Результат интеллектуальной деятельности: Способ упрочняющей декоративной обработки изделий из древесины

Изобретение относится к технологии деревообработки и может быть использовано в производстве отделочных материалов, напольных покрытий, деталей мебели и товаров народного потребления.

Известен способ декоративной обработки древесины, включающий создание текстурной рабочей поверхности путем дробеструйной обработки или обработки щетками, нанесение защитно-декоративного покрытия, покрывающего полученный ранее рельеф [А.с. 1826938 СССР, МПК B27K 5/00. Способ декоративной обработки поверхности древесины / Матюшкин В.В., Конорев В.П.; заявители и патентообладатели - Матюшкин В.В., Конорев В.П. №5013168/05; заявл. 20.11.91; опубл. 07.07.93, бюл. №25].

Недостатком данного способа является низкая прочность поверхностного слоя и невысокая экологичность получаемых деталей и изделий по причине содержания в составах защитно-декоративных материалов химически вредных веществ.

Известен способ создания на поверхности древесины рельефа, соответствующего природной текстуре с усиленным цветовым контрастом между ранней и поздней зонами древесины, включающий обжиг древесины огнем и механическое удаление сгоревших и более мягких волокон древесины на различную глубину [А.с. 2010/0044904 US, МПК В29С 59/08. METHOD OF CREATING DECORATIVE WOOD / Yuri Udovik, Oleg Udovik; заявители и патентообладатели - Yuri Udovik, Oleg Udovik №12/229,336 заявл. 22.08.08; опубл. 25.02.10].

Недостатками данного способа являются пониженные гигиенические свойства (сложность очистки рельефа от загрязнений), хрупкость и низкая прочность рельефного поверхностного слоя древесины, что делает затруднительным применение изделий, полученных таким способом в качестве отделочных материалов, подверженных истирающим, ударным и статическим нагрузкам.

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ получения плоского декоративного рисунка, обладающего оптическим эффектом объемного изображения на поверхности уплотненной древесины, заключающийся в пропитке древесины газообразным аммиаком, сушке, горячем прессовании рельефного рисунка и механическом удалении полученной рельефной поверхности с последующим шлифованием и полированием [Пат. 2055743 Рос. Федерация, МПК6 В44С 1/24. Способ получения плоского декоративного рисунка, обладающего оптическим эффектом объемного изображения, на поверхности уплотненной древесины / Короленко В.Г., Постнов В.И., Фадеев Е.А., заявители Короленко В.Г., Постнов В.И., Фадеев Е.А.; патентообладатель Короленко В.Г. - №5032375/12; заявл. 16.03.92, опубл. 10.03.96 - 2 с.].

Недостатками данного способа являются низкая экологичность, высокая трудоемкость.

Существенным отличием предлагаемого способа обработки древесины является упрочнение с одновременным выравниванием поверхностного слоя древесины без использования химических веществ.

Технический результат изобретения заключается в повышении поверхностной твердости, долговечности, а также экологичности получаемых изделий, снижении гигроскопичности, повышении гигиенических свойств.

Заявленный технический результат способа декоративной обработки поверхности древесины достигается следующим образом.

Заготовки из высушенных пиломатериалов преимущественно тангенциального распила обжигают огнем, например, паяльной лампы или газовой горелки. Затем обожженную огнем поверхность обрабатывают механическим способом, например, струйно-абразивным, или металлическими или нейлоновыми абразивными щетками, в том числе с использованием электрифицированного инструмента, щеточных станков; либо химико-механическим способом, например, травлением раствором серной или соляной кислоты и далее механическим способом, с целью полного или частичного удаления сгоревших и более мягких волокон древесины. В результате данной обработки получают рельефную поверхность, выявляющую и подчеркивающую природную текстуру и фактуру древесины. Совокупность операций обжига и механической обработки обеспечивает усиление цветового контраста между ранней и поздней зонами древесины, что придает декоративный внешний вид древесине, похожий на состаренную поверхность. Далее рельефные заготовки прессуют, например, в прессе с плоскими плитами. Величина упрессовки древесины составляет 5÷50%. Выравнивание полученного рельефа путем прессования обеспечивает уплотнение поверхности заготовки, увеличение поверхностной твердости и прочности, снижение гигроскопичности. Прессование поперек волокон приводит к уплотнению и упрочнению древесины, в том числе клеток поздней зоны, что повышает устойчивость к воздействию истирающих, ударных и статических нагрузок. Выравнивание рельефа также повышает гигиенические свойства изделий, поскольку облегчает уход за декоративной поверхностью при уборке.

На фиг. 1 приведены фотографии деревянных заготовок с рельефом, полученным путем обжига и механической обработки.

На фиг. 2 показана схема прессования деревянной заготовки с рельефом. На фиг. 2 использованы следующие обозначения: 1 - неподвижная плита пресса, 2 - подвижная плита пресса, 3 - заготовка рельефом, 4 - металлические упоры, ограничивающие перемещение плит и степень упрессовки древесины.

На фиг. 3 представлена фотография заготовки после обработки давлением.

Сущность способа декоративной обработки поверхности древесины поясняется следующими примерами.

Пример 1. Заготовку из пиломатериала сосны толщиной 12 мм, размерами 50×200 мм, влажностью 8% обжигают огнем паяльной лампы на глубину 1÷2 мм до получения равномерного темного оттенка поверхности древесины. Затем с обожженной поверхности удаляют сгоревшие и менее плотные слои древесины в направлении волокон ручными щетками: сначала металлической до выявления требуемой текстуры и фактуры, затем нейлоновой средней жесткости для удаления поднявшегося ворса. В результате обработки получают фактурную поверхность с высотой выступов рельефа до 2,0÷2,5 мм, с ярко выраженной текстурой древесины. После получения рельефной поверхности заготовку укладывают в гидравлический пресс с плоскими плитами. С обеих сторон вдоль кромок заготовки устанавливают металлические упоры высотой 8 мм. Заготовку прессуют до толщины, равной высоте упоров, с выдержкой в сжатом состоянии до 5 с; при этом величина упрессовки составит 33,3%. Далее заготовки отправляют на чистовую механическую обработку: формирование шпунта и гребня с целью подготовки элементов соединения для получения отделочного стенового покрытия.

Пример 2. Заготовку из пиломатериала сосны толщиной 12 мм, размерами 75×300 мм, влажностью 10% обжигают огнем паяльной лампы до получения равномерного темного оттенка поверхности древесины. Затем производят рельефную обработку поверхности с одновременным удалением сгоревших и менее плотных слоев древесины на брашировочном станке. В результате обработки получают фактурную поверхность с высотой выступов рельефа до 2,0÷2,5 мм, с ярко выраженной текстурой древесины. После получения рельефной поверхности заготовку укладывают в гидравлический пресс с плоскими плитами. С обеих сторон вдоль кромок заготовки устанавливают металлические упоры высотой 5 мм. Заготовку прессуют до толщины, равной высоте упоров, с выдержкой в сжатом состоянии до 5 с; при этом величина упрессовки составит 41,6%. После снятия нагрузки наблюдается частичное изменение размеров заготовки за счет упругого восстановления волокон древесины.

Технико-экономическое обоснование предлагаемого изобретения заключается в возможности использования малоценных хвойных пород древесины вместо дефицитных твердолиственных пород за счет изменения физико-механических свойств поверхности древесины предложенным способом. В результате повышаются экологичность заготовок, прочность и твердость поверхностного слоя, сопротивляемость истирающим, ударным и статическим нагрузкам, снижается гигроскопичность, т.е. повышаются их потребительские свойства.