Стадия приготовления щепы

Приготовление щепы осуществляют из предварительно окорен­ной древесины. Окоривание поступившего на завод сырья (длин­номерной древесины, коротья, отходов лесопиления и т. п.) про­изводят в корообдирочных барабанах, водоструйных корообдирках или на ножевых корообдирочных станках. Кора ухудшает внеш­ний вид изделия, увеличивает его водопоглощение при содержании ее в массе свыше 17% существенно снижает механическую прочность.

Освобожденная от коры древесина поступает на грубое из­мельчение. Длинноразмерную древесину распиливают дисковыми пилами с горизонтальной (балансирные пилы) или вертикальной (маятниковые пилы) качающейся рамкой. Толстые чураки раска­лывают на дровокольных станках с неподвижным или движущим­ся поступательно-возвратно клином. Полученные заготовки дли­ной 1500 мм измельчают в щепу на специальных рубильных машинах, рабочим органом которых является массивный стальной диск толщиной 100 мм и более и диаметром до 3000 мм, на ко­тором закреплены ножи. В зависимости от диаметра диска ко­личество ножей может изменяться от 10 (при диаметре 2000 мм) и более. Диск приводится во вращение электромотором, его час­тота вращения 585 мин^-1.

Древесину легче рубить вдоль волокон, чем поперек, поэтому поленья подаются к диску под углом 35... 45° по специальному на­клонному лотку.

Для нормальной работы размольных агрегатов необходимо получать щепу одинаковых размеров: длина вдоль волокон 20...25 мм, поперек волокон 15...30 мм и толщина 3...5 мм. Из ру­бильной машины щепа выходит неодинаковая по величине, по­этому она сортируется на вибрационных плоских или барабанных ситах. Отсортированная щепа подается на мелкое измельчение к размольным агрегатам. Предварительно ее промывают в промы­вочном баке и затем на обезвоживающем винтовом конвейере, где щепу дополнительно промывают, свежей водой.

Стадия получения древесного волокна

Получение древесного волокна осуществляют одним из трех способов: механическим, термомеханическим или химико-механи­ческим.

Необходимость размола заключается в получении тонких воло­кон с длиной, обеспечивающей хорошую свойлачиваемость при фор­мировании ковра. Качество получаемого волокна (толщина и дли­на) зависит от породы применяемой древесины и способа его получения.

Качество волокна оценивается по скорости обезвоживания гид­ромассы. С учетом этого сконструирован прибор, с помощью ко­торого по скорости свободного водоотделения определяют тонкость помола волокна в градусах Шопера-Риглера (°ШР) — автора при­бора.

В зависимости от применяемого вида древесины, способа раз­мола и типа размольной машины получаемое волокно может иметь средний диаметр 30...50 мкм и среднюю длину от сотых долей мил­лиметра до 3...4 мм. Слишком короткие волокна не могут быть использованы для получения мягких ДВП, поэтому выбор спосо­ба размола и типа размольной машины при их производстве име­ет решающее значение.

Механический способ получения волокна основан на истирании чураков быстровращающимися рифлеными дисками без прогрева или с прогревом древесины, с применением химических веществ и других средств, облегчающих размол древесины. Процесс раз­вертывания удельной поверхности древесноволокнистой массы при этом способе размола связан с большой затратой энергии. Как правило, в размольные аппараты добавляют большое коли­чество подогретой воды для облегчения размола и повышения выхода кондиционной волокнистой массы. Механический способ размола не нашел широкого применения вследствие больших за­трат электроэнергии (800 кВт на 1 т сухой волокнистой массы) и невозможности переработки древесины в виде щепы.

Термомеханический способ размола древесины основан на двустадийной обработке щепы: предварительном разогреве ее горя­чей водой (не ниже 70°С) или паром высокого давления с темпе­ратурой 170...190°С и последующем истирании ее между вращаю­щимися с разной скоростью или в разные стороны рифлеными дисками. Разогрев щепы обычно производят в специальной каме­ре размольной машины (дефибратора или рафинатора). Под воз­действием теплоты и влаги лигнин древесины размягчается, ос­лабляя связи между волокнами; легко гидролизуемые углеводы гидролизуются и расщепление древесины на волокна существен­но облегчается.

Древесное волокно, получаемое этим способом, характеризу­ется ненарушенной структурой при высокой тонкости помола. В зависимости от требуемой тонкости волокон размол осуществляют в одну или две стадии. При производстве мягких ДВП не­обходим двустадийный размол.

Для первичного помола применяют дефибраторы или быстро­ходные рафинеры — машины с быстровращающимися рифлеными дисками, а для повторного — рафинаторы, голлендеры, обеспечи­вающие тонкий размол при более мягком воздействии на древе­сину. Термомеханический способ наиболее распространен в прак­тике приготовления древесноволокнистой массы, для него харак­терно получение массы с высоким содержанием длинных и тон­ких волокон при сравнительно небольшом расходе электроэнергии (200...260 кВт на 1 т сухого волокна), что достигается за счет термовлажностной обработки щепы.

Химико-механический способ основан на различной растворимости компонентов древесины в слабом растворе щелочи и реа­лизуется в два этапа: проваривание древесной щепы в слабощелочном растворе и механический размол проваренной щепы. При варке древесины в слабощелочном растворе происходит полное постепенное растворение лигнина и частичное гемицеллюлозы и инкрустирующих веществ, соединяющих волокна. Это существен­но облегчает размол древесины и обеспечивает получение элас­тичных длинных волокон, пригодных для производства высокока­чественных мягких плит.

Однако этот способ не получил широкого применения вслед­ствие сложности химической подготовки сырья перед размолом и малого выхода волокна (до 80%).

Полученную при первичном размоле древесную массу разбав­ляют водой до концентрации 0,3...0,5% и подвергают мокрой сор­тировке путем пропускания гидромассы через плоские сита с раз­мером отверстий 5...6 мм. Недомолотые частицы сгущают до 4...5% и направляют на повторный размол. Гидромассу из конди­ционных волокон направляют на вторичный помол, для ко­торого широко используют голендоры непрерывного действия, в которых получают эластичное и хорошо гидратированное волокно.

Стадия подготовки волокнистой массы

Подготовка волокнистой массы для формования плит включа­ет повышение концентрации волокон до 2,5...3% с целью умень­шения емкости массовых бассейнов и снижения электроэнергии, потребной на ее перекачку, и проклейку массы.

Сгущение гидромассы производят в особых аппаратах — сгу­стителях, из которых ее затем перекачивают или направляют са­мотеком в массовые бассейны, оборудованные смесительными ме­ханизмами. Проклейку волокнистой массы (обработка ее эмуль­сиями химических веществ) производят при непрерывном переме­шивании гидромассы для улучшения свойств готовых изделий. Прочность ДВП повышают введением в гидроволокнистую массу водных эмульсий окисляющихся масел (льняного, конопляного и др.) либо синтетических (фенолоформальдегидных и др.) смол. Повышения водостойкости достигают введением гидрофобных эмульсий, в основном парафиновой, канифольной, битумной, в ко­личестве до 2%. Эмульсия осаждается на волокно в кислой среде (pH — 4...5); для получения такой среды в гидромассу вводят серную кислоту (1%) или сернокислый глинозем (0,5%). Повы­шения биостойкости ДВП добиваются введением в гидромассу ан­тисептиков (фтористого и кремнефтористого натрия, крезола и др.). Огнестойкость повышают за счет введения антипиренов (серно­кислого аммония, железоаммонитофосфата и др.).

Следует отметить, что введение перечисленных водораствори­мых добавок эффективно при сухом способе производства ДВП, т. е. твердых их разновидностей. При мокром же способе (при получении мягких ДВП) эффект проклейки заметно снижается, так как при обезвоживании ковра во время формования изделий часть добавок уходит из массы с отжимными водами.