Шперплатът е направен от три или повече тънки слоя дървесина, свързани с лепило. Всеки слой дървесина или шперплат обикновено е ориентиран така, че влакната му да са под прав ъгъл спрямо съседния слой, за да се намали свиването и да се подобри здравината на готовия детайл. Повечето шперплат се пресова в големи, плоски листове, използвани в строителството. Други парчета шперплат могат да бъдат оформени в прости или сложни криви за използване в мебели, лодки и самолети.
Използването на тънки слоеве дърво като средство за строителство датира от приблизително 1500 г. пр.н.е., когато египетски майстори залепили тънки парчета тъмно абаносово дърво към външната страна на кедров ковчег, открит в гробницата на цар Тут-Анкх-Амон. Тази техника по-късно била използвана от гърците и римляните за производство на изящни мебели и други декоративни предмети. През 17-ти век изкуството на декориране на мебели с тънки парчета дърво станало известно като фурнириране, а самите парчета станали известни като фурнири.
До края на 1700 г. парчетата фурнир са били изрязвани изцяло на ръка. През 1797 г. англичанинът сър Самюъл Бентам подава заявление за патенти, обхващащи няколко машини за производство на фурнири. В заявките си за патенти той описва концепцията за ламиниране на няколко слоя фурнир с лепило, за да се образува по-дебело парче – първото описание на това, което днес наричаме шперплат.
Въпреки това развитие, са необходими почти още сто години, преди ламинираните фурнири да намерят комерсиално приложение извън мебелната индустрия. Около 1890 г. ламинираната дървесина е използвана за първи път за направата на врати. С нарастването на търсенето няколко компании започват да произвеждат листове от многослойна ламинирана дървесина, не само за врати, но и за употреба във вагони, автобуси и самолети. Въпреки това увеличено използване, концепцията за използване на „пастирани дървесини“, както някои майстори саркастично ги наричат, създава негативен имидж за продукта. За да противодействат на този имидж, производителите на ламинирана дървесина се срещат и накрая се спират на термина „шперплат“, за да опишат новия материал.
През 1928 г. в Съединените щати са въведени първите стандартни листове шперплат с размери 1,2 м на 2,4 м (4 фута на 8 фута) за употреба като общ строителен материал. През следващите десетилетия подобрените лепила и новите методи на производство позволиха шперплатът да се използва за голямо разнообразие от приложения. Днес шперплатът е заменил нарязания дървен материал за много строителни цели, а производството на шперплат се е превърнало в многомилиардна световна индустрия.
Външните слоеве на шперплата са известни съответно като лицева и задна страна. Лицевата страна е повърхността, която ще се използва или вижда, докато задна страна остава неизползвана или скрита. Централният слой е известен като сърцевина. При шперплат с пет или повече слоя, междинните слоеве са известни като напречни ленти.
Шперплатът може да бъде направен от твърда дървесина, мека дървесина или комбинация от двете. Някои често срещани твърди дървесини включват ясен, клен, махагон, дъб и тик. Най-често използваната мека дървесина за производство на шперплат в Съединените щати е дугласовата ела, въпреки че се използват и няколко разновидности бор, кедър, смърч и секвоя.
Композитният шперплат има сърцевина, изработена от плочи от дървесни частици или масивни дървени парчета, съединени ръб до ръб. Завършва се с лицева и задна страна с фурнир от шперплат. Композитният шперплат се използва, когато са необходими много дебели листове.
Видът лепило, използвано за свързване на слоевете дърво заедно, зависи от специфичното приложение на готовия шперплат. Листовете от шперплат от мека дървесина, предназначени за монтаж от външната страна на конструкция, обикновено използват фенолформалдехидна смола като лепило, поради отличната ѝ здравина и устойчивост на влага. Листовете от шперплат от мека дървесина, предназначени за монтаж от вътрешната страна на конструкция, могат да използват лепило на базата на кръвен протеин или соев протеин, въпреки че повечето вътрешни листове от мека дървесина сега се произвеждат със същата фенолформалдехидна смола, използвана за външни листове. Шперплат от твърда дървесина, използван за вътрешни приложения и в производството на мебели, обикновено се произвежда с карбамидформалдехидна смола.
Някои приложения изискват шперплатови листове с тънък слой пластмаса, метал или импрегнирана със смола хартия или плат, залепени към лицевата или задната страна (или и двете), за да се придаде на външната повърхност допълнителна устойчивост на влага и износване или да се подобрят свойствата ѝ за задържане на боя. Такъв шперплат се нарича облицован шперплат и се използва често в строителството, транспорта и селското стопанство.
Други шперплатови листове могат да бъдат покрити с течен байц, за да се придаде на повърхностите завършен вид, или могат да бъдат обработени с различни химикали, за да се подобри устойчивостта на шперплат на пламък или устойчивостта на гниене.
Има два основни класа шперплат, всеки със собствена система за класификация.
Единият клас е известен като строителен и индустриален. Шперплатът от този клас се използва предимно заради здравината си и се класифицира според способността си за излагане на външни условия и класа фурнир, използван от лицевата и задната страна. Способността за излагане може да бъде вътрешна или външна, в зависимост от вида лепило. Класовете фурнир могат да бъдат N, A, B, C или D. Класът N има много малко повърхностни дефекти, докато класът D може да има множество възли и пукнатини. Например, шперплатът, използван за подови настилки в къща, е класифициран като "Interior CD". Това означава, че има лицева страна C с гръб D и лепилото е подходящо за употреба в защитени места. Вътрешните слоеве на целия строителен и индустриален шперплат са изработени от фурнир клас C или D, независимо от класа.
Другият клас шперплат е известен като твърда дървесина и декоративен. Шперплатът от този клас се използва предимно заради външния си вид и се класифицира в низходящ ред по устойчивост на влага като технически (външен), тип I (външен), тип II (вътрешен) и тип III (вътрешен). Лицевите им фурнири са практически без дефекти.
Размери
Дебелината на шперплатовите листове варира от 1,6 мм до 76 мм. Най-често срещаните дебелини са в диапазона от 6,4 мм до 19,0 мм. Въпреки че сърцевината, напречните ленти, както и лицевата и задната страна на шперплатовия лист могат да бъдат изработени от фурнири с различна дебелина, дебелината на всеки от тях трябва да е балансирана около центъра. Например, лицевата и задната страна трябва да са с еднаква дебелина. По същия начин горните и долните напречни ленти трябва да са еднакви.
Най-често срещаният размер за шперплатови листове, използвани в строителството, е 1,2 м ширина и 2,4 м дължина. Други често срещани ширини са 0,9 м и 1,5 м. Дължините варират от 2,4 м до 3,6 м на стъпки от 0,3 м. Специални приложения, като например корабостроене, може да изискват по-големи листове.
Дърветата, използвани за производството на шперплат, обикновено са с по-малък диаметър от тези, използвани за производството на дървен материал. В повечето случаи те са засадени и отглеждани в райони, собственост на компанията за шперплат. Тези райони се управляват внимателно, за да се увеличи максимално растежът на дърветата и да се сведат до минимум щетите от насекоми или пожар.
Ето типична последователност от операции за обработка на дървета в стандартни шперплатови листове с размери 1,2 м на 2,4 м:
Дървените трупи първо се обелят и след това се нарязват на белачки. За да се нарежат блоковете на ленти фурнир, те първо се накисват и след това се обелват на ленти.
1 Избрани дървета в даден район се маркират като готови за отсичане или поваляне. Отсичането може да се извърши с бензинови верижни триони или с големи хидравлични ножици, монтирани отпред на колесни превозни средства, наречени секачи. Клоните се отстраняват от падналите дървета с верижни триони.
2 Отрязаните дървесни стволове или трупи се влачат до товарна площадка с колесни превозни средства, наречени скидери. Трупите се нарязват на дължина и се товарят на камиони за пътуване до фабриката за шперплат, където се подреждат на дълги купчини, известни като палуби за трупи.
3 Когато са необходими трупи, те се вземат от дековете за трупи от товарачи с гуми и се поставят върху верижен конвейер, който ги отвежда до машината за обезкоряване. Тази машина премахва кората или с остри назъбени шлифовъчни дискове, или със струи вода под високо налягане, докато трупът бавно се върти около дългата си ос.
4 Обелените трупи се пренасят в мелницата с верижен конвейер, където огромен циркуляр ги реже на секции с дължина от около 2,5 м до 2,6 м, подходящи за изработка на стандартни листове с дължина 2,4 м. Тези секции от трупи са известни като белещи блокове.
5 Преди фурнирът да може да бъде нарязан, блоковете за белене трябва да се нагреят и накиснат, за да омекнат дървото. Блоковете могат да бъдат обработени с пара или потопени в гореща вода. Този процес отнема 12-40 часа в зависимост от вида дървесина, диаметъра на блока и други фактори.
6 Загрятите белящи блокове се транспортират до белящия струг, където автоматично се подравняват и се подават в струга един по един. Докато стругът върти блока бързо около дългата си ос, нож с пълна дължина отлепва непрекъснат лист фурнир от повърхността на въртящия се блок със скорост 90-240 м/мин (300-800 фута/мин). Когато диаметърът на блока се намали до около 230-305 мм (3-4 инча), останалото парче дърво, известно като беляща сърцевина, се изхвърля от струга и на негово място се подава нов белящ блок.
7 Дългият лист фурнир, излизащ от струга с белеща машина, може да се обработи веднага или може да се съхранява в дълги, многоетажни тави или да се навие на ролки. Във всеки случай, следващият процес включва нарязване на фурнира на използваеми ширини, обикновено около 1,4 м (4 фута-6 инча), за изработване на стандартни листове шперплат с ширина 1,2 м (4 фута). В същото време оптичните скенери търсят секции с неприемливи дефекти и те се изрязват, оставяйки парчета фурнир с по-малка от стандартната ширина.
Мокрите ленти фурнир се навиват на ролка, докато оптичен скенер открива всички неприемливи дефекти в дървесината. След изсъхване фурнирът се сортира и подрежда. Избрани секции от фурнир се залепват заедно. Използва се гореща преса за запечатване на фурнира в едно плътно парче шперплат, което се подрязва и шлайфа, преди да се щампова с подходящата степен на качество.
8 След това секциите от фурнир се сортират и подреждат според степента. Това може да се извърши ръчно или автоматично с помощта на оптични скенери.
9 Сортираните секции се подават в сушилня, за да се намали съдържанието им на влага и да се свият, преди да бъдат залепени. Повечето фабрики за шперплат използват механична сушилня, в която парчетата се движат непрекъснато през нагрята камера. В някои сушилни струи от високоскоростен, нагрят въздух се продухват по повърхността на парчетата, за да се ускори процесът на сушене.
10 Когато секциите от фурнир излизат от сушилнята, те се подреждат според степента на оформяне. Секциите с долна ширина имат допълнителен фурнир, залепен с тиксо или лепило, за да се направят парчетата подходящи за използване във вътрешните слоеве, където външният вид и здравината са по-малко важни.
11 Тези секции фурнир, които ще бъдат монтирани напречно – сърцевината при трислойни листове или напречните ленти при петслойни листове – се нарязват на парчета с дължина около 1,3 м (4 фута и 3 инча).
12 Когато подходящите секции фурнир са сглобени за определена серия шперплат, започва процесът на подреждане и залепване на парчетата заедно. Това може да се извърши ръчно или полуавтоматично с машини. В най-простия случай на трислойни листове, задният фурнир се полага плоско и се прокарва през машина за нанасяне на лепило, която нанася слой лепило върху горната повърхност. Късите секции от сърцевинния фурнир след това се полагат напречно върху залепения гръб и целият лист се прокарва през машината за нанасяне на лепило втори път. Накрая, лицевият фурнир се полага върху залепения сърцевинен лист и листът се подрежда с други листове, чакащи да влязат в пресата.
13 Залепените листове се зареждат в преса за горещо пълнене с множество отвори. Пресите могат да обработват 20-40 листа едновременно, като всеки лист се зарежда в отделен слот. Когато всички листове са заредени, пресата ги притиска заедно под налягане от около 110-200 psi (7,6-13,8 бара), като същевременно ги нагрява до температура от около 230-315° F (109,9-157,2° C). Налягането осигурява добър контакт между слоевете фурнир, а топлината кара лепилото да се втвърди правилно за максимална здравина. След период от 2-7 минути пресата се отваря и листовете се разтоварват.
14 След това грубите листове преминават през комплект триони, които ги подрязват до крайната им ширина и дължина. Листовете от по-висок клас преминават през комплект лентови шлайфмашини с ширина 1,2 м, които шлайфат както лицевата, така и обратната страна. Листовете от среден клас се шлайфат ръчно на място, за да се почистят грубите участъци. Някои листове се прекарват през комплект циркулярни триони, които изрязват плитки канали по лицевата страна, за да придадат на шперплата текстуриран вид. След окончателна проверка всички останали дефекти се поправят.
15 Готовите листове се щамповат с търговска марка, която дава на купувача информация за степента на експозиция, марката, номера на мелницата и други фактори. Листовете с една и съща марка се закрепват заедно в купчини и се преместват в склада, за да изчакат доставката.
Точно както при дървения материал, няма такова нещо като перфектно парче шперплат. Всички парчета шперплат имат определен брой дефекти. Броят и местоположението на тези дефекти определят класа на шперплата. Стандартите за строителен и индустриален шперплат са определени от продуктов стандарт PS1, изготвен от Националното бюро по стандартизация и Американската асоциация на шперплата. Стандартите за шперплат от твърда дървесина и декоративен шперплат са определени от ANSIIHPMA HP, изготвен от Американския национален институт по стандартизация и Асоциацията на производителите на шперплат от твърда дървесина. Тези стандарти не само установяват системите за класификация на шперплата, но и определят критериите за конструкция, експлоатационни характеристики и приложение.
Въпреки че шперплатът използва дърветата сравнително ефективно – по същество ги разглобява и сглобява отново в по-здрава и по-използваема конфигурация – все още има значителни отпадъци, присъщи на производствения процес. В повечето случаи само около 50-75% от използваемия обем дървесина в едно дърво се преобразува в шперплат. За да се подобри тази цифра, се разработват няколко нови продукта.
Един нов продукт се нарича ориентирано-пръчковидна плоча, която се произвежда чрез нарязване на целия дървен материал на нишки, вместо да се обели фурнир от дървения материал и да се изхвърли сърцевината. Нишките се смесват с лепило и се компресират на слоеве, като влакната са в една посока. Тези компресирани слоеве след това се ориентират под прав ъгъл един спрямо друг, подобно на шперплат, и се свързват заедно. Ориентирано-пръчковите плочи са толкова здрави, колкото шперплат, и струват малко по-малко.
Време на публикуване: 10 август 2021 г.