Технология производства фанеры
Фанера – русское изобретение, несмотря на то, что её изобрел С.Бентам, англичанин, служивший в конце XVII века при Екатерине II.
Впрочем, несмотря на получение английского патента, технология не пошла в производство.
Началом фанерной индустрии считается создание в 1819 году П.Фишером деревообрабатывающего станка, который мог срезать с вращающегося ствола дерева тонкую ленту перпендикулярно волокнам, что позволило получить шпон.
Изначально шпон применяли для изготовления стульев, облицовки мебели. Склеивать же слои шпона начали в тогда русском Ревеле, в 1885 году. Через десять лет в России уже работали три фабрики по выпуску фанеры.
Обладая огромным потенциалом добычи древесины, Россия экспортировала значительную долю фанеры в Англию, где в то время сосредоточился международный рынок фанеры.
Впоследствии фанеру широко применяли в самых неожиданных областях. Так, в годы Второй Мировой самолетостроение испытывало нехватку металла, и баки самолетов изготавливали из фанеры, обтянутой резиной. Из березовой фанеры выпускали трубы для вентиляции шахт, перекачки газа и нефти. В Вологодской области из фанеры делали и продолжают делать бочки для упаковки отправляемых в районы Крайнего Севера пищевых продуктов.
И сейчас фанера – популярный материал. Она дешева, прочна, экологична, хорошо поддается обработке и распиловке, устойчива к плесени и грибку, имеет хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства.
Подбор и обработка сырья
Стандартный для нашей страны размер фанерного листа – 122 х 244 см, он обуславливает требования к размеру древесного ствола. Его диаметр должен находиться в пределах 20-40 см, а длина заготовки для обработки – 5,2 метра (затем ее распиливают на отрезки 1,3 или 2,6 метра).
Далее полученный кряж проваривают в специальном бассейне с температурой 35оС летом и 45оС зимой в течении суток. Температурный режим, время нахождения стволов в бассейне напрямую влияют на качество шпона и подбираются мастерами исходя из толщины и породы древесины, её плотности.
Далее кряж окоривают (удаляют кору) на станках, срезающих слой коры со ствола спиральной лентой. Кора не является отходом производства, ее перерабатывают химически, используют для отопления. Затем древесину проверяют металлодетектором, чтобы выявить возможные фрагменты гвоздей, проволоки и пр., во избежание порчи распиловочных станков. После нарезания кряжа получаются чураки – заготовки для производства шпона.
Чураки устанавливаются на лущильные станки, которые, вращая дерево, срезают тонкую непрерывную ленту – шпон. От свойств древесины зависит его минимальная толщина, ведь чем тоньше шпон, тем больше слоев его можно склеить в фанеру, тем прочнее она получится.
В листе фанеры по принципу сендвича комбинируется продольный (срезаемый вдоль волокон, параллельно стволу) и поперечный (перпендикулярно стволу и волокнам) шпон. Для каждого вида используется отдельный тип лущильного станка.
Считается, что березовый шпон самый тонкий – от одного до полутора миллиметров, хвойный же шпон получается толще в два раза.
Далее шпон обрезается по размеру будущего листа фанеры с припуском по 1 см. с каждого края.
Заключительным этапом работы с сырьём становится сушка горячим воздухом. Остаточное содержание влаги не должно превышать 15%, обычно это достигается за 10 минут пребывания шпона под струёй нагретого воздуха.
Сортировка шпона
Высушенный шпон сортируется, в первую очередь, на наличие физических дефектов. Это могут быть выпавшие сучки, трещины, сломы. Сортировка происходит на небольших предприятиях визуально, крупные же производители используют автоматические сканирующие станки. Отбракованные листы отправляются на исправление – дефект вырезается и замещается таким же по форме, толщине, направлению волокон и фактуре исправным фрагментом. В крупном производстве для этого также используются автоматические станки. Параллельно оценивается влажность листов, если она превышает допустимую – материал отправляется на досушку.
Комплектование и склейка слоёв фанеры
Как мы уже говорили, листы шпона в фанере чередуются по методу лущения, продольные с поперечными. Число слоев в фанере должно быть нечетным, несмотря на то что, толщина готовой фанеры варьируется от 3 до 40 мм. При ручной комплектации справа и слева от монтажного стола ставят две стопки листов каждого вида, при автоматическом – листы подаются станком с уже нанесенным клеем. Комплектовщик по очереди берет листы из стопок, каждый четный (вот почему количество листов нечетное!) пропускает через вальцовочную машину, которая протягивает лист между двумя валиками, промазывая его с двух сторон столярным клеем (иногда, для светлых сортов древесины, используют специальный состав клея).
В конце комплектования накладывается два не промазанных клеем листа шпона, верхний для текущего слоя и нижний для следующего. Это позволит в дальнейшем отделить листы друг от друга.
Завершающие этапы
Полученную стопу обычно подвергают предварительной подпрессовке холодным методом, под давлением пресса 1,5 МПа в течение 10 минут при комнатной температуре. Затем полученный пакет загружается в рабочую этажерку горячего пресса, где и остается под давлением 1,8 МПа при температуре до 130оС 15-30 минут, в зависимости от толщины листов и высоты стопки.
Высушенные и охлажденные листы, для получения аккуратных краев, подвергаются обрезке со всех сторон на величину припуска. Если в дальнейшем предполагается ламинирование, то срезают не весь припуск, оставляя место для финальной обрезки листа уже с наклеенной пленкой. Обычно считается допустимой погрешность реза не более 3 мм.
Чтобы выровнять толщину листов, сделать их поверхность гладкой, их пропускают через шлифовальные ленты (существуют как горизонтальные, так и вертикальные станки) с разной зернистостью.
После визуальной оценки и классификации по внешнему виду оператором-контроллером фанера раскладывается по сортам, и процесс её производства завершается. В дальнейшем фанера может пропитываться, вскрываться лаком, ламинироваться – но это уже тема отдельного разговора.
