Фанера изготавливается из трех или более тонких слоев древесины, склеенных между собой клеем.Каждый слой древесины или фанеры обычно ориентирован так, чтобы его волокна располагались под прямым углом к соседнему слою, чтобы уменьшить усадку и повысить прочность готового изделия.Большую часть фанеры прессуют в большие плоские листы, используемые в строительстве зданий.Другие части фанеры могут иметь простые или сложные кривые для использования в мебели, лодках и самолетах.
Использование тонких слоев дерева в качестве средства строительства датируется примерно 1500 годом до нашей эры, когда египетские мастера прикрепили тонкие куски темного эбенового дерева к внешней стороне кедровой шкатулки, найденной в гробнице царя Тут-Анк-Амона.Позже эту технику использовали греки и римляне для изготовления прекрасной мебели и других декоративных предметов.В 1600-х годах искусство декорирования мебели тонкими кусками дерева стало называться шпонированием, а сами детали стали называть шпоном.
До конца 1700-х годов куски шпона вырезались исключительно вручную.В 1797 году англичанин сэр Сэмюэл Бентам подал заявку на получение патента на несколько машин для производства шпона.В своих патентных заявках он описал концепцию ламинирования нескольких слоев шпона клеем для получения более толстого куска — первое описание того, что мы теперь называем фанерой.
Несмотря на это развитие, потребовалось еще почти сто лет, прежде чем ламинированный шпон нашел коммерческое применение за пределами мебельной промышленности.Примерно в 1890 году для изготовления дверей впервые была использована клееная древесина.По мере роста спроса несколько компаний начали производить листы из многослойной ламинированной древесины не только для дверей, но и для использования в железнодорожных вагонах, автобусах и самолетах.Несмотря на такое широкое использование, концепция использования «клееной древесины», как их саркастически называли некоторые мастера, создала негативный имидж продукта.Чтобы противостоять этому имиджу, производители ламинированной древесины встретились и в конце концов остановились на термине «фанера» для описания нового материала.
В 1928 году в Соединенных Штатах были представлены первые листы фанеры стандартного размера размером 4 на 8 футов (1,2 на 2,4 м) для использования в качестве обычного строительного материала.В последующие десятилетия улучшенные клеи и новые методы производства позволили использовать фанеру для самых разных целей.Сегодня фанера заменила пиломатериалы во многих строительных целях, а производство фанеры стало мировой отраслью с оборотом в несколько миллиардов долларов.
Внешние слои фанеры называются соответственно лицевым и задним.Лицо — это поверхность, которую нужно использовать или увидеть, тогда как задняя часть остается неиспользованной или скрытой.Центральный слой известен как ядро.В фанере с пятью и более слоями промежуточные слои называются поперечными полосами.
Фанера может быть изготовлена из твердой древесины, хвойной древесины или их комбинации.Некоторые распространенные лиственные породы включают ясень, клен, красное дерево, дуб и тик.Наиболее распространенной хвойной древесиной, используемой для изготовления фанеры в Соединенных Штатах, является пихта Дугласа, хотя также используются несколько разновидностей сосны, кедра, ели и красного дерева.
Композитная фанера имеет основу из ДСП или цельных кусков древесины, соединенных по краям.Лицевая и задняя часть отделана фанерным шпоном.Композитная фанера используется там, где нужны очень толстые листы.
Тип клея, используемого для склеивания слоев древесины, зависит от конкретного применения готовой фанеры.В листах фанеры хвойных пород, предназначенных для установки на внешнюю поверхность конструкции, в качестве клея обычно используется фенолформальдегидная смола из-за ее превосходной прочности и устойчивости к влаге.В листах фанеры хвойных пород, предназначенных для установки внутри конструкции, может использоваться клей на основе белка крови или белка сои, хотя большинство внутренних листов хвойных пород теперь изготавливаются из той же фенолформальдегидной смолы, которая используется для наружных листов.Фанера из лиственных пород, используемая для внутреннего применения и изготовления мебели, обычно изготавливается из карбамидоформальдегидной смолы.
В некоторых случаях требуются листы фанеры, имеющие тонкий слой пластика, металла или пропитанной смолой бумаги или ткани, приклеенный либо к лицевой, либо к обратной стороне (или к обеим), чтобы придать внешней поверхности дополнительную устойчивость к влаге и истиранию или улучшить ее окраску. холдинговые свойства.Такая фанера называется клееной и широко используется в строительстве, транспорте и сельском хозяйстве.
Другие листы фанеры могут быть покрыты жидкой морилкой для придания поверхности законченного вида или могут быть обработаны различными химикатами для улучшения огнестойкости фанеры или устойчивости к гниению.
Существует два основных класса фанеры, каждый из которых имеет свою собственную систему классификации.
Один класс известен как строительный и промышленный.Фанера этого класса используется в первую очередь из-за ее прочности и оценивается по степени воздействия и сорту шпона, используемого на лицевой и задней стороне.Возможность воздействия может быть внутренней или внешней, в зависимости от типа клея.Марки шпона могут быть N, A, B, C или D. У сорта N очень мало поверхностных дефектов, а у сорта D могут быть многочисленные сучки и трещины.Например, фанера, используемая для чернового пола в доме, имеет рейтинг «Внутренний CD».Это означает, что у него лицевая сторона C и задняя сторона D, и клей пригоден для использования в защищенных местах.Внутренние слои всей строительной и промышленной фанеры изготавливаются из шпона марки С или D, независимо от класса.
Другой класс фанеры известен как лиственных пород и декоративных.Фанера этого класса используется в первую очередь из-за ее внешнего вида и классифицируется в порядке убывания устойчивости к влаге: техническая (экстерьер), тип I (внешний вид), тип II (внутренний) и тип III (внутренний).Их лицевые виниры практически не имеют дефектов.
Размеры
Листы фанеры имеют толщину от .От 06 дюймов (1,6 мм) до 3,0 дюймов (76 мм).Наиболее распространенная толщина находится в диапазоне от 0,25 дюйма (6,4 мм) до 0,75 дюйма (19,0 мм).Хотя сердцевина, поперечины, а также лицевая и задняя части листа фанеры могут быть изготовлены из шпона разной толщины, толщина каждого из них должна балансировать вокруг центра.Например, лицо и спинка должны быть одинаковой толщины.Аналогично, верхняя и нижняя поперечные полосы должны быть равны.
Наиболее распространенный размер листов фанеры, используемой в строительстве зданий, составляет 4 фута (1,2 м) в ширину и 8 футов (2,4 м) в длину.Другие распространенные ширины составляют 3 фута (0,9 м) и 5 футов (1,5 м).Длина варьируется от 8 футов (2,4 м) до 12 футов (3,6 м) с шагом 1 фут (0,3 м).Для особых применений, таких как строительство лодок, могут потребоваться листы большего размера.
Деревья, используемые для изготовления фанеры, обычно меньше в диаметре, чем деревья, используемые для изготовления пиломатериалов.В большинстве случаев они были посажены и выращены на территориях, принадлежащих фанерной компании.Эти территории тщательно обрабатываются, чтобы максимизировать рост деревьев и свести к минимуму ущерб от насекомых или огня.
Вот типичная последовательность операций по переработке деревьев в стандартные листы фанеры размером 4 на 8 футов (1,2 на 2,4 м):
Бревна сначала окоривают, а затем разрезают на лущеные блоки.Для того чтобы распилить блоки на полосы шпона, их сначала замачивают, а затем лущат на полосы.
1 Выбранные деревья на участке помечаются как готовые к вырубке или вырубке.Валку можно производить с помощью бензопил или больших гидравлических ножниц, установленных на передней части колесных транспортных средств, называемых валочными машинами.Ветки упавших деревьев удаляют цепными пилами.
2 Обрезанные стволы деревьев или бревна доставляются на площадку погрузки с помощью колесных транспортных средств, называемых трелевочными машинами.Бревна обрезаются по длине и загружаются в грузовики для перевозки на фанерный завод, где они складываются в длинные штабели, называемые бревенчатыми настилами.
3 По мере необходимости бревна забираются с бревенчатых площадок погрузчиками на резиновых колесах и помещаются на цепной конвейер, который доставляет их к окорочной машине.Эта машина удаляет кору либо с помощью шлифовальных кругов с острыми зубьями, либо с помощью струй воды под высоким давлением, в то время как бревно медленно вращается вокруг своей длинной оси.
4 Окоренные бревна доставляются на лесопилку на цепном конвейере, где огромная циркулярная пила разрезает их на секции длиной от 8 футов 4 дюймов (2,5 м) до 8 футов 6 дюймов (2,6 м), подходящие для изготовления стандартных 8 футовых бревен. (2,4 м) листы длиной.Эти секции бревен известны как блоки очистки.
5 Перед тем как распилить шпон, бруски для очистки необходимо нагреть и замочить, чтобы смягчить древесину.Блоки можно пропарить или погрузить в горячую воду.Этот процесс занимает 12-40 часов в зависимости от породы древесины, диаметра блока и других факторов.
6 Нагретые блоки шелушения затем транспортируются на токарно-очистительный станок, где они автоматически выравниваются и подаются в токарный станок по одному.Когда токарный станок быстро вращает блок вокруг своей длинной оси, лезвие ножа во всю длину сдирает непрерывный лист шпона с поверхности прядильного блока со скоростью 300–800 футов/мин (90–240 м/мин).Когда диаметр блока уменьшается примерно до 3–4 дюймов (230–305 мм), оставшийся кусок дерева, известный как стержень очистителя, выбрасывается из токарного станка, и на место подается новый блок очистителя.
7 Длинный лист шпона, выходящий из лущильного станка, можно сразу же обработать, хранить в длинных многоуровневых лотках или наматывать в рулоны.В любом случае следующий процесс включает в себя нарезку шпона на полезную ширину, обычно около 4 футов-6 дюймов (1,4 м), для изготовления стандартных листов фанеры шириной 4 фута (1,2 м).В то же время оптические сканеры ищут участки с неприемлемыми дефектами и вырезают их, оставляя куски шпона шириной меньше стандартной.
Влажные полосы шпона сматываются в рулон, а оптический сканер обнаруживает недопустимые дефекты древесины.После высыхания шпон сортируют и укладывают.Выбранные участки шпона склеиваются.Горячий пресс используется для запечатывания шпона в цельный кусок фанеры, который будет обрезан и отшлифован перед штамповкой соответствующей марки.
8 Затем куски шпона сортируются и укладываются в соответствии с сортом.Это можно сделать вручную или автоматически с помощью оптических сканеров.
9 Отсортированные секции подаются в сушилку, чтобы снизить содержание влаги и дать им возможность дать усадку перед склейкой.Большинство фанерных заводов используют механическую сушилку, в которой детали непрерывно перемещаются через нагретую камеру.В некоторых сушилках по поверхности изделий обдуваются высокоскоростные струи нагретого воздуха, чтобы ускорить процесс сушки.
10. Срезы шпона выходят из сушилки и укладываются в соответствии с сортом.Секции нижней ширины имеют дополнительный шпон, приклеенный с помощью ленты или клея, чтобы сделать детали пригодными для использования во внутренних слоях, где внешний вид и прочность менее важны.
11 Те части шпона, которые будут установлены поперек — сердцевина в трехслойных листах или поперечные полосы в пятислойных листах — разрезаются на куски длиной около 4 футов 3 дюйма (1,3 м).
12 Когда подходящие секции шпона собраны для конкретной партии фанеры, начинается процесс укладки и склейки деталей.Это можно делать вручную или полуавтоматически с помощью машин.В простейшем случае трехслойных листов задний шпон укладывается ровно и пропускается через клеераспределитель, который наносит слой клея на верхнюю поверхность.Затем короткие отрезки шпона укладываются крест-накрест поверх склеенной основы, и весь лист второй раз пропускается через устройство для нанесения клея.Наконец, лицевой шпон укладывается поверх клееного заполнителя, и лист укладывается вместе с другими листами, ожидающими отправки в пресс.
13 Склеенные листы загружаются в многостворчатый горячий пресс.печатные машины могут обрабатывать 20-40 листов одновременно, при этом каждый лист загружается в отдельный слот.Когда все листы загружены, пресс сжимает их вместе под давлением примерно 110–200 фунтов на квадратный дюйм (7,6–13,8 бар), одновременно нагревая их до температуры примерно 230–315° F (109,9–157,2°). С).Давление обеспечивает хороший контакт между слоями шпона, а тепло способствует правильному затвердеванию клея для достижения максимальной прочности.Через 2-7 минут пресс открывают и выгружают листы.
14 Черновые листы затем проходят через набор пил, которые обрезают их до окончательной ширины и длины.Листы более высокого качества проходят через комплект ленточных шлифовальных машин шириной 4 фута (1,2 м), которые шлифуют как лицевую, так и тыльную сторону.Листы промежуточного сорта шлифуются вручную для очистки грубых участков.Некоторые листы пропускаются через набор дисковых пил, которые прорезают неглубокие канавки на лицевой стороне, чтобы придать фанере текстурированный вид.После окончательной проверки все оставшиеся дефекты устраняются.
15 На готовых листах проштампован товарный знак марки, который дает покупателю информацию о степени воздействия, сорте, номере стана и других факторах.Листы одной марки и торговой марки скрепляются в стопки и перемещаются на склад в ожидании отгрузки.
Как и в случае с пиломатериалами, идеального куска фанеры не существует.Все куски фанеры имеют определенное количество дефектов.Количество и расположение этих дефектов определяет марку фанеры.Стандарты на строительную и промышленную фанеру определены Стандартом продукции PS1, подготовленным Национальным бюро стандартов и Американской фанерной ассоциацией.Стандарты для лиственных пород и декоративной фанеры определены ANSIIHPMA HP, подготовленными Американским национальным институтом стандартов и Ассоциацией производителей фанеры из лиственных пород.Эти стандарты не только устанавливают системы классификации фанеры, но также определяют критерии конструкции, характеристик и применения.
Несмотря на то, что фанера позволяет довольно эффективно использовать деревья – по сути, разбирая их и собирая обратно в более прочную и удобную конфигурацию – производственный процесс по-прежнему сопровождается значительными отходами.В большинстве случаев в фанеру перерабатывается лишь около 50-75% полезного объема древесины дерева.Чтобы улучшить этот показатель, разрабатывается несколько новых продуктов.
Один новый продукт называется ориентированно-стружечная плита, которая производится путем измельчения всего бревна на пряди, а не отделения шпона от бревна и удаления сердцевины.Пряди смешиваются с клеем и сжимаются в слои с направлением волокон в одном направлении.Эти сжатые слои затем ориентируются под прямым углом друг к другу, как фанера, и скрепляются вместе.Ориентированно-стружечная плита по прочности не уступает фанере, а стоит немного дешевле.
Время публикации: 10 августа 2021 г.