способ получения модифицированной древесины

Формула изобретения

Способ получения модифицированной древесины, путем прессования древесной заготовки, включающей пропитку древесины и ее сушку, отличающийся тем, что заготовку предварительно сушат, набирают пакет, подвергают его прессованию в оснастке по горизонтальной плоскости поперек волокон, после чего его сушат, а затем нарезают плоские пластины, из которых нарезают сектора трапецеидального сечения и набирают цилиндрическую втулку заданного размера, направление волокон которой устанавливают перпендикулярно оси ее вращения, производят втрое обжатие по цилиндрической плоскости в направлении, перпендикулярном оси вращения, затем пропитывают ее смесью масла и модификатором, помещая нагретую деревянную заготовку в стальной обойме в более холодную среду.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению изделий из модифицированной древесины, и может найти применение в мебельной промышленности, машиностроении, сельхозстроении как заменитель подшипников скольжения.

Известен способ контурного прессования и торцевого гнутья по методу профессора Хухрянского П. Н. (Хухрянский П. Н. Прессование древесины. - М.: Лесная промышленность, 1964, с.124).

Известен способ модификации древесины, включающий пропитку ее терефталоилхлоридом с диэтиловым эфиром с последующим экстрагированием и сушку, при этом перед пропиткой древесину обрабатывают раствором изопропилата натрия в изопропиловом спирте, экстрагируют изопропиловым спиртом в течение 6-8 ч и сушат до постоянной массы (А.С. СССР 1242366, кл. В 27 К 5/06, 1986).

Известен также способ получения модифицированной древесины, включающий ее обработку мочевиной и уплотнение волокон в радиальном и тангенциальном направлениях. Для повышения физико-механических показателей путем получения древесины с плотностью, близкой к плотности древесинного вещества, древесину уплотняют при скорости не более 2 мм/мин вначале в аксиальном направлении на 5-6% воздействием пульсирующей нагрузки, затем уплотняют статическим напряжением в радиальном направлении на 9-29%, после чего - в тангенциальном направлении не более чем на 29% (А.С. СССР 1655780, кл. В 27 К 5/06, 1990).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ получения изделий из модифицированной древесины, включающий обработку древесины мочевиной и сушку под давлением, при этом заготовки цилиндрической формы делят в осевой плоскости на два равных полуцилиндра, пропитывают мочевиной, совмещают их в плоскости разъема и сушат под давлением в матрице прямоугольной формы (А.С. 1248802, кл. В 27 К 5/06, 1986).

Недостатками этого способа являются низкие прочностные и плотностные механические и антифрикционные характеристики полученной древесины.

Задачей изобретения является повышение прочности и плотности древесины с заданными механическими и антифрикционными свойствами.

Для этого в известном способе получения модифицированной древесины путем прессования древесной заготовки, включающей пропитку древесины и ее сушку, заготовку предварительно сушат, набирают пакет, подвергают его прессованию в оснастке по горизонтальной плоскости поперек волокон, после чего его сушат, а затем нарезают плоские пластины, из которых нарезают сектора трапецеидального сечения и набирают цилиндрическую втулку заданного размера, направление волокон которой устанавливают перпендикулярно оси ее вращения, и производят втрое обжатие по цилиндрической плоскости в направлении, перпендикулярном оси вращения, с последующей пропиткой ее смесью масла и модификатором, помещая нагретую деревянную заготовку в стальной обойме в более холодную среду. В качестве масла используют различные виды масел: трансформаторное, марки ИПГ 18 и др. В качестве модификатора используют церезин, и/или скипидар, и/или суспензию фторопласта и фталоцианиновой меди.

На чертеже изображена наборная втулка.

Наборная втулка 1 содержит сектора трапецеидальной формы 2 с направлением волокон древесины 3.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно просушенные до влажности 8-10% березовые заготовки размером 50х125х400 мм смазываются по плоскости контакта клеем, например клеем БФ, собирают в пакет размером 250х125х400 мм и подвергают прессованию по горизонтальной плоскости поперек волокон на 50-60% в специальной оснастке в холодном состоянии (например, при температуре 18-22^oС).

Зафиксировав в оснастке, уплотненную древесину помещают в сушильную печь, где она сушится при температуре 105-110^oС до достижения влажности 6-8%.

Затем из уплотненного пакета нарезают плоские пластины, из которых в свою очередь нарезают сектора трапецеидального сечения и набирают цилиндрическую втулку заданного размера, устанавливая сектора таким образом, чтобы направление волокон было перпендикулярно оси вращения.

Смазав клеем плоскости контакта секторов, производят повторное ее обжатие по цилиндрической плоскости в направлении, перпендикулярном оси вращения с последующей пропиткой запрессованной в металлическую обойму втулки, помещая втулку в нагретое масло марки И 20А до температуры 120^oС, а затем последовательно в смесь масла с модификатором, нагретых до температуры 95^oС и 40-60^oС соответственно. Нагрев масла производится промышленными электронагревателями для масла.

Обжатие производят путем проталкивания втулки через конусные переходники и фиксацией обжатой втулки в стальной обойме в 2-3 цикла для обеспечения заданных прочностных характеристик модифицированной древесины.

Для обеспечения заданных механических и антифрикционных свойств запрессованную в стальную обойму втулку помещают в первую ванну с нагретым до температуры 120^oС маслом марки И-20А (ГОСТ 20799), где выдерживают 10-20 часов при температуре 120^oС для удаления остатков влаги. Окончание процесса удаления влаги, а соответственно, выдержка по времени втулки в первой ванне определяется визуально - прекращается бурление масла, т.е. прекращается выделение пузырьков воздуха, образовавшихся от испарения влаги из деревянной втулки.

Нагретую и просушенную таким образом втулку из первой ванны помещают во вторую ванну с более низкой температурой смеси, %:

масло ИПГ - 18-40

церезин - 40

скипидар - 20

и выдерживают в течение 5-6 часов при температуре 95^oС.

Скипидар улучшает пропитываемость, церезин - снижает набухаемость и повышает кислотно-щелочную стойкость и за счет возникшего разряжения в капиллярах древесины, т. е. естественного вакуумного эффекта, получаемого за счет разницы температур, обеспечивается направленность пропитки по естественным капиллярам древесины, а изменение температурных режимов пропитки позволяет регулировать глубину пропитки и получать слой уплотненной древесины с заданными характеристиками.

В таблице приведены свойства древесины, полученные по предлагаемому способу.

Для получения прессованной и модифицированной древесины с заданными антифрикционными и механическими свойствами нагретую втулку до температуры 95^oС из второй ванны помещают в третью ванну, заполненную смесью, %:

масло ИПГ - 18-50 - 55

церезин - 20

скипидар - 20

и одним из модификаторов: суспензией фторопласта 5-10% или фталоцианиновой меди 5-10%, нагретую до жидкого состояния 40-60^oС, и выдерживают в течение 2-3 часов. Из полученной таким образом древесины изготавливают втулки с целью замены вкладышей из цветного металла подшипников скольжения и качения.

Источники информации

1. Хухрянский П.Н. Прессование древесины. - М.: Лесная промышленность, 1964, с.124.

2. Авт.св. СССР 1242366, М.Кл. В 27 К 5/06.

3. Авт.св. СССР 1655780, М.Кл. В 27 К 5/0.

4, Авт.св. СССР 1248802, М.Кл. В 27 К 5/06.