ПРОДУКЦИЯ

Общие сведения о сотовых заполнителях, строение и геометрические характеристики

Сотовый заполнитель – это материал, который заполняет объем между двумя тонкими несущими слоями. Формируется из тонколистовых материалов и представляет собой множество смежных изолированных друг от друга каналов, напоминающих пчелиные соты. (рис. 1).

Характеризуется следующими параметрами δ1 – толщина одинарной грани ячейки, δ2 – толщина сдвоенной грани ячейки, аS – ширина сдвоенной грани ячейки, hСЗ - высота сотового заполнителя. Однако толщину и ширину одинарных и сдвоенных граней производители для бумажных сотовых заполнителей не указывают, а обозначают диаметр ячейки – расстояние между сдвоенными гранями ячейки, которое получается при правильном растяжении сотового заполнителя (рис. 2).

Сечение каналов, или ячеек может быть шестигранным, четырехгранным (один из вариантов – перетянутая шестиугольная ячейка, в которой угол раскрытия ячейки равен 90°), прямоугольным, а также более сложным – так называемая флекс-ячейка (рис. 3).

Название данного класса материалов возникло благодаря сходству с пчелиными сотами.

Бумажный сотовый заполнитель (БСЗ) с шестигранной формой ячейки наиболее распространенный и обладает максимальной жесткостью и предназначен для изготовления плоских панелей, с четырехгранной – для изготовления панелей цилиндрической формы (он обладает прекрасной гибкостью в одной плоскости). Гибкая флекс-ячейка позволяет формировать трехмерные криволинейные поверхности.

Сотовый заполнитель может быть различной высоты: от 4 до 100 мм. Размер ячеек варьируется в диапазоне от 8 до 60 мм.

Появление сотового заполнителя обязано поискам авиационных инженеров нового материала, необходимого для заполнения среднего слоя в сэндвич-конструкциях (такая конструкция состоит из двух оболочек, пространство между которыми заполнено более легким наполнителем, и обладает высокой жесткостью и прочностью при малом весе). Впервые сотовый заполнитель (СЗ) был изготовлен, как это неудивительно, владельцем цирка Джорджем Мэем в 1943 году. Это был тот редкий случай, когда авиационные инженеры испытывали серьезное искушение расцеловать владельца цирка всем коллективом. Материал получился очень удачный и нашел широкое применение в военной технике. Авиаконструкторы сделали их влагоустойчивыми, пропитав фенольными смолами. Получившийся в итоге материал нашел широкое применение в военной технике.

Совершенствование сотовых заполнителей и технологий их изготовления определялось, главным образом, требованием аэрокосмической техники и шло весьма бурно. БСЗ вскоре стали применяться и в других отраслях промышленности. Сотовые крылья бомбандировщика В-36 выдерживали прямое попадание зенитного снаряда среднего калибра, инженерам Philips сотовые конструкции помогли добиться хорошей акустики концертных помещений, а инженерам Italcantieri – избавить экипажи торпедных катеров от рева мощных двигателей. Соты значительно снизили вес боевых вертолетов, обеспечили легкость транспортировки сборных сотовых домов для полярников. Пассажиров японских скоростных поездов соты спасали от пожаров, а британских десантников от зажигательных бомб.

В СССР СЗ использовались в основном военными ведомствами в ракетно-космической технике, самолетостроении и отчасти в гражданском строительстве. За рубежом были куплены несколько установок для производства БСЗ.

В 1978 г. был утвержден Государственный стандарт СССР ГОСТ 23233-78 «Заполнитель сотовый бумажный. Технические условия», были запатентованы способы производства сот. К сожалению, в гражданском строительстве в СССР БСЗ не прижился, в производстве дверных полотен он был вытеснен ДСП. Но в последние годы ситуация в нашей стране начала меняться. В настоящие время БСЗ используется при производстве дверей, мебели и упаковки.

СЗ производят из самых различных материалов: алюминиевая фольга, титановые сплавы, углепластик, стеклопластик, арамидная бумага, пленка. Предметом данной статьи является бумажный сотовый заполнитель.

Прочностные характеристики

Сотопанели – это многослойная сэндвич-конструкция, состоящая из обшивок (рис. 1), клеевого соединения и СЗ. Обычно сотопанели состоят из трех слоев – два слоя обшивки и СЗ между ними. Но существуют также панели из нескольких чередующихся слоев сот и облицовки.

Физико-механические характеристики панелей с сотовым заполнителем зависят от размера ячейки (а) БСЗ (рис.2), материала, из которого он изготовлен, а также материала обшивок, высоты БСЗ (hСЗ, рис. 1).

Наиболее важным параметром при подборе БСЗ является прочность при сжатии. Прочность при сжатии, кгс/см² – показатель, характеризующий максимально возможную нагрузку на растянутый до номинального размера ячейки сотовый заполнитель, при которой происходит потеря устойчивости путем деформации ребер сот заполнителя. При несоблюдении силового режима прессования получить качественную мебельную панель или дверное полотно будет затруднительно. Высокое давление прессования будет приводить к неплоскостности лицевых поверхностей панелей (например, отчетливо видимой границы элементов рамки и сотов, вмятинам и волнистости).

Эта характеристика является самой существенной как при переработке сотов в изделия, так и при дальнейшей эксплуатации изделий с БСЗ. Прочность при сжатии возрастает при уменьшении размеров ячейки и при увеличении плотности используемого материала. Чем выше прочность при сжатии тем дороже БСЗ. В некоторой степени на прочность при сжатии можно влить искусственно: увеличивать прочность, «недорастягивая» соты, и, наоборот, «перерастягивая» соты – уменьшать. В первом случае происходит перерасход материала, во втором – его экономия.

Равную прочность можно обеспечить, варьируя размер ячейки и плотностью используемого материала. Так, одинаковая прочность при сжатии в 1,2 кг/см² обеспечивается ячейкой 20 мм при плотности бумаги 125 г/м² и ячейкой 30 мм и материалом картоном плотностью 180 г/м2. Панель, изготовленная из крупноразмерного БСЗ с обшивками из ДВП, имеет интегральную плотность 140 кг/м3 и выдерживает при сжатии нагрузку около 2 т.

Сжимающие нагрузки сотопанели выдерживают хорошо, прочность сотов на сжатие обеспечивает технологический процесс склейки панели. Какие нагрузки испытывает сотопанель при сложном напряженном состоянии? Рассмотрим это на примере панелей, которые используются в мебельной промышленности для изготовления столешниц: (рис. 4)

При такой нагрузке верхняя обшивка работает на сжатие, нижняя обшивка – на растяжение, сотовый заполнитель на сдвиг. Прочность и жесткость мебельных панелей, испытывающих сложные нагрузки, тем выше, чем выше прочность и жесткость обшивок, и чем больше расстояние между обшивками.

Значение прочности при сжатии указывается для БСЗ без обшивок. При склейке с обшивками прочность при сжатии конструкции увеличивается на 20-25%. Это происходит вследствие полимеризации клея на торцах бумажного сотового заполнителя, который проникает на несколько сот микрон вглубь БСЗ – упрочняет его, благодаря совместной работе обшивок, которые распределяют нагрузку равномерно по всей панели.

Горючесть, теплопроводность, звукоизоляция, влагостойкость.

Бумажный сотовый заполнитель на 95% состоит из воздуха, поэтому обладает хорошей звуко- и теплоизоляцией, великолепно абсорбирует энергию. Теплопроводность БСЗ незначительно превышает теплопроводность воздуха и существенно зависит от конвективного переноса тепла.

Теплопроводность БСЗ из бумаги толщиной 120 мкм с диаметром ячейки 8 мм составляет ~0,09 Вт/м*К и определяется конвективным переносом тепла. С увеличением диаметра ячейки конвекция тепла должна увеличиваться. В связи с этом, за рубежом для снижения теплопроводности до величин 0,04-0,06 Вт/м*К ячейки БСЗ заполняют вспенивающимся составом или стекловолокном (стекловатой), особенно при использовании крупноячеистого сотового заполнителя.

Звукоизолирующие свойства панелей с БСЗ существенно зависят от конкретной конструкции этих панелей. Например, пятислойная панель из двух рядов сот с ячейкой диаметром 45 мм и толщиной 50 мм изолирует шум в 26 ДБ.

БСЗ возможно обрабатывать специальными составами для обеспечения огнестойкости (класс огнестойкости Г2), повышения влагостойкости. После пропитки данными составами увеличивается также прочность при сжатии в несколько раз. При этом БСЗ поставляется в виде растянутых сотопанелей с зафиксированными размерами. Такие БСЗ используются в перегородках железнодорожных вагонов, наземном транспорте, пропитка влагостойким составом позволяет использовать БСЗ на улице в открытом состоянии, и везде где применяются повышенные требования.

Рассчитывая оптимальные форму и размеры ячейки при проектировании изделий, можно добиваться необходимых свойств БСЗ – физико-механических характеристик, звуко- и теплоизолирующей способности, влаго- и огнестойкости.

Структурные компоненты бумажного сотового заполнителя.

БСЗ представляет собой сложную конструкцию, состоящую как минимум, из двух материалов – бумаги и клея. Физико-механические свойства БСЗ при равных геометрических параметрах существенно зависят именно от свойств бумаги и клея.

Клей. В качестве клея в нашей стране и за рубежом практически везде используют эмульсию ПВА благодаря ее экологической чистоте, высокой технологичности и экономической целесообразности. Панели с БСЗ нельзя длительно нагревать выше температуры полимеризации используемого при изготовлении сот клея.

Бумага. Для производства БСЗ применяют бумагу для гофрирования, картон, крафт-бумагу плотность от 70 до 300 г/м2. Сотовый заполнитель на 96% состоит из воздушных пустот, а остальное пространство занято картоном или бумагой, которые производятся из макулатуры. Следовательно, применяя бумажный сотовый заполнитель, используете ресурсосберегающие технологии: происходит замещение постоянно дорожающих традиционных материалов и снижение энергозатрат. В основном все материалы используется вторичной переработки, что является дополнительным плюсом и позволяет получить полностью экологически чистый продукт – бумажный сотовый заполнитель. Поскольку компоненты БСЗ экологически чистые, после использования такой БСЗ повторно перерабатывается.

Выбор конкретных параметров бумаги зависит от назначения заполнителя. Удельный вес БСЗ косвенно зависит от параметров материалов, используемых при производстве.

Технология изготовления сотового заполнителя.

Существует довольно большое количество технологий изготовления БСЗ. Рассмотрим наиболее распространенные.

1. Вдоль рулонного материала наносятся клеевые полосы. Ширина полос и расстояние между ними выбирается в зависимости от размера ячейки. Рулон бумаги с нанесенными клеевыми полосами разрезается на листы определенной длины, которые впоследствии собираются в сотопакет (рис. 5).

При сборке сотопакета ориентация клеевых полос осуществляется в шахматном порядке. Количество листов в пакете определяет длину сотового заполнителя в растянутом состоянии. Готовый сотопакет склеивается, обычно эта происходит в горячем прессе. Далее сотопакет разрезают на бумагорезательной машине на сотодольки необходимой высоты, которые поставляются потребителю.

Перед использованием сотодолька растягивается до состояния, когда ячейки принимают форму шестигранников и закладываются в заранее подготовленное пространство (рис. 6)

Данная технология характеризуется низкой производительностью и неудовлетворительной точностью сборки сотопакетов, что приводит к низкому качеству сотов.

В дальнейшем эта технология была развита и автоматизирована. Были созданы соответствующие машины с узлом размотки бумаги, узлом клеенанесения, устройством для формирования сотопакета. На данных машинах осуществляются следующие процессы: нанесение клеевых полос (при этом используются минимум два рулона бумаги) и сборка сотопакета. В самом простом варианте для сборки используют плоское мотовило (позволяет формировать два сотопакета одновременно). На более совершенных машинах используют восьмигранные «барабаны» – одновременно происходит сборка восьми сотопакетов (в соответствии с количеством граней барабана).

Дальнейший процесс изготовления сотового заполнителя не отличается от описанного выше. Эта технология намного производительней и позволяет получить сотовый заполнитель высокого качества. Данная технология позволяет получать соты в виде сотодолек и в виде бесконечной ленты. Что позволяет удовлетворить потребности всех потребителей БСЗ. Для получения бесконечной ленты, разрезанные в размер сотодольки, склеивают между собой на специальном станке.

2. Второй способ изготовления БСЗ заключается в том, что склеенные между собой в шахматном порядке 2, 4, 6 или 8 листов бумаги нарезаются на узкие полоски (ширина полоски соответствует высоте бесконечного сотового заполнителя), которые склеиваются меду собой в бесконечную ленту.

Это наиболее прогрессивная технология производства БСЗ. Ее отличают высокая автоматизация, производительность и качество сотов. Однако данная технология позволяет производить только бесконечный сотовый заполнитель. Для переработки бесконечного БСЗ необходимо специальное оборудование, которое рационально использовать при больших объемах производства на крупных предприятиях. Средние и маленькие предприятия используют БСЗ в виде сотодолек.

Технология применения сотового заполнителя.

Бумажный сотовый заполнитель и конструкций из БСЗ ламинированные картоном или бумагой представляют инновационные ресурсосберегающие технологии. Вопрос о необходимости сбережения лесных ресурсов стоит давно, и острота его не спадает. В большинстве стран мира лесных ресурсов просто не хватает или их нет вообще, в результате чего правительствами многих стран мира вводятся все новые и новые ограничения на использование национальных лесных ресурсов. Решение природоохранных задач и экологических проблем непременно влечет за собой изменение экономической ситуации в лесной и деревообрабатывающей промышленности. Речь идет о постоянно растущем уровне цен, как на деловую древесину, так и на продукцию с ее использованием. Отсюда вполне закономерно возникает вопрос о необходимости поиска альтернативных материалов. Мировая практика развитых стран давно и успешно показала эффективность использования в деревообрабатывающей отрасли, мебельной промышленности, а также в области производства тары и упаковки такого материала как бумажный сотовый заполнитель. Это позволяет значительно снизить себестоимость производства при полном сохранении потребительских свойств готовых изделий. Как альтернатива древесине, сотовый заполнитель занимает все более уверенные позиции и в нашей стране.

Высота сотового заполнителя – это один из важнейших параметров от которого зависит качество дверного полотна или мебельной панели. При выборе высоты (толщины) сотов определяющие значение имеет толщина контурной рамки Н. Допуск на толщину контурной рамки составляет ± 0,2 мм. В таком случае рекомендуемая высота БСЗ должна быть (Н + 0,7) мм. Рассмотрим экстремальный случай, который может возникнуть при данных параметрах. Допуск на высоту сотов высокого качества составляет ± 0,2 мм. Тогда минимальная высота сотов может быть (Н + 0,5) мм, а максимальная толщина бруса рамки – (Н + 0,2) мм. Следовательно в таком случае обеспечивается минимальная разница в толщинах 0,3 мм, что позволит обеспечить качественное клеевое соединение сотов с обшивками и идеальную плоскую поверхность изделия. Исследования показывают, что при попадании клея на соты они «размягчаются» на высоту приблизительно равную 0,1 мм с каждой стороны. Таким образом, при правильном согласовании толщины рамки и высоты сотов в прессе оказывается абсолютно плоский сэндвич, а оставшаяся разница в размерах нивелируется за счет упругих деформаций сотов.

Если высота сотов выбрана неправильно, и при прессовании оказывается, что она меньше толщины контура рамки, то в результате качество склеивания сотов с обшивками будет низким, а изделие неплоским. Излишняя высота сотов приводит к потере устойчивости сотов при склеивании в прессе. Как следствие, возникают те же дефекты, что и в первом случае.

Изготовители дверей и мебельных панелей используют для склейки своей продукции относительно дешевые и в то же время высокотехнологичные и экологически чистые клея типа ПВА. Для повышения производительности и повышения качества выпускаемого товара процесс склейки сотопанелей осуществляется в нагреваемых прессах, температура в которых достигает 80-100°С. Время выдержки колеблется от 3 до 10 минут и в основном зависит от толщины и материала обшивки, поскольку необходимо обеспечить прогревание всей обшивки до температуры склейки и протекание необходимых процессов в самом клеевом соединении.

При нагревании сотопанели из клея начинают выделятся летучие, для которых должны быть подготовлены пути вывода за пределы склеиваемого изделия. При использовании клея ПВА, недопустимо нагревание панели более 100°С, иначе выделяющаяся вода будет превращаться в пар, который, приведет к внутренним дефектам сотопанели. Во время склейки БСЗ с обшивками в ячейку попадает теплый воздух, который находиться около нагретых плит пресса. После полимеризации клея, ячейка становиться герметичной, при остывании воздуха он уменьшается в объеме и возникает разряжение в ячейке, которое приводит к деформации сотопанели, так называемому «схлопыванию» изделия, которое отправляется в брак.

Для выравнивания давления и вывода летучих за пределы изготавливаемого изделия, в сотах с одной стороны обычно делают просечки (рис. 7),

а в контурных рамках, соответственно, – отверстия. Сами просечки имеют небольшие размеры, ширина – 1,5-2,0 мм, глубина 2,0-3,0 мм, каждая ячейка имеет одну или две просечки. Что позволяет избежать закупоривания ячеек при попадании клея в процессе склеивания и сжатии сотового заполнителя при прессовании.

БСЗ производится как в виде блоков (сотодолек), с длиной в растянутом состоянии 1,0-2,0 м, так и в бесконечном виде. Название «бесконечный» применительно к сотам нужно понимать иначе, чем, например в словосочетании «бесконечная цепь». Термин «бесконечные соты» появился как буквальный перевод с английского «endless core» или «continuous core» – бесконечный заполнитель. Этим словом обычно обозначают бумажный сотовый заполнитель, длина которого при растяжении значительно больше его ширины. Обычно при поставках на паллете находится 800-1200 м сотового заполнителя, шириной 1050-1250 мм.

Важный недостаток при производстве БСЗ в сотодольках, заключается в том, что не обеспечивается раскрытие сотовой структуры растянутых сотов перед склейкой с обшивкой. Это приводит к несанкционированному склеиванию полосок картона, образующих сотовую структуру. И, кроме того, не растянутый предварительно БСЗ (без термофиксации) крайне плохо растягивается при его укладки в изделия. Последние замечание весьма существенно для сотов с маленькой ячейкой.

Рассмотрим преимущества связанные с экономией материала, снижению временных затрат и повышением качества конечной продукции при использовании бесконечного сотового заполнителя.

При изготовлении дверей с применением сотового заполнителя в виде блоков (сотодолек), сотодолька растягивается вдоль длинной стороны дверного полотна и с помощью скоб фиксируется на каркасе для последующий склейки (рис. 8)

Такая технология заполнения дверного полотна сотодольками требует наличия излишней длины сотов – дополнительного количества полосок картона, за которые, соответственно и удерживается сотодолька при растяжении, а в дальнейшем фиксируется на рамке (иначе его невозможно будет растянуть). Кроме того, при производстве сотодолек искусственно увеличивается объем материала в каждом изделии для облегчения растягивания сотодольки и исключения разрыва между отдельными полосками картона. На практике это приводит к тому, что потребители используют в виде сотодолек недорастянутые соты с существенно неоднородной структурой внутри дверной или мебельной рамки (рис. 9)

Это значит, что покупатели оплачивают дополнительный объем сотов, который к тому же приводит к снижению качества конечной продукции.

Как известно, толщина сотов должна быть минимум на 0,5 мм больше максимально возможной толщины рамки дверного полотна или мебельного щита. За счет этого припуска обеспечивается гарантированное соединение сотов с обшивками. В процессе склейки избыточная толщина сотов сминается. В зоне соединения растянутой сотодольки с рамкой дверного полотна имеется некоторое количество нераскрытых ячеек сотового заполнителя. Условия смятия одного слоя картона и нескольких совершенно разные. Оказавшись вместе, несколько слоев картона оказывают существенное сопротивление смятию. Давление на сминаемый картон передается от плит пресса через материал обшивки. При определенной величине сопротивления смятию на внешней стороне обшивки начинает отчетливо проступать «контуры» внутренний структуры. Не нужно забывать, что склеивание, как правило, происходит при повышенной температуре и наличии растворителя (как правило паров воды) в зоне склейки, которые ослабляют материал обшивок.

При использовании сотодолек следует также учитывать неизбежное искривление сотового материала внутри контурной рамки, что также приводит к неоправданному увеличению расхода материалов и снижению качества склейки (рис. 7).

Всех, описанных выше проблем, можно избежать, используя в своем производстве бесконечный сотовый заполнитель. Для более эффективного применения бесконечного сотового заполнителя рекомендуется приобрести устройство для растяжки, сушки и разрыхления бумажных сотов (УСРС-1800, рис.10),

которое обеспечивает автоматическое растяжение сотов из паллеты, высушивание до заданной влажности (максимально до 3%), калибровку и формирование заготовок нужных размеров.

Принцип работы данного устройства следующий: БСЗ заправляется в устройство непосредственно из паллеты (рис.11),

и пропускается через приемный сужающийся стол. Движение сотов обеспечивается с помощью специальных прижимных роликов. Градуировочный вал оставляет просечки на торцах сотов разрыхляя, таким образом поверхность, что обеспечивает лучшую склейку с обшивкой. Сушка осуществляется с помощью ТЭНов, что позволяет обеспечить абсолютно равномерный нагрев, произвести термофиксацию (стабилизацию) сотов.

Следует отметить, что операция высушивания не только обеспечивает стабилизацию ячеек растянутого БСЗ, но и обуславливает повышение прочности на 60-100% (в зависимости от типов сот и степени высушивания). На практике это позволяет использовать сотовый заполнитель с более низким показателем прочности, а значит – и более дешевый.

Применение бесконечных сотов позволяет существенно минимизировать складскую программу и практически ликвидировать отходы. Также уменьшить номенклатуру применяемых сотов до одного размера по ширине, для изготовления сотопанелей и дверей различной ширины. При растяжении бесконечного БСЗ с шириной 850 мм, его ширина после растяжения может составлять от 500 мм до 650 мм. Такие параметры позволяют, во-первых, варьировать ширину каждого отрезка сотового заполнителя в диапазоне 150 мм, а во-вторых, укладывать БСЗ вдоль короткой стороны изделий, обеспечивая необходимый размер детали (рис. 12).

Межкомнатные двери.

Сейчас около 85% бумажных сотов в Украине используются в дверном производстве, остальное приходиться на мебель и упаковку. Структура мирового потребление сотов такова 20% – дверное производство, 25% - мебельное производство, остальные 55% изготовление тары, упаковки (включая поддоны) и рекламной продукции (панели Re-board). Лидеры по потреблению США, Канада, Австралия. Бурный рост последние 5 лет наблюдался в Китае. Как видно есть большой потенциал для роста объема потребления БСЗ в нашей стране.

Около половины дверей в мире между слоями облицовок заполнены БСЗ. Такое дверное полотно еще называют пустотелым или тамбуратным с сотовой структурой. Оно состоит (рис. 13).

- из внутреннего каркаса из древесины (чаще всего хвойных пород) с боковыми утолщениями в средней части полотна для врезки замков с одной стороны и для крепления дверных петель – с другой;

- бумажного сотового заполнителя;

- поверхностных листов (облицовки) из МДФ, ДВП, ДСП и т. п.

Получившийся «сэндвич» покрывается шпоном различных пород древесины, пленкой имитирующей структуру дерева или специальными красителями. Такие двери могут быть гладкими и филенчатыми, глухими или под стекло, лево- и правосторонними, шпонированными, ламинированными и т. п.

Эти дверные полотна являются облегченными, поэтому они не проседают на петлях и через год закрываются также легко, как и после установки. Бумажный сотовый заполнитель, расположенный по всей площади полотна, обеспечивает прекрасную звукоизоляцию.

Безусловно, по прочности двери с БСЗ уступают дверям из массива. Они не подходят в качестве входных, но являются отличным вариантом для использования внутри квартиры, дома, офиса.

При изготовлении филенчатых дверных полотен, нет необходимости в дополнительной обработке бумажных сотовых заполнителей, в местах выступах филенок соты продавливаются в процессе склейки.

Мебельные панели.

Новые технологии резко снизили стоимость сотовых панелей, сделав их конкурентоспособными в производстве товаров народного потребления. В последние годы БСЗ находит все более широкое использование в мебельной промышленности, чему немало способствовало появление полностью автоматизированных линий для производства мебельных панелей с БСЗ.

Сотовая мебельная панель, или мебельный щит (тамбурат) представляет собой трехслойную конструкцию, состоящую из двух листов фанеры (ДВП, ДСП), между которыми расположен сотовый заполнитель. Такая жесткая структура позволяет панели отлично сохранять первоначальную прямолинейную форму. В отличии от ДСП, тамбурат обладает необычайной легкостью, поэтому не подвергается деформации под тяжестью собственного веса.

Использование тамбурата в производстве мебели позволяет реализовывать нестандартные дизайнерские решения, часто недоступные при использовании любых других плит. Для производства мебели из сотовых панелей не требуется и бруски из массива. Кроме того, мебельщик практически полностью перестает зависеть от поставщиков плит, не имеющих технической возможности часто менять их толщину и поставлять их мелкими партиями.

БСЗ позволяет реализовывать нестандартные дизайнерские решения в мебельных конструкциях с рельефными поверхностями. Это утолщенные столешницы директорских кабинетов, детали криволинейной, изогнутой формы, выгнутые спинки кроватей, подлокотники кресел сложной формы и пр.

Еще одна область, в которой у БСЗ нет конкурентов – изготовление мебельных элементов повышенной толщины. В этом случае прекрасно сочетаются физико-механические свойства и экономические показатели. Например: при увеличении толщины сот прочность панелей возрастает, при этом вес такой конструкции увеличивается незначительно. Так вес «мебельной» соты размером 2000х800х50 мм составляет всего ~1,8 кг, в то время как вес такой же панели из ДСП – 56 кг.

При использовании 3 мм обшивок и сотов с ячейкой 15 мм (бумага плотностью 140 г/см2) плотность сотопанели находиться на уровне 200-220 кг/м3. Плотность же мебельной панели, изготовленной из ламинированного ДСП практически не зависит от толщины и находится в диапазоне от 570 до 650 кг/см3. Если толщину мебельной плиты увеличить до 50 и 80 мм, то соответствующие плотности будут выглядеть 120-130 кг/см3 и 90-100 кг/см3. Выигрыш веса в последнем случае достигает 6 раз! Это означает, например, что столешница с размерами 2000х1000х80 мм, изготовленная из ламинированного ДСП весит 96 кг, а из сотопанели – всего 16 кг.

Себестоимость панели с увеличением толщины начинает стремительно падать, по сравнению с себестоимостью изготовления мебельных элементов из ДСП. Объясняется это просто: при увеличении толщины сотопанели увеличивается практически только объем сотового заполнителя цена которого на порядок меньше стоимости ДСП. Помимо этого, применение БСЗ позволяет экономить при транспортировке, поскольку соты поставляются в сжатом виде, а при растяжении увеличивают свой объем в 10-40 раз.

Традиционно используемые при производстве мебели материалы, такие как ДСП, ДВП производятся в довольно узком диапазоне толщин. Что существенно ограничивают дизайнерские возможности при проектировании мебельных элементов. Сотовый заполнитель производится любой толщины в диапазоне от 4 до 100 мм.

Потребительские качества сотовых панелей позволяют удовлетворять требования, предъявляемые практически к любой мебели: спальной и столовой, детской и медицинской, гостиничной и офисной, учебной и специальной. Такая мебель сочетает прочность с малым весом, демпфирующие свойства с теплосберегающими, звукоизоляционные достоинства с термостойкостью и пр.

Сотопанели в мебельной промышленности – это высокая технологичность при обеспечении нужных заказчику свойств: и заполнитель, и облицовка могут варьироваться во множестве сочетаний, быстро перенастраиваемых в ходе производственного процесса. Плиты с сотовым заполнителем экологически безопасны, а изготовленная из них мебель по истечении срока службы без проблем утилизируется. Кроме того, сотопанели удобны в транспортировке и хранении. Бумажный сотовый заполнитель храниться и поставляется заказчикам в сжатом состоянии, при этом объем сотового заполнителя в сжатом состоянии, в котором он производиться, в среднем меньше в 20-30 раз по отношению к объему заполнителя растянутого, т.е. готового к применению. Так на одной и той же площади можно разместить БСЗ в 20-30 раз больше, чем древесины или ДСП.

Плиты с сотовым заполнителем обладают прекрасными физико-механическими показателями и уже давно активно используются европейской мебельной промышленностью.

С помощью БСЗ возможно изготавливать криволинейные конструкции второго порядка (рис. 14),

как с постоянным радиусом кривизны так и с переменным. При этом тонкие обшивки легко гнуться, позволяя придать нужную форму всей конструкции. Для изготовления криволинейных конструкций используют БСЗ с прямоугольной формой ячейки. Такой СЗ можно легко получить из серийно выпускаемого СЗ с шестигранной ячейкой путем дополнительной растяжки сотов – при этом шестигранные ячейки принимают форму четырехугольников. Склейку же криволинейных элементов мебели можно производить вакуумным формованием.

Тара и упаковка

Для изготовления упаковки различного назначения используют плоские многослойные панели с сотовым заполнителем и картонной или бумажной облицовкой. Размер ячейки сотового заполнителя и его материал являются основными факторами, определяющими свойства сотов. Для изготовления упаковочных сотов используется бумага плотностью от 70 до 300 г/м2. Для облицовки, например, может быть использован картон плотностью 100-700 г/м² (рис. 15).

БСЗ хорошо аккумулирует энергию при ударе, деформируясь и уменьшая свою высоту, что делает его незаменимым при использования в упаковке продукции.

Сотовые заполнители с мелкой ячейкой находят применение в области упаковки, заменяя пенопласт, предлагая решение экологической проблемы утилизации. Поддоны, изготовленные из ламинированного заполнителя, используются в качестве паллет.

Паллеты, изготовленные на основе сотового заполнителя, являются замечательным решением для упаковки и хранения. Сотовые бумажные паллеты обладают прочностью, легким весом и обеспечивают простоту обращения. Данная продукция может подвергаться вторичной переработке, безопасна для окружающей среды. По окончании использования паллеты из БСЗ могут быть разрезаны и спрессованы. Таким образом обеспечивается снижение затрат на утилизацию, а также экономия пространства по сравнению с обычными паллетами.

Как более надежная и удобная упаковка, сотопанели используются, когда другие известные упаковочные материалы не могут обеспечивать предъявляемых к таре требований.

Не полностью заполненная тара или контейнер обычно приводят к порче транспортируемого товара. Для заполнения пустот идеальным материалом могут служить сотопанели, поскольку они легко подгоняются под любой размер и при этом сохраняют свои демпфирующие свойства. Упаковка с высечкой в сотопанелях обеспечивает непревзойденную защиту при транспортировке для чрезвычайно чувствительных и хрупких изделий.

За рубежом в настоящее время сотовые панели используют для упаковки всех видов продуктов. Сотопанели могут использоваться как буфер (перегородка) амортизатор для различных продуктов. Например, для перевозки стеклянных изделий используются буферы-перегородки, изготовленные из небольших ламинированных сотовых планок (реек). Помимо сопротивления высокому давлению такой буфер может поглощать довольно сильные удары, которые во время перевозки очень опасны для уязвимых изделий.