In diesem Artikel: Die Geschichte der Sperrholzschöpfung Produktionstechnologie; Klassifizierung und Eigenschaften von Sperrholz; Kriterien der Wahl.
Sperrholz übertrifft die Popularität aller anderen Holzverbundholzarten – neben der Bau- und Möbelindustrie wird es im Automobilbau, im Flugzeug- und Automobilbau, im Schiffsbau und sogar bei der Herstellung von Raketen eingesetzt. Die Gründe für ein so breites Anwendungsgebiet haben sich seit mehr als einem Jahrhundert nicht geändert – Sperrholz hat ein relativ geringes Gewicht, seine Kosten sind bei höheren Festigkeitseigenschaften deutlich niedriger als der Preis von Industrieholz. Betrachten Sie dieses holzlaminierte Brett, das nach dem populären Ausdruck „über Paris fliegen“ kann..
Sperrholzgeschichte
Die ersten Sperrholzproben, d.h. zusammengeklebte dünne Holzplatten, die von Archäologen während des Studiums der Pyramiden in Ägypten gefunden und auf 3.500 v. Chr. Datiert wurden. – Aus der Wirtschaft des Holzes waren die alten ägyptischen Schnitzer gezwungen, einen solchen Schritt zu tun, weil Holz im alten Ägypten war Mangelware. Der Mangel an eigenem Holz und die hohen Kosten für importiertes Holz zwangen die alten Griechen und später die Römer, auf Sperrholz zurückzugreifen, während die Kosten vor zwei Jahrtausenden alles andere als niedrig waren, da zum Verkleben der Holzplatten Naturharz verwendet wurde und alle Produktionsarbeiten durchgeführt wurden manuell.
Es ist bemerkenswert, dass fast alle Erfinder der ersten Furniermaschinen – dem Hauptrohstoff für die Sperrholzherstellung – irgendwie mit Russland verbunden waren. Das erste Modell der Schälmaschine wurde Ende des 17. Jahrhunderts vom Maschinenbauingenieur Samuel Bentham entworfen, der zuvor auf Einladung von Prinz Potemkin Katharina II. Bedient hatte. Am Ende seines zehnjährigen Dienstes in Russland kehrte Bentham nach England zurück und erhielt Patente für mehrere seiner Erfindungen gleichzeitig. Die vom Engländer erfundene Maschine wurde jedoch von den damaligen Herstellern nicht bemerkt..
Emmanuel Nobel Sr.
Ein wirklich effektiver Prototyp aller modernen Schälmaschinen wurde vom schwedischen Ingenieur-Erfinder Emmanuel Nobel, Vater von Alfred Nobel, Gründer des Nobelpreises und Erfinder des Dynamits, geschaffen. Das Modell einer Drehdrehmaschine, die er Ende des 18. Jahrhunderts herstellte, ermöglichte es, Furnier einer bestimmten und konstanten Dicke von einem Holzblock zu entfernen, wodurch das „Sandwich“ aus Sperrholz in Struktur und Dicke homogen wurde..
Emmanuel Nobel lebte und arbeitete von 1838 bis 1859 in Russland. Die von ihm in dieser Zeit geschaffenen Erfindungen waren für die Militärindustrie bestimmt und wurden von Kaiser Nikolaus I. hoch geschätzt.
Zu Beginn des 19. Jahrhunderts erfand der russische Industrielle Dietrich Martin Luther, der eine Bleistiftmanufaktur in Reval, Estland (heutiges Tallinn) besaß, seine Schälmaschine, eine größere Version einer Bleistiftmaschine. Er erhielt 1819 ein Patent für seine Erfindung.
Das erste Sperrholz, dessen Herstellung auf der Maschine von Dietrich Martin Luther basiert, wurde vom estnischen Möbelhersteller Alexander Luther, seinem Namensvetter, hergestellt. Ende des 19. Jahrhunderts entschloss er sich, zusammengeklebte Furnierplatten als Sitzgelegenheiten für Wiener Stühle zu verwenden – die Möbel erwiesen sich als leicht, langlebig und kostengünstig, dank derer eine stetige Nachfrage danach bestand.
Fast zeitgleich mit dem Möbelhersteller Luther wurde Sperrholz vom russischen Erfinder Ogneslav Stepanovich Kostovich hergestellt, der an der Herstellung von Flugzeugen beteiligt war und dringend ein Baumaterial für deren Bau benötigte. 1881 erfand er Arborit, ein Material, das aus Furnierplatten besteht, die über die Fasern zusammengeklebt sind. Die Schälmaschine und der Klebstoff für die Herstellung von Arboritsperrholz wurden ebenfalls von Kostovich unabhängig erfunden, und sein Sperrholz war sehr feuchtigkeitsbeständig und nicht dem Verfall unterworfen.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts verbreitete sich auf russischem Territorium im Inland hergestelltes Sperrholz – bis 1915 wurden mehr als 50 Fabriken für seine Produktion mit einem Jahresvolumen von rund 24.000 m eröffnet3. Die Anwendungsbereiche von Sperrholz haben sich erweitert – neben der Möbelherstellung und dem Flugzeugbau wurden damit Waffen, Raketen, Musikinstrumente und sogar technische Pipelines hergestellt..
Heute ist Russland einer der weltweit größten Hersteller von Sperrholz und Produkten daraus. Das jährliche Produktionsvolumen beträgt rund 3 Millionen m3 dieser Holzplatte.
Sperrholz-Produktionstechnologie
Die folgenden Hauptschritte bei der Herstellung von Sperrholz werden unterschieden: Herstellung von Rohstoffen, Erhalt von Furnier, Herstellung von Sperrholz. Jede der drei Phasen besteht wiederum aus mehreren technologischen Operationen, die wir im Detail betrachten werden.
Die Aufbereitung der Holzrohstoffe beginnt mit der hydrothermalen Behandlung – die zur Herstellung von Furnier bestimmten Stämme werden in Becken gelegt, wo sie vollständig mit auf 40 ° C erhitztem Wasser geflutet, mit einem Deckel abgedeckt und im Sommer 24 Stunden oder im Winter zwei Tage lang aufbewahrt werden. Um das vom Holz aufgenommene Wasser auszugleichen, wird dem Pool ständig eine bestimmte Menge warmes Wasser und kondensierter Dampf zugesetzt. Dieser Vorgang ist erforderlich, um die Plastizität von Holz zu erhöhen. Andernfalls nimmt das geschnittene Furnier beim Schälen von Blöcken tendenziell die zylindrische Form der logarithmischen hydrothermalen Behandlung an. Dadurch erhalten Sie eine relativ flache Furnierfolie, während die Oberflächen glatter und rissfreier sind.
Das Entrinden protokolliert in einer Entrindungsmaschine
Die nächste vorbereitende Operation ist das Entrinden von Stämmen, bei denen die Rinde vollständig von ihrer Oberfläche entfernt wird. Dann passieren die Protokolle die Kamera des Metalldetektors, dann liefert das Fördersystem sie an die Sägemaschinen. Nachdem die Stämme um 1.300 bis 1.600 mm lang geschnitten und minderwertige Fragmente entfernt wurden, werden sie an die Schälstelle geliefert. Abfälle – Rinde und Späne, die nach dem Sägen von Stämmen und der Verarbeitung von Furnier in allen nachfolgenden Phasen verbleiben – werden zu Zerkleinerungsmaschinen geschickt und anschließend zur Herstellung von Spanplatten verwendet.
Es gibt drei bekannte Möglichkeiten, um Furnier zu erhalten: Schälen eines Blocks auf einer kreisförmigen Maschine, Hobeln von Baumstämmen, die von Rinde abgezogen wurden, und Schneiden eines Blocks in Streifen. Die beiden letztgenannten Methoden sind wesentlich weniger produktiv und daher weniger verbreitet als das Schälen. Sie werden nur zur Gewinnung von Sperrholz aus wertvollen Laubbaumarten verwendet. Als nächstes sollten Sie das Furnier durch Schälen erhalten.
Die vorbereiteten Blöcke werden den Schälmaschinen zugeführt, wo sie gekreuzt werden. Dadurch entsteht ein Furnierstreifen, dessen Breite von der Länge des Originalblocks abhängt und dessen Länge von seinem Durchmesser und der Dicke des geschnittenen Furniers abhängt. Der Furnierstreifen wird wiederum in Bleche von 1.300 x 1.420 mm und 1.300 x 2.740 mm (die Länge des Originalblocks beträgt 1.300 mm) sowie 1.600 x 1.740 mm und 1.600 x 3 420 mm (geschnitten) geschnitten. 1 600 mm). Geschnittene Furnierblätter werden gestapelt und zum Trocknen, Abfall (Fragmente von „zerrissenem“ Furnier) – zum Zerkleinern in Späne – geschickt.
Während des Trocknungsprozesses werden auf einem Rollenförderer gestapelte Furnierstapel einer Luftwärmebehandlung unterzogen. Anschließend werden die Furnierblätter mit einem Scanner und einem Feuchtigkeitsmesser stückweise sortiert. Nasses und defektes Furnier wird von trockenem und makellosem Furnier getrennt und anschließend zur erneuten Trocknung, Reparatur oder vorübergehenden Lagerung geschickt. Die Reparatur von Furnierplatten mit Defekten erfolgt wie folgt: Auf Spezialmaschinen werden minderwertige Fragmente ausgeschnitten, stattdessen werden Streifen aus hochwertigem Furnier eingelegt, die in Farbe und Textur sorgfältig ausgewählt werden. Die Dicke der zum Austausch eingelegten Streifen und die Holzart, aus der sie gewonnen werden, müssen vollständig der reparierten Furnierplatte entsprechen – die Mindestbreite der eingelegten Streifen beträgt 450 mm, ihr Feuchtigkeitsgehalt ist um etwa 2 bis 4% geringer als der der Furnierplatte. Das konditionierte Furnier wird in einem speziellen Lager 24 Stunden lang gereift. Während dieser Zeit wird ein gleichmäßiger Feuchtigkeitsgehalt im Holz hergestellt. Furnierplatten, die repariert werden, werden nicht länger als 8 Stunden gelagert und anschließend an die Sperrholzproduktionsstätte geschickt.
Furnierabfälle und -bleche mit Defekten, die ein qualitativ hochwertiges Verkleben beim Aufbau eines Sperrholz- „Sandwichs“ verhindern (lange Risse, Fäulnisbereiche, erhebliche Löcher durch heruntergefallene Knoten und gekrümmte Blechschnitte entlang der Kanten), werden auf der Schneid- und Kommissioniermaschinenlinie gerippt. Nach dem Ausschneiden fehlerhafter Bereiche auf einem Förderband aufgebaut, wird ein Blatt gestapelter Furnierstreifen einer bestimmten Größe einer Stoßverklebung unterzogen. Während dieses Vorgangs werden erhitzte Leimfäden in die Schlitze zwischen den Fugen eingeführt, dann gegen die Walzen gedrückt, und die zu verbindenden Furnierstreifen werden fest gegeneinander verschoben. Ein Streifen gerippter Furnierstreifen wird mit Sägen in Blätter einer bestimmten Größe geschnitten.
Die durch Schälen erhaltenen Fasern in den Furnierplatten sind ausschließlich quer gerichtet, und hochwertiges Sperrholz kann nur durch abwechselnde Furnierplatten mit Quer- und Längsfaserorientierung erhalten werden. Um diese Bedingung zu erfüllen und Furnier mit Längsfasern zu erhalten, werden trocken geschälte Furnierblätter in zwei Hälften geschnitten, dann wird in jedem von ihnen eine Nut für eine „Schnurrbart“ -Verbindung gebildet, und dann wird eine Klebeschicht auf Harzbasis auf die Fase einer der Hälften aufgebracht. Vor dem Verlegen unter der Presse wird die Verbindungslinie des erhaltenen Furniers mit Längsfasern durch einen Infrarotstrahl erwärmt.
In diesem Stadium ist die Vorbereitung des Furniers abgeschlossen und die eigentliche Herstellung des Sperrholzes beginnt..
Erster Schritt– Montage von Verpackungen aus Furnierplatten, ausgewählt nach einer bestimmten Qualität der zukünftigen Sperrholzplatte. Das erste und das letzte in der Verpackung sind Furnierblätter mit quer gerichteten Fasern, und da die Anzahl der Blätter in der Verpackung normalerweise ungerade ist, hat jedes zweite Blatt eine Längsrichtung der Fasern. Wenn die Verpackung eine gerade Anzahl von Furnierplatten enthält, werden zwei Platten mit in Längsrichtung gerichteten Fasern in die Mitte gelegt, wodurch Verletzungen der Festigkeit und Geometrie der Sperrholzoberfläche vermieden werden. Die geformten Pakete werden kaltgepresst, um einen besseren Sitz der sie bildenden Blätter zu erzielen und den Paketen Steifheit zu verleihen.
Zweite Phase– Verkleben von Verpackungen in einer Heißpresse und Aufnehmen von Sperrholz. In einer speziellen Maschine wird eine Schicht Klebstoff auf Harzbasis auf beide Ebenen gleichmäßiger Furnierfolien aufgetragen. Anschließend werden die Beutel in eine Heißpresse gegeben, in der der Klebstoff geklebt und ausgehärtet wird – für diesen Vorgang bei einer Temperatur von 110 bis 130 ° C und einem Druck von 1 bis 1,2 MPa dauert ungefähr 10 Minuten. Fertige Sperrholzplatten werden in der Werkstatt in bis zu 1,5 m hohen Pfählen gestapelt, wo sie 24 Stunden lang aufbewahrt werden, um eine gleichmäßige Abkühlung zu gewährleisten, Spannungen in den Platten abzubauen und ein gleichmäßiges Feuchtigkeitsniveau zu erreichen.
In der dritten StufeSperrholzplatten werden auf eine bestimmte Größe zugeschnitten, Oberflächen werden geschliffen, um über die gesamte Ebene die gleiche Dicke und Glätte zu erzielen, und nach Qualität sortiert.
Eigenschaften und Klassifizierung von Sperrholz
Entsprechend der Herkunft des Furniers, aus dem Sperrholz besteht, wird es in Nadel- und Birkenholz unterteilt. Birkensperrholz, dessen Preis höher ist als das von Nadelholzfurniersperrholz, wird am häufigsten in der Möbelherstellung für Nadelholz verwendet – im Bauwesen. Gleichzeitig bestehen die inneren Sperrholzschichten in der Regel aus Hartholzfurnier und nur zwei Außenschichten – Birkenfurnier oder eine der Nadelbäume (Fichte, Kiefer, Lärche, Tanne und in seltenen Fällen Zeder)..
Sperrholz wird entsprechend der aufgetragenen Leimimprägnierung gekennzeichnet. Nachfolgend sind einige Sperrholzqualitäten und -eigenschaften aufgeführt, die von der Imprägnierung abhängen:
- FSF (Phenolformaldehydkleber). Gute Verschleißfestigkeit, mechanische Festigkeit und hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit erreicht. FSF-Sperrholz ist sehr gefragt, es wird in verschiedenen Produktionsbereichen und Bauwerken eingesetzt, insbesondere bei Dacharbeiten. Es hat eine höhere Formaldehydemissionsrate als andere Marken und ist daher für die Installation im Freien vorgesehen.
- FC (Harnstoff-Formaldehyd-Kleber). Sperrholz mit dieser Kennzeichnung ist schwach feuchtigkeitsbeständig, wird für die Innenausstattung und in der Möbelherstellung verwendet;
- FB (Bakelitlack). Sperrholz dieser Marke widersteht perfekt jedem Feuchtigkeitsgehalt;
- FBA (Albumin oder Kaseinkleber). FBA-Sperrholz ist aufgrund seiner hohen Umwelteigenschaften und der völligen Abwesenheit von Formaldehydemissionen nur für trockene Innenräume geeignet.
- BS (alkohollöslicher Bakelitkleber). Dieses Sperrholz wird auch Flugsperrholz genannt, weil bisher nur in der Luftfahrt und im Schiffbau eingesetzt. BS-Sperrholz ist das haltbarste, verschleißfesteste, widersteht erfolgreich fast jeder aggressiven Umgebung, ist nicht anfällig für Feuchtigkeit;
- BV (wasserlöslicher Bakelitkleber). Diese Sperrholzmarke weist mit Ausnahme der Feuchtigkeitsbeständigkeit alle Leistungsmerkmale von BS-Sperrholz auf.
Eine detailliertere Klassifizierung und Eigenschaften sind in GOST 3916.1-96 (Hartholzsperrholz, einschließlich Birke) und GOST 3916.2-96 (Weichholzsperrholz) angegeben..
In Bezug auf die Leistungsmerkmale übertrifft Hartholz und Nadelholz alle Verbundplatten auf Holzspachtel sowie einige Holzarten. Jedes Sperrholz ist brennbar und kann längerer Exposition gegenüber offenen Flammen oder hohen Temperaturen nicht standhalten, ist beständig gegen schwache chemische Lösungen, Säuren und nicht beständig gegen organische Lösungsmittel (Alkohol, Aceton, Benzin usw.). Ansonsten kann Sperrholz nur mit Sperrholz selbst verglichen werden, nämlich mit seinen Laub- und Nadelbaumarten.
Nadelholzsperrholz, insbesondere vollständig durch Nadelholzfurnier geformt, weist neben der Phenol-Formaldehyd-Imprägnierung auch eine natürliche Harzimprägnierung auf. Dank dessen widersteht es besser Pilz- und Feuchtigkeitsverfall. Nadelholzfurniersperrholz wiegt? weniger Hartholz (Birkensperrholz).
Birkensperrholz wiederum ist Nadelholz in Bezug auf physikalische und mechanische Eigenschaften überlegen – es ist haltbarer. Die Textur und das Muster von Birkensperrholz schaffen eine besondere „warme“ Atmosphäre im Raum, weshalb es häufig für dekorative Veredelungen verwendet wird.
Folienbeschichtetes Sperrholz (Kennzeichnung „FOF“) ist mit thermoplastischen Folien versehen, die eine hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven chemischen Umgebungen aufweisen. Gleichzeitig hat folienbeschichtetes Sperrholz einen höheren Preis als ähnliche nicht laminierte Sorten. Die Hauptabnehmer sind Bau- und Fertigungsunternehmen sowie Möbelhersteller..
Wie man Sperrholz wählt
Die Qualität dieser Sperrholzmarke wird anhand ihres Aussehens und ihrer Kennzeichnung beurteilt. Wenn Sie wissen, welche Informationen hinter der Kennzeichnung verborgen sind, können Sie beurteilen, wie diese Sperrholzart der vom Hersteller angegebenen entspricht (die Werte der Abkürzung zur Bestimmung der Sperrholzmarke sind oben angegeben). Die Markierung gibt also die Abmessungen und die Dicke der Sperrholzplatte in Millimetern (z. B. 1500 x 3000 x 9 oder 2440 x 1220 x 18), die Schleifarten („NSh“ – nicht poliert, „Ш1“ – einseitiges Schleifen, „Ш2“ – doppelseitiges Schleifen) und die Formaldehyd-Emissionsklasse ( „E1“, „E2“ oder „E3“). Die Inschrift „Kiefer / Kiefer“ oder „Birke / Kiefer“ bedeutet: im ersten Fall bestehen beide Außenseiten der Sperrholzplatte aus Nadelfurnier; im zweiten Fall besteht eine Außenseite aus Birkenfurnier und die andere aus Nadelholz.
Sperrholzverpackung mit Markierungen
Die Sperrholzverpackung gibt die Qualität an, es gibt fünf davon:
- Elite (Markierung „E“). Es hat keine Mängel, es geht nicht zum öffentlichen Verkauf, weil Alle Lose Sperrholz dieser Sorte werden von Maschinenbauunternehmen und Möbelherstellern gekauft.
- erste Klasse (Markierung „I“ oder „B“). Die Länge der zulässigen Risse und anderer geringfügiger Oberflächenfehler beträgt nicht mehr als 200 mm, die Gesamtzahl der Fehler beträgt nicht mehr als drei;
- zweite Klasse (Kennzeichnung „II“ oder „BB“). Risse von nicht mehr als 200 mm, Holzeinsätze (Knoten), Bereiche mit getrocknetem Leim sind zulässig, jedoch nicht mehr als 2% der Blechfläche. Die maximale Anzahl sichtbarer Mängel sollte sechs nicht überschreiten.
- dritte Klasse (Kennzeichnung „III“ oder „CP“). 6 mm Wurmlöcher sind möglich, jedoch nicht mehr als 10 Stk. auf m2, Risse bis zu 300 mm Länge, getrocknete Leimflächen, die 6% der Blechfläche nicht überschreiten;
- vierte Klasse (Kennzeichnung „IV“ oder „C“). Als Sorte mit der schlechtesten Qualität kann Sperrholz dieser Sorte eine unbegrenzte Anzahl von Wurmlöchern mit einem Durchmesser von nicht mehr als 40 mm, Kantenschäden mit einer Tiefe von nicht mehr als 5 mm, eine unbegrenzte Anzahl von gefallenen und verwachsenen Knoten enthalten.
Beim Markieren von Sperrholz wird die Sorte normalerweise durch einen schrägen Abscheider (Schrägstrich) angezeigt, beispielsweise „II / IV“ oder „I / I“, d.h. im ersten Fall sind die Qualitäten der Außenflächen des Sperrholzes unterschiedlich (eine Seite der zweiten Klasse, die zweite – die vierte), im zweiten Fall beide Seiten des Sperrholzes derselben Sorte (im Beispiel die erste).
Sperrholz aus heimischer Produktion und China wird auf dem russischen Markt angeboten, das zweite ist in der Regel billiger, hat aber gleichzeitig eine höhere Emissionsklasse und darf nicht in Innenräumen installiert werden – seien Sie bei der Auswahl vorsichtig!
Welche Eigenschaften machen Sperrholz zum besten Material unter den Holzwerkstoffen?