Склеивание древесины

Склеивание древесины

Склеивание — широко распространенная в деревообработке операция. Оно обеспечивает соединение отдельных частей древесины в одно целое (например, при изготовлении несущих деревянных конструкций), или соединение отдельных деталей (стул, на котором мы сидим), или облицовывание щитов (шпон и древесностружечная плита). Склеивание позволяет значительно сократить расход древесины, сделать деревообработку более технологичным процессом. Только клеи и методы склеивания позволили создать новые эффективные древесные материалы, такие, как древесностружечные плиты, фанера, древеснослоистые пластики. Таким образом, склеенная древесина окружает нас везде.

У читателя могут возникнуть вопросы: что такое клеи, когда они появились, как происходит склеивание? Сделаем попытку ответить на них.

Клеями называют такие составы, которые в определенных условиях затвердевают и соединяют отдельные массивы одного и того же материала или разнородных материалов (древесина — металл, пластмасса — древесина, бумага — древесина и т. д.). Под определенными условиями понимаются химические реакции, нагрев, давление.

Археология и древние рукописи свидетельствуют, что люди еще в давние времена пользовались клеями. Глина — этот древнейший материал — уже была клеем (применительно к строительным материалам). В современном понимании термина «клей» можно вспомнить клеи из шкур (мездровый клей), из костей (костный клей), из рыбных продуктов, из крови животных (альбуминовый клей). Высоко было развито производство клеев животного и растительного происхождения и склеивание ими в древнем Египте, Риме, Афинах, Китае, на Руси.

Большой толчок этому процессу был дан мебельщиками. Дело в том, что раньше детали мебели соединяли механически — шпонками, нагелями, гвоздями. Мебель получалась тяжелой и неуклюжей. Переход к склеиванию в эпоху Возрождения открыл путь создания красивой, комфортабельной, изящной мебели, украшенной художественными деталями, которые изготовлялись из редких пород древесины и наклеивались на детали из обычных пород. В XVII веке начался промышленный выпуск клеев из мездры, костей, рыбных отходов, а затем и белковых клеев (казеиновых и альбуминовых). Однако дальнейший рост потребности в клеях диктовал поиск других, не животного или растительного происхождения, клеев. В 20—30-х гг. XX века в качестве клеев начали использовать синтетические смолы и каучуки, что предопределило появление принципиально новых технологических процессов в деревообработке, резкий рост объемов склеивания. С появлением синтетических  клеев значение животных и растительных клеев упало, и в дальнейшем мы не будем о них упоминать.

Как же происходит склеивание, какие процессы протекают между древесиной и клеем? Сразу же упомянем термин «адгезия» и объясним, как она протекает. Адгезия — это прилипание, связь между поверхностями разнородных или однородных твердых или жидких тел. Связь эта появляется благодаря межмолекулярным взаимодействиям, силам сцепления молекул, атомов, ионов, находящихся в поверхностных слоях контактирующих тел.

Второе важное понятие — «когезия», т. е. сцепление молекул, атомов, ионов между собой в объеме тела. Если соприкасающиеся поверхности однородны, адгезия переходит в когезию, обусловливающую прочность сцепления тел, склеивания. В свою очередь когезия зависит от величины молекул и разнообразных химических свойств  клея. Когезия клеевого слоя характеризует его механические свойства — прочность, жесткость, смачиваемость. Последним свойством нужно управлять, так как только при хорошей смачиваемости клеем можно ожидать, что будет прочное клеевое соединение. Поэтому следят, чтобы клеящие вещества хорошо смачивали склеиваемые поверхности.

В деревообработке применяют значительное количество типов и марок синтетических клеев на основе разнообразных смол как для склеивания древесины и древесных материалов, так и для склеивания древесины с недревесными материалами (металлом, пластмассами).