При выборе клея необходимо учитывать достаточно много факторов: свойства склеиваемых материалов, требования к качеству соединения, технологические параметры процесса склеивания, свойства самого клея и (не в последнюю очередь) его стоимость.
Одними из наиболее дешевых и распространенных клеевых систем, применяемых на деревообрабатывающих предприятиях, являются системы на основе карбамидоформальдегидных смол. Помимо низкой стоимости эти смолы обладают целым рядом преимуществ. Они обеспечивают высокую прочность соединения, бесцветны и светойки, их можно использовать в горячих прессах с контактным и ТВЧ-нагревом, существенно сокращая время полимеризации. Есть у них и недостатки, но в настоящее время эффективной альтернативы в ряде областей деревообработки им попросту нет.
Проблемы и решения
Карбамидоформальдегидные смолы, которые являются основой для многих широко распространенных клеевых систем, получают при реакции поликонденсации в водном растворе карбамида с формальдегидом.
Количество свободного формальдегида в смоле характеризуется его мольной долей и условиями синтеза. Смолы, обладающие лучшими физико-механическими свойствами, должны содержать достаточно большое количество свободного формальдегида. Но, с другой стороны, повышенное содержание свободного формальдегида в клее нежелательно из-за его токсичности. Это противоречие частично разрешается специальными условиями синтеза карбамидных олигомеров, многоступенчатой конденсацией исходных продуктов, когда начинают процесс при мольном количестве формальдегида 1,8...2,2 , а заканчивают при мольном отношении формальдегида 0,9...1,2 на 1 моль карбамида. При таком способе синтеза удается снизить содержание свободного формальдегида в клее до 0,05...0,15% без существенного ухудшения его физико-механических характеристик. Существуют и другие способы снижения содержания свободного формальдегида в клее, например, добавление различных веществ, которые в процессе полимеризации клея связывают большую часть свободного формальдегида, сохраняя прочность и другие свойства клеевого шва на высоком уровне.
Клей марки Duroxill
Компания «Тул Лэнд» предлагает) предлагает карбамидоформальдегидные клеевые системы Duroxill производства фирмы Durante&Vivan (Италия) Они обеспечивают предельно низкую на сегодняшний день эмиссию формальдегида из клеевых швов готовых изделий, которая соответствует всем европейским и российским нормативам.
Компания добилась этих результатов за счет совершенствования технологии производства смол (о которой мы коротко рассказали выше), а также за счет модификации смол специальными веществами, рецептура которых разработана специалистами фирмы.
Компания «Тул Лэнд» предлагает клей марки Duroxill 848, широко применяемый для облицовывания древесных плит, включая плиты с сотовым заполнением, различными материалами (шпоном, декоративным пластиком и бумагой), для изготовления гнутоклееных деталей из шпона, а также для склеивания деталей из древесины различных пород. Изделия, в которых был использован этот клей, предназначены для эксплуатации внутри помещений в нормальных температурно-влажностных условиях.
Несмотря на то, что клей низкомольный и экологически безопасен, он обеспечивает высокую прочность клеевого шва и полностью сохраняет все достоинства карбамидо-формальдегидных клеев. Он не меняет цвета древесины и шпона, в отличие от большинства клеев на основе поливинилацетата «не пробивает» шпон в процессе облицовывания. В отвержденном состоянии клей не имеет запаха, стоек к воздействию окружающей среды, обладает хорошей биологической стойкостью. КФ-клей проявляет большую термостойкость по сравнению с клеями на основе ПВА.
Клей удобен для транспортировки и хранения, поскольку выпускается в виде порошка в мешках по 25 кг. Срок хранения при 20°С в сухом помещении составляет 6 месяцев. Клей Duroxill 848 хорошо адаптирован к автоматическому оборудованию для приготовления, и нанесения. Он однокомпонентный и готовится простым смешиванием с водой в установленных пропорциях.
Автоматизация процессов нанесения клея позволяет экономить время и деньги. Клей наилучшим образом подходит для использования в линиях непрерывного действия с ТВЧ-прессами. Время отверждения при температуре в зоне клеевого шва 100°С составляет около 35 секунд. При использовании прессов периодического действия с контактным способом нагрева к этому времени необходимо добавить время, необходимое для прогрева шпона (порядка 1 минуты).
Клей показал себя наилучшим образом и при использовании для облицовывания рельефных деталей в мембранно-вакуумных прессах.
Клей выгоден не только благодаря более низкой цене по сравнению с другими клеями, но и с точки зрения расхода (от 80 до 180 г/м²).
Еще одно достоинство клея Duroxill 848 — большое время, в течение которого готовый клей сохраняет свою жизнеспособность (до 11часов при 20°С).
Рекомендации по использованию клея
Клей Duroxill 848 наносится на одну из соединяемых деталей любым из известных способов. Главное условие при этом — равномерность нанесения и соблюдение дозировки. Клей активно впитывается пористыми поверхностями и для того, чтобы устранить возможность его полного поглощения, рекомендуется при склеивании очень пористых поверхностей добавлять в клеевую смесь наполнители Farinit 01 или Farinit 94, которые можно заменит вини-ловым клеем (Dudivil NP6, Dudivil P45).
Как известно, некоторые лиственные породы содержат в составе древесины вещества, негативно влияющие на свойства клея. При склеивании деталей из древесины таких пород (например, березы, бука, клена) необходимо в готовый клей добавлять до 20-30% клея Dudivil P61H для улучшения адгезии. Но при этом следует иметь ввиду, что добавки наполнителя или винилового клея увеличивает время прессования.
Следует иметь в виду, что для получения высокого качества клеевого шва необходимо обеспечить влажность древесины склеиваемых деталей в пределах 8-12% и температуру воздуха в цеху не ниже 18-20°С.
Для смешивания клея Duroxill 848 с водой нельзя применять емкости, выполненные из меди и сплавов на ее основе. Наилучшим материалом для таких емкостей является нержавеющая сталь, допускается стекло и пластик. Одной из причин, по которым снижается качество клеевого шва, является разнотолщинность материала-основы и облицовочного материала (шпона). Поэтому перед нанесением покрытия плиты ДСП или МДФ должны быть тщательно откалиброваны
Технологии ТВЧ-прессования — наступление по всем направлениям
В настоящее время использование ТВЧ-нагрева в процессе прессования клеевых соединений в деревообработке все более широко применяется в промышленных масштабах. Принципиальным преимуществом этой технологии можно считать избирательность нагрева. За счет нагрева только клеевого шва достигается высокая скорость процесса активации клея и всего цикла склеивания, при этом плиты пресса (пресс-форма) остаются холодными. Отсюда — минимальная остаточная деформация детали после цикла склеивания. Нет необходимости в предварительном нагреве пресс-форм, не нужны сложные и ненадежные нагревательные элементы, существенно упрощается конструкция плит пресса.
Долгое время внедрение ТВЧ-технологий сдерживалось целым рядом факторов, которые в современных установках практически устранены. За последнее десятилетие резко повысилась надежность и энергоэффективность оборудования ТВЧ, включая генераторы. Последние разработки обеспечили равномерный прогрев всей площади пакета, минимальные потери энергии, полную безопасность персонала и отсутствие радиочастотных помех. Разработаны эффективные режимы прессования, включая оптимальные значения температуры в зоне клеевого шва, подводимой мощности, давления и продолжительности прессования. Температура в зоне клеевого шва может быть точно отрегулирована в широком диапазоне, позволяя использовать такие прессы для склеивания деталей из древесины любых пород.
Преимущества ТВЧ-прессов
Наиболее ярко преимущества ТВЧ-прессов проявляются при изготовлении клееного щита. И дело здесь не только в повышении производительности, но и в том, что ТВЧ-прессы позволяют резко сократить объем брака. При высоких температурах прессования в обычных горячих прессах возникает опасность изменения окраски заготовок и появления трещин в древесине. Это характерно для некоторых твердолиственных пород, например, дуба и бука. При длительном прессовании при температуре более 100°C происходит досушка и усадка древесины. Разница температур верхней и нижней плит пресса в 5°C вызывает коробление щита. И чем выше температура прессования, тем больше опасность деформации.
Область применения ТВЧ-прессов стремительно расширяется. Помимо производства и облицовывания щита, они применяются в производстве клееного бруса, включая конструкционный, а также при сборке дверных и оконных блоков. Среди европейских производителей ТВЧ-техники для деревообрабатывающих предприятий следует выделить компанию Obel-P Automation A/S. Компания предлагает широкий модельный ряд прессов различного назначения с ТВЧ-генераторами собственной разработки со всеми необходимыми средствами автоматизации и механизации вспомогательных работ. Установки этой компании имеют систему управления с программируемым логическим контроллером, который способен управлять процессом прессования в автоматическом режиме в реальном времени или по заранее заданной программе. Компания выпускает прессы периодического действия и проходные высокопроизводительные прессы, а также автоматизированные линии прессования с системами предварительной сортировки ламелей и другими необходимыми системами.
В России фирма Obel-P Automation A/S активно сотрудничает с группой компаний «Глобал Эдж» в области разработки комплексных решений и поставок оборудования для российских предприятий.
