса) получают прессованием нескольких слоев (18-20) специальной бумаги, пропитанной синтетическими термореактивными смолами при давлении 7 МПа и температуре 100-125°С. Листы бумаги помещают между металлическими пластинами с полированной поверхностью, благодаря чему они приобретают зеркально ровную поверхность, не требующую дополнительной отделки. Их выпускают толщиной 1,0; 1,3; 1,6-2; 2,5 и 3 мм, длиной от 400 до 3000 мм, шириной от 400 до 1600 мм с интервалом в 25 мм. Прочность на изгиб их не менее 100 МПа, плотность — 1,4 г/см, твердость по Бринелю — 2,5-2,7 МПа и водопоглощение — не более 4%. Поверхность пластиков окрашивают в различные цвета или оклеивают текстурной бумагой для имитации под ценные породы древесины.

Мебель, облицованная пластиками, характеризуется высокими эстетическими, эксплуатационными и гигиеническими свойствами. При использовании этих пластиков упрощается отделка лицевых и рабочих поверхностей мебели, повышается производительность труда, снижаются трудоемкость и себестоимость изделий.

Детали, спрессованные из измельченной древесины, получают путем прессовании опилок (92%), смешанных со смолой (8%), в герметически закрытых пресс-формах при температуре

145-195°С и удельном давлении от 4 до 25 МПа в течение мин на мм толщины.