A rétegelt lemez három vagy több vékony fa rétegből készül, amelyeket ragasztóval ragasztanak össze. Minden fa réteg, vagy rétegelt lemez, általában úgy van elrendezve, hogy a szálak derékszöget zárnak be a szomszédos réteggel, hogy csökkentsék a zsugorodást és javítsák a kész darab szilárdságát. A legtöbb rétegelt lemezt nagy, lapos lapokká préselik, amelyeket az építőiparban használnak. Más rétegelt lemez darabok egyszerű vagy összetett ívekké alakíthatók bútorok, hajók és repülőgépek gyártásához.
A vékony faanyagrétegek használata építőiparban körülbelül Kr. e. 1500-ra nyúlik vissza, amikor az egyiptomi kézművesek sötét ébenfa vékony darabokat ragasztottak egy cédruskoporsó külsejére, amelyet Tut-Ankh-Amon király sírjában találtak. Ezt a technikát később a görögök és a rómaiak is alkalmazták finom bútorok és más dísztárgyak készítésére. Az 1600-as években a bútorok vékony fadarabokkal való díszítésének művészete furnérozásnak, maguk a darabok pedig furnérokként váltak ismertté.
Az 1700-as évek végéig a furnérdarabokat teljes egészében kézzel vágták. 1797-ben az angol Sir Samuel Bentham szabadalmat kért számos furnérgyártó gépre. Szabadalmi bejelentéseiben leírta azt az elképzelést, hogy több furnérréteget ragasztóval laminálnak, hogy vastagabb darabot hozzanak létre – ez volt az első leírás arról, amit ma rétegelt lemeznek nevezünk.
E fejlődés ellenére közel száz évbe telt, mire a laminált furnérok a bútoriparon kívül bármilyen kereskedelmi felhasználásra találtak. 1890 körül a laminált fát először ajtók gyártásához használták. Ahogy a kereslet nőtt, számos vállalat kezdett többrétegű laminált fa lapokat gyártani, nemcsak ajtókhoz, hanem vasúti kocsikhoz, buszokhoz és repülőgépekhez is. E megnövekedett felhasználás ellenére a „ragasztott fa” használatának koncepciója, ahogy egyes kézművesek szarkasztikusan nevezték, negatív képet alakított ki a termékről. Ennek a képnek az ellensúlyozására a laminált fa gyártói találkoztak, és végül a „rétegelt lemez” kifejezés mellett döntöttek az új anyag leírására.
1928-ban vezették be az Egyesült Államokban az első szabványméretű, 4 láb x 8 láb (1,2 m x 2,4 m) rétegelt lemez lapokat általános építőanyagként való felhasználásra. A következő évtizedekben a továbbfejlesztett ragasztók és az új gyártási módszerek lehetővé tették a rétegelt lemez széles körű felhasználását. Napjainkban a rétegelt lemez számos építési célra felváltotta a vágott fát, és a rétegelt lemez gyártása több milliárd dolláros, világméretű iparággá vált.
A rétegelt lemez külső rétegeit rendre előlapnak és hátlapnak nevezzük. Az előlap az a felület, amelyet használni vagy látni kell, míg a hátlap kihasználatlan vagy rejtett marad. A középső réteget magnak nevezzük. Az öt vagy több rétegű rétegelt lemezek esetében a közbenső rétegeket keresztszalagoknak nevezzük.
A rétegelt lemez készülhet keményfából, puhafából vagy a kettő kombinációjából. Néhány gyakori keményfa a kőris, juhar, mahagóni, tölgy és teakfa. Az Egyesült Államokban a rétegelt lemez gyártásához leggyakrabban használt puhafa a duglászfenyő, bár számos fenyő-, cédrus-, lucfenyő- és vörösfenyőfajtát is használnak.
A kompozit rétegelt lemez magja forgácslapból vagy tömör fadarabokból áll, amelyek szélükhöz vannak illesztve. Felülete és hátulja rétegelt lemez furnérral van ellátva. A kompozit rétegelt lemezt ott használják, ahol nagyon vastag lemezekre van szükség.
A fa rétegeinek összeragasztásához használt ragasztó típusa a kész rétegelt lemez konkrét alkalmazásától függ. A szerkezet külsejére történő beépítésre tervezett puhafa rétegelt lemez lapok általában fenol-formaldehid gyantát használnak ragasztóként, mivel kiváló szilárdságú és nedvességálló. A szerkezet belsejébe történő beépítésre tervezett puhafa rétegelt lemez lapok vérfehérje vagy szójafehérje ragasztót használhatnak, bár a legtöbb puhafa belső lapot ma már ugyanazzal a fenol-formaldehid gyantával készítik, mint a külső lapokat. A belső alkalmazásokhoz és a bútorgyártáshoz használt keményfa rétegelt lemez általában karbamid-formaldehid gyantával készül.
Bizonyos alkalmazásokhoz olyan rétegelt lemezekre van szükség, amelyek előlapjára vagy hátlapjára (vagy mindkettőre) vékony műanyag-, fém- vagy gyantával impregnált papír- vagy szövetréteg van ragasztva, hogy a külső felületnek további ellenállást biztosítson a nedvességgel és a kopással szemben, vagy javítsa a festéktartó képességét. Az ilyen rétegelt lemezt rétegelt lemeznek nevezik, és általában az építőiparban, a szállítmányozásban és a mezőgazdaságban használják.
Más rétegelt lemezeket folyékony festékkel lehet bevonni, hogy a felületek kész megjelenést kapjanak, vagy különféle vegyszerekkel lehet kezelni, hogy javítsák a rétegelt lemez lángállóságát vagy bomlásállóságát.
A rétegelt lemeznek két nagy osztálya van, mindegyiknek saját osztályozási rendszere van.
Az egyik osztály építőipari és ipari rétegelt lemezként ismert. Az ebbe az osztályba tartozó rétegelt lemezeket elsősorban szilárdságuk alapján használják, és a hőállóságuk, valamint a felületükön és hátuljukon használt furnér minősége alapján osztályozzák. A hőállóság lehet belső vagy külső, a ragasztó típusától függően. A furnér minőségei lehetnek N, A, B, C vagy D. Az N minőség nagyon kevés felületi hibával rendelkezik, míg a D minőség számos csomóval és repedéssel rendelkezhet. Például egy házban padlóburkolatként használt rétegelt lemez "Beltéri CD" besorolású. Ez azt jelenti, hogy C felülete és D hátulja van, és a ragasztó védett helyeken is használható. Minden építőipari és ipari rétegelt lemez belső rétegei C vagy D minőségű furnérból készülnek, függetlenül a besorolástól.
A rétegelt lemez másik osztályába tartozik a keményfa és dekoratív rétegelt lemez. Az ebbe az osztályba tartozó rétegelt lemezeket elsősorban a megjelenésük miatt használják, és nedvességállóságuk csökkenő sorrendjében osztályozzák őket: Műszaki (kültéri), I. típusú (kültéri), II. típusú (belső) és III. típusú (belső). A furnéruk gyakorlatilag hibátlanok.
Méretek
A rétegelt lemez lapok vastagsága 1,6 mm és 76 mm között változik. A leggyakoribb vastagságok 6,4 mm és 19,0 mm között vannak. Bár a rétegelt lemez magja, a keresztpántok, valamint a lap és a hátlap különböző vastagságú furnérokból készülhetnek, mindegyik vastagságának középen kiegyenlítettnek kell lennie. Például a lapnak és a hátlapnak azonos vastagságúnak kell lennie. Hasonlóképpen, a felső és az alsó keresztpántoknak egyenlőnek kell lenniük.
Az építőiparban használt rétegelt lemez lapok leggyakoribb mérete 1,2 m széles és 2,4 m hosszú. Egyéb gyakori szélességek a 0,9 m és az 1,5 m. A hosszúság 2,4 m és 3,6 m között változik, 0,3 m-es lépésekben. Speciális alkalmazások, mint például a hajóépítés, nagyobb lapokat igényelhetnek.
A rétegelt lemez gyártásához használt fák átmérője általában kisebb, mint a fűrészáru előállításához használtak. A legtöbb esetben a rétegelt lemezt gyártó cég tulajdonában lévő területeken ültették és termesztették őket. Ezeket a területeket gondosan kezelik, hogy maximalizálják a fák növekedését és minimalizálják a rovarok vagy tűz okozta károkat.
Íme egy tipikus műveletsor a fák szabványos 4 láb x 8 láb (1,2 m x 2,4 m) méretű rétegelt lemezekké történő feldolgozásához:
A rönköket először kéregtelenítik, majd hámozóblokkokká vágják. Ahhoz, hogy a blokkokat furnércsíkokra vágják, először áztatják őket, majd csíkokra hámozzák.
1 Egy adott területen kiválasztott fákat megjelölnek kivágásra vagy favágásra készként. A kivágás benzinüzemű láncfűrészekkel vagy kerekes járművek elejére szerelt nagy hidraulikus ollókkal, úgynevezett favágókkal történhet. A kidőlt fák ágait láncfűrésszel távolítják el.
2 A megmetszett fatörzseket, vagy rönköket kerekes járművek, úgynevezett vontatók vontatják a rakodóterületre. A rönköket méretre vágják, és teherautókra rakják, hogy a rétegelt lemezgyárba szállítsák őket, ahol hosszú halmokba, úgynevezett rönkplatformokba rakják őket.
3 Ahogy rönkökre van szükség, azokat gumikerekes rakodók emelik fel a rönkasztalokról, és egy láncos szállítószalagra helyezik, amely a kéregtelenítő géphez szállítja őket. A gép éles fogazású köszörűkorongokkal vagy nagynyomású vízsugárral távolítja el a kérget, miközben a rönköt lassan forgatják a hossztengelye körül.
4 A kéregtelenített rönköket egy láncos szállítószalagon szállítják a fűrészmalomba, ahol egy hatalmas körfűrész körülbelül 2,5 m és 2,6 m közötti hosszú darabokra vágja őket, amelyek alkalmasak szabványos 2,4 m hosszú lapok készítésére. Ezeket a rönkdarabokat hámozótömböknek nevezik.
5 Mielőtt a furnér vágható lenne, a hámozóblokkokat fel kell melegíteni és áztatni kell, hogy a fa meglágyuljon. A blokkokat gőzölhetjük vagy forró vízbe meríthetjük. Ez a folyamat 12-40 órát vesz igénybe a fa típusától, a blokk átmérőjétől és egyéb tényezőktől függően.
6 A felmelegített hámozótömböket ezután a hámozóesztergára szállítják, ahol automatikusan beillesztik és egyenként betáplálják az esztergába. Ahogy az eszterga gyorsan forgatja a tömböt a hossztengelye körül, egy teljes hosszúságú késpenge 90-240 m/perc (300-800 láb/perc) sebességgel húzza le a folyamatos furnérlapot a forgó tömb felületéről. Amikor a tömb átmérője körülbelül 230-305 mm-re (3-4 hüvelykre) csökken, a fennmaradó fadarabot, az úgynevezett hámozómagot kidobják az esztergából, és egy új hámozótömböt helyeznek a helyére.
7 A hámozó esztergából kijövő hosszú furnérlap azonnal megmunkálható, vagy hosszú, többszintes tálcákban tárolható, vagy tekercsekre tekerhető. Mindenesetre a következő folyamat a furnér használható szélességűre, általában körülbelül 1,4 m-re történő vágása a szabványos 1,2 m széles rétegelt lemezek előállításához. Ezzel egyidejűleg az optikai szkennerek keresik az elfogadhatatlan hibákat tartalmazó szakaszokat, és ezeket kivágják, így a szabványosnál kisebb szélességű furnérdarabok maradnak vissza.
A nedves furnércsíkokat tekercsbe tekercselik, miközben egy optikai szkenner észleli a faanyag esetleges elfogadhatatlan hibáit. Szárítás után a furnért osztályozzák és egymásra rakják. A furnér kiválasztott részeit összeragasztják. Egy forró prés segítségével a furnért egyetlen tömör rétegelt lemez darabká zárják le, amelyet aztán megmunkálnak és csiszolnak, mielőtt a megfelelő minőséggel ellátnák.
8. A furnérdarabokat ezután minőség szerint válogatják és rakodják egymásra. Ez történhet manuálisan, vagy optikai szkennerek segítségével automatikusan is.
9 A szétválogatott darabokat egy szárítóba töltik, hogy csökkentsék nedvességtartalmukat és összezsugorodjanak, mielőtt összeragasztanák őket. A legtöbb rétegelt lemezgyár mechanikus szárítót használ, amelyben a darabok folyamatosan mozognak egy fűtött kamrában. Egyes szárítókban nagy sebességű, melegített levegősugarakat fújnak a darabok felületére a szárítási folyamat felgyorsítása érdekében.
10 Ahogy a furnérdarabok kijönnek a szárítóból, minőség szerint egymásra rakják őket. Az alsó szélességű szakaszokra további furnérdarabokat ragasztanak össze ragasztószalaggal vagy ragasztóval, hogy a darabok alkalmasak legyenek a belső rétegekben való használatra, ahol a megjelenés és a szilárdság kevésbé fontos.
11. A keresztben beépítendő furnérdarabokat – a háromrétegű lapok magját vagy az ötrétegű lapok keresztpántjait – körülbelül 1,3 m (4 láb-3 hüvelyk) hosszúságúra vágják.
12 Amikor a megfelelő furnérdarabokat összeszerelték egy adott rétegelt lemez sorozathoz, megkezdődik a darabok összerakása és ragasztása. Ez manuálisan vagy félautomatikusan gépekkel történhet. A háromrétegű lapok legegyszerűbb esetében a hátlapot laposra fektetik, és egy ragasztógépen vezetik át, amely egy réteg ragasztót visz fel a felső felületre. A magfurnér rövid darabjait ezután keresztben a ragasztott hátlapra helyezik, majd az egész lapot másodszor is átvezetik a ragasztógépen. Végül a felületfurnért a ragasztott magra helyezik, és a lapot a többi, préselésre váró lappal együtt egymásra rakják.
13 A ragasztott lapokat egy többnyílású melegprésbe helyezik. A prések egyszerre 20-40 lapot tudnak kezelni, minden lapot külön nyílásba helyezve. Amikor az összes lapot betöltötték, a prés körülbelül 7,6-13,8 bar (110-200 psi) nyomás alatt összenyomja őket, miközben egyidejűleg körülbelül 109,9-157,2 °C (230-315° F) hőmérsékletre melegíti őket. A nyomás biztosítja a furnérrétegek közötti jó érintkezést, és a hő hatására a ragasztó megfelelően kikeményedik a maximális szilárdság érdekében. 2-7 perc elteltével a prést kinyitják, és a lapokat kiveszik.
14 A nyers lemezeket ezután egy fűrészkészleten vezetik át, amely a végső szélességükre és hosszukra vágja őket. A magasabb minőségű lemezek egy 4 láb (1,2 m) széles szalagcsiszolón haladnak át, amely mind a felületét, mind a hátulját csiszolja. A közbenső minőségű lemezeket manuálisan pontcsiszolják, hogy megtisztítsák az érdes területeket. Egyes lemezeket egy körfűrészlapon futtatnak át, amely sekély hornyokat vág a felületébe, hogy texturált megjelenést kölcsönözzön a rétegelt lemeznek. A végső ellenőrzés után a fennmaradó hibákat kijavítják.
15 A kész lapokat egy minőségjelzéssel látják el, amely információt nyújt a vevőnek a kitettségi besorolásról, a minőségről, a gyárszámról és egyéb tényezőkről. Az azonos minőségjelzésű lapokat egymásra pántolják, és a raktárba szállítják, hogy megvárják a szállítást.
Csakúgy, mint a fűrészáru esetében, nincs tökéletes rétegelt lemez. Minden rétegelt lemez darabnak van bizonyos mennyiségű hibája. Ezen hibák száma és helye határozza meg a rétegelt lemez minőségét. Az építőipari és ipari rétegelt lemezekre vonatkozó szabványokat a Nemzeti Szabványügyi Hivatal és az Amerikai Rétegelt Faanyag Szövetsége által készített PS1 termékszabvány határozza meg. A keményfa és dekoratív rétegelt lemezekre vonatkozó szabványokat az Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézet és a Keményfa Rétegelt Faanyag Gyártók Szövetsége által készített ANSIIHPMA HP határozza meg. Ezek a szabványok nemcsak a rétegelt lemez osztályozási rendszereit határozzák meg, hanem a konstrukciós, teljesítménybeli és alkalmazási kritériumokat is meghatározzák.
Habár a rétegelt lemez meglehetősen hatékonyan hasznosítja a fákat – lényegében szétszedve és erősebb, használhatóbb konfigurációban újra összerakva őket –, a gyártási folyamat során továbbra is jelentős mennyiségű hulladék keletkezik. A legtöbb esetben a fában található hasznosítható faanyagmennyiségnek csak körülbelül 50-75%-a alakul rétegelt lemezzé. Ennek a számnak a javítása érdekében számos új termék fejlesztés alatt áll.
Az egyik új termék az orientált forgácslap, amelyet úgy állítanak elő, hogy a teljes rönköt szálakra aprítják, ahelyett, hogy a furnért lefejtenék a rönkről, és eldobnák a magot. A szálakat ragasztóval összekeverik, és rétegekbe préselik, amelyek rostjai egy irányban futnak. Ezeket az összenyomott rétegeket ezután egymásra merőlegesen állítják, mint a rétegelt lemezt, majd összeragasztják. Az orientált forgácslap olyan erős, mint a rétegelt lemez, és valamivel olcsóbb.
Közzététel ideje: 2021. augusztus 10.