Технология огнезащищенной фанеры, облицованной строганным шпоном ценных пород древесины

Актуальность работы: В настоящее время при облицовывании древесных материалов используются различные синтетические (бумажнослоистые пластики, пленки на основе бумаг, пленки ПВХ и др.) и тонколистовые древесные материалов (фанера, ДВП, строганый шпон и др.).

Строганый шпон из древесины ценных пород имеет целенаправленное применение для отделки высококачественной мебели, элементов внутренней отделки помещений, в вагонои судостроении (для изготовления конструкционных и декоративно-отделочных панелей стен и перегородок, полов, встроенной мебели и т. д.), строительстве (для архитектурно-декоративной внутренней отделки помещений административных зданий, детских садов, интернатов, школ, общежитий и т. д.).

Такое избирательное применение, связано в первую очередь, с тем, что строганый шпон, представляя собой тонкие листы древесины, является экологически чистым природным материалом, который к тому же отличается от синтетических пленок естественной красивой текстурой и цветом.

Как показывает практика применения различных конструкционных и отделочных материалов для всевозможных элементов конструкций в судостроении и транспортном машиностроении, а также в строительстве — доля древесных отделочных материалов незначительна, т. к. большинство из них горючи, что недопустимо для ряда областей их применения. Поэтому создание композиционного материала — фанеры и фанерных плит, облицованных строганым шпоном ценных пород древесины в огнезащищенном исполнении, имеет научную и практическую значимость.

Согласно требованиям пожарной безопасности, предъявляемым вагоностроением к материалам, используемым во внутреннем оборудовании при строительстве и ремонте пассажирских вагонов [1], материал для облицовки поверхности стен и перегородок, должен относиться к категории трудногорючих, медленно распространяющих пламя, с умеренной дымообразующей способностью и должен быть умеренноопасным по показателю токсичности продуктов горения.

В настоящее время такой декоративно-отделочный и конструкционный материал у нас в стране промышленностью не выпускается.

В мировой практике известен выпуск огнезащищенных декоративных материалов на основе древесины, в которых используется принцип поверхностной защиты. Однако, как показывают натурные испытания, огнезащищенная облицованная фанера (ОЗОФ), полученная по методу поверхностной защиты, имеет низкие пожарно-технические и эксплуатационные характеристики [2].

Анализ научно-технической литературы показал, что проблема создания огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном ценных пород древесины, до настоящего времени не решена ни в научном, ни в прикладном плане. Выпускаемая обычная фанера с декоративной поверхностью (ламинированная, облицованная пленками, строганым шпоном) обладает существенным недостатком — она горюча, и в связи с этим имеет ограниченное применение. А такой декоративный материал, предназначенный для судо-, вагоностроения и ряда строительных объектов, должен обладать не только высокой прочностью, хорошими декоративными свойствами, но и низкой пожароопасностыо, т. к. пожары приводят к большим материальным потерям и человеческим жертвам. Так, например, по сообщению Национальной системы данных США 21% пожаров происходит по причине загорания целлюлозосодержащих материалов (бумага, древесина и т. п.). Ущерб от них составляет 0,1 9% от общего валового продукта [3]. А по данным Лондонского института страхования [4] 34 из 147 судов в Великобритании было потеряно в 1988 году по причине пожаров. А ведь судостроение является крупным потребителем фанеры. На оборудование океанского лайнера используется 12 000 квадратных метров фанеры [5]. Чтобы оценить всю остроту данной проблемы, достаточно посмотреть статистику пожаров в России за последние годы. За период с 1995 по 1999 год в Российской Федерации произошло 558 пожаров с крупным ущербом [6]. К наиболее крупным пожарам, произошедшим в России за последние годы, относятся пожары 1999 года в здании ГУВД в г. Самаре и в 2000 году на Останкинской телевизионной башне в Москве.

Кроме этого, по сравнению со странами Европы, США, Канадой, Японией, количество погибших при пожарах в России в 3−5 раз больше. В конкретных цифрах эта статистика выглядит еще страшнее: около 300 000 пожаров в год, более 16 000 погибших и столько же травмированных. Материальный ущерб от пожаров исчисляется миллиардами рублей [7].

Масштабы пожаров показывают, что в настоящее время еще нет достаточно надежных огнезащищенных материалов на основе натуральной древесины, которые бы могли обладать как прекрасными декоративными свойствами, так и огнезащитными при высокой конструкционной прочности. Создание огнезащищенной облицованной фанеры позволит внести свою лепту в решение проблемы пожарной безопасности.

Разработкой технологии получения ОЗОФ занимаются ученые многих стран мира: США, Японии, Финляндии и др. В настоящее время для облицовывания фанеры, чаще всего используются огнестойкие бумажно-слоистые пластики «персторп» (Швеция), «формика» (Англия) или «манминит» (Россия), которые нашли применение в строительстве, судои вагоностроения. Лучший отделочно-декоративный огнезащищенный материал — бумажно-слоистый пластик «манминит», используемый для облицовывания огнезащищенной фанеры конструкционного назначения, обладает высокой дымообразующей способностью и токсичностью продуктов горения. Учитывая, что дым и токсичные продукты горения — самые опасные поражающие факторы пожара [8] приходится признать, что применение «манмииита» не решает проблемы пожарной безопасности в необходимом объеме. Отметим, что недостатки присущие «манминиту», имеют место и у зарубежных декоративно-отделочных материалов.

Поэтому разработка технологии огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном декоративных пород древесины, обладающей высокими физико-механическими, удовлетворительными пожарно-техническими и санитарно-гигиеническими характеристиками, является актуальной научно-технической задачей.

Цель работы: Целью выполненной работы являлось создание нового огнезащищенного конструкционно-декоративного материала с комплексом заданных эксплуатационных характеристик: пожарно-технических, физико-механических и санитарно-гигиенических.

Направление исследований: Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

1. Выбрать эффективный антипирен и установить оптимальные режимы пропитки строганого шпона, учитывая специфику этого материала (малая толщина и декоративные свойства), которые обеспечивали бы надежную огнезащиту шпона по всему объему, не изменяя его декоративных и физико-механических характеристик.

2. Подобрать составы клеев, исключающих просачивание (проникновение) клея на поверхность строганого шпона и обеспечивающих необходимую прочность облицовывания и санитарно-гигиенические требования к новому материалу.

3. Построить химическую модель адгезионного взаимодействия на границе раздела фаз в системе «огнезащигценный шпон — клей — огнезащищениая фанера» ;

4. Разработать технологические режимы приклеивания огнезащищенного строганого шпона к материалу-основе.

5. Исследовать физико-механические, пожарно-технические и санитарно-гигиенические свойства огнезащищенной облицованной фанеры.

6. Изучить возможность отделки огнезащищенной облицованной фанеры лакокрасочными материалами.

7. Выполнить опытно-промышленные работы по апробации технологии изготовления ОЗОФ на одном из фанерных заводов.

Методы исследований. В работе использованы экспериментальные методы исследований пропитки шпона и математического планирования эксперимента, теория адгезионного взаимодействия клея в системе «облицовочный слой — адгезив — подложка», методики определения физико-механических, пожарно-технических и санитарно-гигиенических свойств нового материала.

Научную новизну работы составляет:

1. Теоретическая модель адгезионного взаимодействия на границе раздела фаз в системе «огнезащищенный шпон — клей — огнезащищенная фанера», позволившая теоретически оценить прочность адгезионного соединения и ее зависимость от содержания антипирена в материале;

2. Регрессионные уравнения, раскрывающие влияние технологических параметров облицовывания на пределы прочности при равномерном и неравномерном отрыве огнезащищенной облицовки от огнезащищенной подложки;

3. Закономерность влияния толщины горючего покрытия на пожарно-технические характеристики огнезащищенной облицованной фанеры.

Практическая ценность работы. Практическая ценность работы заключается в получении нового композиционного материала на основе шпона с хорошими эксплуатационными и декоративными характеристиками и разработке технологии его производства. Эффективность технологии подтверждена выпуском опытной партии в промышленных условиях. Полученный материал по своим эксплуатационным характеристикам (физико-механическим, пожарно-техническим и санитарно-гигиеническим) удовлетворяет требованиям вагоностроения.

Промышленный выпуск данного материала и его применение в транспортных средствах (вагоны, суда и др.) и ряде строительных объектов будет способствовать повышению их пожарной безопасности.

Основные положения, выносимые на защиту:

— Научно-техническое обоснование технологии огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном ценных пород древесины;

— Режимные параметры пропитки строганого шпона ценных пород древесины;

— Теоретическая модель взаимодействия поливинилацетатного клея с огнезащищенной древесиной;

— Регрессионные модели, описывающие пределы прочности при равномерном и неравномерном отрыве огнезащищенной облицовки (строганого шпона) от подложки (огнезащищенной фанеры);

— Режимные параметры облицовывания трудногорючей фанеры строганым огнезащищенным шпоном;

— Пожарно-технические, санитарно-гигиенические и физико-механические свойства нового огнезащищенного материала.

Реализация результатов работы. Основные научные и практические результаты работы реализованы в виде выпуска опытно-промышленной партии огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном ценных пород древесины, на Нижнеломовском фанерном заводе.

Апробация работы. Материалы по теме диссертационной работы докладывались на:

Научно-технической конференции докторантов и аспирантов МГУЛ по итогам научно-исследовательских работ за 2000 год (Москва, 2001);

Научно-технической конференции докторантов и аспирантов МГУЛ по итогам научно-исследовательских работ за 2001 год (Москва, 2002);

Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов МГУЛ по итогам научно-исследовательских работ за.

2002 год (Москва, 2003);

Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов МГУЛ по итогам научно-исследовательских работ за.

2003 год (Москва, 2004);

Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов МГУЛ по итогам научно-исследовательских работ за 2004 год (Москва, 2005).

Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей работы, опубликованы в шести статьях в сборниках научных трудов МГУЛ, а также двух патентах РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы, включающего 118 наименований и приложений. Основное содержание изложено на 209 страницах, включая 36 рисунков и 43 таблицы.

Работа выполнялась в течение 2000;2005 гг. в Московском государственном университете леса на кафедре технологии мебели и изделий из древесины.

Выводы по главе 6.

1. В результате проведенных исследований была установлена принципиальная возможность создания лакокрасочного покрытия на поверхности огнезащищенной облицованной фанеры. Причем в качестве лакокрасочного материала возможно применение материалов, не обладающих огнезащитным эффектом (лак НЦ-218, КО-85).

2. Применение горючих лаков для отделки облицованной ОЗФ возможно при соблюдении верхней границы их технологического расхода, а именно: для материалов, не распространяющих пламя (/=0) — не более 150 г/м — для материалов, медленно распространяющих пламя (0</<20)-не более 320 г/м2.

3. Создание лакокрасочного покрытия на поверхности облицованной огнезащищенной фанеры обеспечивает повышение прочности при статическом изгибе и неравномерном отрыве.

4. Экспериментальными исследованиями установлено, что трудногорючая фанера, облицованная неогнезащищенным строганым шпоном толщиной менее 0,7 мм относится к материалам медленно распространяющим пламя. С повышением толщины облицовки, материал становится быстро распространяющим пламя по поверхности фанеры.

5. Проведенные эксперименты позволили установить, что наиболее целесообразным в промышленных условиях, как с технологической, так и с экономической точки зрения является применение лака марки КО-85, однако окончательное решение этого вопроса возможно только после полного комплекса исследований эксплуатационных, декоративных и технологических аспектов применения данного материала.

ГЛАВА 7. ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОБЛИЦОВАННОЙ ОГНЕЗАЩИЩЕННОЙ ФАНЕРЫ.

7.1 Опытно-промышленные и исследовательские работы при выпуске нового материала.

Изготовление опытной партии огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном ценных пород древесины, было осуществлено на Нижнело-мовском фанерном заводе. На этом заводе во 2-й половине 80-х гг. XX века была освоена технология изготовления ОЗФ на антипирене ДАФ, в настоящее время этот антипирен заменен на антипирен того же класса — МАФ и с его использованием ведется промышленный выпуск огнезащищенной фанеры конструкционного назначения, которая была использована нами в исследованиях как материал-основа.

Для изготовления опытной партии облицованной ОЗФ, была отобрана партия огнезащищенной фанеры конструкционного назначения марки ФСФ-ТВ толщиной 15 мм. Для того, чтобы в процессе облицовывания избежать дефектов непроклея, связанных с неровностями на поверхности материала-основы, отобранная партия фанеры была откалибрована на двухстороннем шлифовальном станке марки ТВ0−64 финской фирмы «Rauma-Repola» .

В настоящем разделе описание технологии и операций изготовления огнезащищенной облицованной фанеры приводится только в той части, которая отражает специфику изготовления этого нового материала.

Пропитка строганого шпона. На фанерном заводе строганый шпон не производится, поэтому для выпуска опытной партии он закупался у других организаций, в связи с чем поступил на завод в сухом виде (влажность шпона составляла 8±2%). Породы закупленного шпона были следующие: дуб, ясень, красное дерево и бук. Толщина шпона всех пород составляла 0,6 мм.

Для проведения эффективной диффузионной пропитки шпона необходимо, чтобы его влажность составляла не менее 60%. Поэтому перед проведением процесса пропитки шпон необходимо было увлажнить.

Для проведения промышленной диффузионной пропитки лущеного шпона на фанерном заводе имеется 5 пропиточных ванн, сваренных из листовой стали (толщиной 3 мм), размерами 2300×900×2080 мм, 3 из них постоянно задействованы под пропитку, а 2 являются резервными. Увлажнение шпона проводили в одной из резервных пропиточных ванн, заполненных водой. Для удобства проведения процесса увлажнения был изготовлен специальный контейнер, в который помешали кноль строганого шпона и затем опускали его в воду на время 20 мин.

После извлечения контейнера из воды кноль строганого шпона помещали в полиэтиленовую пленку и оставляли в горизонтальном положении на 2,5 часа для равномерного распределения влаги по всему объему шпона до достижения влажности 60−70%. После чего кноль шпона раскрывали, помещали на специально подготовленное место перед ванной с раствором антипирена (концентрация раствора 30%, температурой 55 °С) и проводили его пропитку, которая заключалась в окунании листа шпона в пропиточный раствор. В качестве антипирена применялся моноаммонийфосфат выпускаемый по ТУ 2148−123−5 015 182−98. Нагрев раствора проводили насыщенным паром, который подавался в трубы, расположенные на дне и по периметру ванны.

С помощью специально подготовленных зажимных устройств каждый отдельный лист шпона окунали в раствор антипирена и укладывали в стопу на предыдущий лист. Продолжительность окунания и извлечения листа строганого шпона из пропиточного раствора составляла 2−3 с.

Технологическая выдержка шпона. После завершения пропитки сформированную стопу шпона опять помещали в полиэтиленовую пленку, в данном случае уже для прохождения окончательной пропитки в стопе и выравнивания концентрации антипирена по всему объему строганого шпона. Как показали ранее проведенные исследования (разд. 3.2.5), продолжительность этой операции для обеспечения равномерного распределения антипирена по сечению шпона должна быть не менее 16 часов. Наилучший результат достигается при выдержке в течение 24 часов. При выпуске опытной партии технологическая выдержка была проведена в течении 22 часов. После выдержки при разборке стоп не наблюдалось слипания листов шпона, не было и высаливания антипирена на поверхности листов шпона. Следовательно, технологическая выдержка шпона в стопе после пропитки достигла своей цели: произошло снижение концентрации антипирена в поверхностных зонах листов шпона, антипирен равномерно распределился по сечению шпона и не создал дополнительных трудностей на дальнейшей технологической операции сушки шпона при его полистной подаче в сушилку.

Сушка пропитанного шпона. После технологической выдержки пропитанный шпон был высушен в паровой роликовой сушилке СУР-4 при температуре сушильного агента в камере 125 °C, до влажности 4−5%. В связи с тем, что тонкий строганый шпон не рекомендуется сушить в сушилках данного типа из-за возможного возникновения заломов, связанных с провисанием листа шпона, было решено производить сушку совместно с лущеным шпоном толщиной 1,3 мм. Для этого на поверхности листа лущеного шпона по всей ее ширине укладывали узкие листы строганого шпона и закрепляли по переднему краю металлическими скрепками, после чего подавали в сушилку. Время прохождения шпона по всей длине сушилки было установлено, как для шпона толщиной 2 мм и составляло 15 мин.

После сушки не наблюдалось заметных изменений формы листов шпона. Легкий налёт соли наблюдался лишь на краевых зонах листов, которые при послепропиточной выдержке оказывались не перекрытыми соседними листами шпона, а также на пласти верхнего листа стопы, который контактировал открытой поверхностью с воздухом.

Для предотвращения коробления высушенных листов строганого шпона они укладывались в стопу и помещались под груз.

Прирубка шпона. В связи с тем, что ширина строганого шпона находилась в диапазоне 16−26 см, в зависимости от породы, для облицовывания полноформатного листа основы (1600×1600 мм) необходимо использовать несколько полос исходного материала. Для того, чтобы соседние листы шпона в облицовке плотно прилегали друг к другу, их необходимо прирубить и затем соединить по кромке.

Прирубку шпона осуществляли на гильотинных ножницах НГ-18, а реб-росклеивание — на ребросклеивающем станке фирмы «Kuper» с помощью клеевой нити, и вручную — гуммированной лентой. Два варианта ребросклеивания рассматривались в связи с тем, что на заводе нет специального оборудования (станка для склеивания шпона по ширине по кромке) и поэтому было важно рассмотреть два возможных варианта и выбрать наиболее оптимальный с точки зрения качества и производительности.

Нанесение клея и сборка пакетов. При сборке пакетов (пакет состоял из листа фанеры толщиной 15 мм и одного или двух полноформатных листов реб-росклеенного строганого шпона), каждый из которых помещался между листами полиэтилентерефталатной плёнки, в качестве клея использовали дисперсию ПВА марки ДФ50/15 В. Расход составлял 170 г/м2. Клей наносили вручную с помощь шпателя.

Склеивание пакетов. Прессование шпона осуществляли в десятипролет-ном прессе марки ПА 714 с ручной загрузкой пакетов по следующему режиму. Смыкание плит пресса и подъём давления до заданного — 25 с. Затем выдержка под давлением в течение 20 мин. Удельное давление прессования поддерживали в интервале 0,9 — 0,92 МПа. Температура плит пресса составляла 20−25°С. Сброс давления осуществляли в 1 этап в течение 10 секунд.

Облицованная ОЗФ может эксплуатироваться в изделиях с повышенными требованиями по водостойкости. Поэтому нами были склеены и образцы на ме-ламиноформальдегидном клее — пленке «оверлей». Клеевое соединение полученное с использованием данной пленки обладает повышенной водостойкость по отношению к ПВА-дисперсии. Облицовывание проводили при следующих режимах: удельное давление прессования — 1,5−1,55 МПа, температура плит пресса — 130 °C, время прессования — 6 мин. Сброс давления осуществляли в два этапа: первый этап — 15 с, второй этап — 180 с.

Технологическая выдержка фанеры после прессования. После выгрузки листов фанеры из пресса, они были уложены в стопу и выдержаны в течение 24 часов.

Обрезка фанеры. После выдержки в течение суток, фанеру обрезали по формату (1525×1220 мм) пилами с твердосплавными элементами на однопиль-ном станке марки SCMZ30. В ходе операции обрезки отслаивания приклеенного строганного шпона не наблюдалось, что свидетельствует о хорошем качестве склеивания.

Шлифование фанеры.

После обрезки фанеры производили ее шлифование на одностороннем итальянском шлифовальном станке марки SAT.2.

Выполненные работы по изготовлению огнезащищенной облицованной фанеры на операциях пропитки строганого шпона, его сушки, ребросклеивания, нанесения клея и сборки пакетов, прессования, обрезки, шлифования не выявили принципиальных трудностей при изготовлении нового материала и показали, что серийное его производство не потребует больших капитальных затрат.

Полученный при выпуске опытной партии материал был подвергнут комплексным испытаниям в специализированных организациях. В табл. 7.1 приведены результаты физико-механических, пожарно-технических и санитарно-гигиенических испытаний опытно-промышленной партии огнезащищенной облицованной фанеры, где вместе с фактическими значениями указаны и нормативные показатели, величина которых определяется требованиями вагоностроения.

Анализ данных, приведённых в табл. 7.1 показывает, что по всем полученным показателям фанера, облицованная строганым шпоном ценных пород древесины, изготовленная в промышленных условиях, отвечает предъявляемым требованиям и по классификации пожаровзрывоопасности относится к трудногорючим материалам, медленно распространяющим пламя по поверхности, с умеренной дымообразующей способностью и умеренноопасным по показателю токсичности продуктов горения.

Свойства огнезащищенной облицованной фанеры из опытно промышленной партии п/п Наименование показателей Ед. изм. Огнезащищенная фанера* из березового шпона.

Нормативные показатели Фактические значения.

1 2 3.

1. Плотность кг/м3 не более 900 815 796 801.

2. Влажность % 5.10 7,8 8,8 8,3.

3. Предел прочности при неравномерном отрыве облицовочного слоя кН/м не менее 1,4 2,35 2,54 2,57.

4. Предел прочности при статическом изгибе вдоль волокон наружных слоев МПа не менее 60 68,4 71,7 67,4.

5. Влагопоглощение за 24 ч % не более 15 2,5 2,9 2,2.

6.** Разбухание по толщине после водопоглощения в течение 24 ч % не более 15 4,4 5,3 4,6.

7. Показатели горючести по методу ОТМ: — максимальное приращение температуры — потеря массы образца °С % не более 60 не более 60 40 26,1 25 22,4 26 21,8.

8. Индекс распространения пламени — не более 20 2 5 3.

9. Коэффициент дымообразо-вания м2/кг Св. 50 до 500 — 148 188.

10. Токсичность продуктов горения г/м3 40−120 — 55 47.

11. Санитарноэпидемиологические характеристики — TS<1 TS"1 Огнезащищенная фанера облицованная строганым шпоном: 1 — красного дерева с одной стороны- 2 — строганым шпоном дуба с одной стороны- 3 — строганым шпоном бука с двух сторон. ** — образцы, полученные на пленке «оверлей» .

Таким образом, проведенные опытно-промышленные работы показали, что внедрение технологии огнезащищенной облицованной фанеры возможно осуществить на оборудовании Нижнеломовского фанерного завода. В случае освоения новой технологии на другом фанерном заводе необходимо только организовать участок пропитки шпона. Технология не повлияет на санитарногигиеническую обстановку в фанерном цехе и экологическую ситуацию на предприятии в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Придание огнезащищенной фанере высоких декоративных характеристик позволяет использовать ее в качестве конструкционнодекоративного материала и тем расширяет область ее применения на объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности.

Огнезащищенная облицованная фанера должна иметь высокие эксплуатационные и декоративные свойства и сохранять их в течение длительного времени. С учетом этих требований, создание огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном ценных пород древесины, в нашей работе осуществлялось на основе пропитки строганого шпона в растворе антипирена с последующим облицовыванием им огнезащищенной фанеры конструкционного назначения. В диссертации выполнен комплекс поисковых, экспериментальных, теоретических и опытно-промышленных работ, что позволяет сформулировать выводы и результаты исследований.

1. Проведен анализ существующих облицовочных материалов, который выявил, что промышленной технологии производства огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном ценных пород древесины у нас в России нет. Литературные данные по научным исследованиям этого вопроса крайне ограниченны.

2. Выполнен анализ антипиренов, применяемых в деревообработке для огнезащиты древесины. Установлено, что наиболее эффективным антипиреном для пропитки строганого шпона является антипирен моноаммонийфосфат, который хорошо зарекомендовал себя при промышленном выпуске огнезащищенной фанеры конструкционного назначения на Нижнеломовском фанерном заводе.

3. Экспериментальными исследованиями установлено, что высокотемпературные продолжительные режимы пропитки отрицательно сказываются на прочностных и декоративных показателях тонкого лущеного и строганого шпона. Использование в поверхностных слоях огнезащищенной фанеры (ОЗФ) строганого шпона с пониженным содержанием антипирена (~15%) не приводит к снижению пожарно-технических характеристик облицованной фанеры.

4. Изучено влияние режимных параметров пропитки тонкого строганого шпона на поглощение антипирена. Установлены их значения, обеспечивающие требуемую огнезащиту шпона при сохранении натуральных декоративных свойств, а именно:

— Влажность пропитываемого шпона, W=60−70%;

— Концентрация пропиточного раствора, U= 30−31%;

— Температура пропиточного раствора, Т=55−60 °С;

— Продолжительность пропитки, т=2−3 с;

После пропитки строганого шпона необходима его технологическая выдержка в стопе в течение 24 часов.

5. Построена теоретическая модель взаимодействия шпона с клеем при облицовывании ОЗФ конструкционного назначения, позволяющая оценивать значения адгезионной прочности на границах фаз. Установлено, что наличие антипирена в шпоне отрицательно сказывается на прочности приклеивания, вызывая ее уменьшение до 30%.

6. Поисковыми экспериментальными исследованиями ряда марок дисперсий ПВА установлено, что максимальная прочность облицовывания достигается при применении высоковязкой дисперсии марки ДФ50/15 В, которая и использовалась в дальнейших исследовательских работах.

7. Получены адекватные регрессионные зависимости предела прочности при равномерном и неравномерном отрыве от технологических факторов облицовывания ОЗФ. Анализ этих уравнений и использование диссоциативно-шагового метода позволили установить оптимальные технологические параметры облицовывания фанеры для этих обоих случаев и определить их компромиссные значения:

— расход клея 170 г/м ;

— время открытой выдержки 1,25 мин;

— давление прессования 0,9 МПа;

— время выдержки под давлением 20 мин.

8. Экспериментальными исследованиями доказана принципиальная возможность создания огнезащищенной облицованной фанеры с лаковым покрытием. Установлено, что на поверхности облицованной ОЗФ можно формировать лакокрасочные покрытия на основе горючих отделочных материалов, которые при определенном уровне расхода не оказывают влияния на пожарно-технические свойства фанеры. Получена экспериментальная кривая индекса распространения пламени от толщины строганого неогнезащищенного шпона, позволившая установить, что ОЗФ, облицованная неогнезащищенным строганым шпоном толщиной менее 0,7 мм относится к материалам медленно распространяющим пламя. С повышением толщины облицовки, материал становится быстро распространяющим пламя по поверхности фанеры.

9. В условиях Нижнеломовского фанерного завода была изготовлена опытно-промышленная партия огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном дуба, ясеня, бука и красного дерева. На операциях пропитки шпона, его сушки, технологической выдержки, ребросклеивания, нанесения клея и формирования пакета, прессования и механической обработки облицованной ОЗФ принципиальных технологических трудностей для освоения новой технологии не обнаружено.

10. Изучение свойств облицованной ОЗФ показало, что она по пожарно-техническим, физико-механическим показателям соответствует требованиям вагоностроения. Санитарно-гигиенические исследования фанеры, выполненные в ФНЦГ им. Ф. Ф. Эрисмана позволяют рекомендовать новый материал к применению в вагоностроении.

11. Экономическая оценка стоимости нового материала показала, что огнезащищенная фанера, облицованная строганным шпоном ценных пород древесины не дороже огнезащищенной фанеры, облицованной трудногорючим декоративным бумажнослоистым пластиком «Манминит» .

12. Результаты экспериментальных исследований и промышленная проверка возможности производства огнезащищенной фанеры, облицованной строганым шпоном ценных пород, показали, что принципиальных трудностей в освоении серийного производства нового материала нет. Организация выпуска нового материала возможна на действующем оборудовании Нижнеломовского фанерного завода.