Технология изготовления шпона: этапы и способы производства

Технология изготовления шпона представляет собой сложный многоступенчатый цикл, который начинается с подготовки древесины и завершается сортировкой готовых листов. Основное различие в производстве заключается в способе получения материала: лущение (peeling) ориентировано на массовое производство дешевого шпона из хвойных или мягколиственных пород, тогда как строгание (slicing) используется для получения высококачественного декоративного шпона из твердых лиственных деревьев.

Подготовка сырья и гидротермическая обработка

Любое промышленное производство начинается с подготовки пиловочного сырья. Сначала бревна проходят этап окорки, когда с них удаляют кору на специальных окорочных станках. Это необходимо не только для чистоты последующей обработки, но и для защиты режущего инструмента от абразивных частиц. После этого заготовки распиливаются поперек на части (так называемые «точильные камни» или бревна определенной длины), которые должны иметь перпендикулярный срез относительно оси ствола.

Критически важным этапом является гидротермическая обработка (ГТО). Древесину погружают в паровые камеры или ванны с горячей водой. Этот процесс повышает пластичность волокон и предотвращает образование трещин при снятии слоя древесины. Температурные режимы зависят от вида сырья:

• Для березового и ольхового сырья температура на поверхности будущего «карандаша» должна составлять не менее 20 °C, а в процессе обработки — не более 40–50 °C.

• В целом для различных пород требуется нагрев до диапазона 30–55 °C.

Существует два режима ГТО: мягкий и жесткий. Мягкий режим предполагает длительное воздействие при температуре 35–45 °C, что гарантирует равномерный прогрев всего объема древесины и высокое качество шпона. Жесткий режим работает быстрее за счет повышения температуры до 90 °C, но он создает риск температурного градиента внутри заготовки, что может снизить стабильность материала.

Технология лущения (veneer peeling)

Метод лущения является наиболее экономичным способом получения шпона. Заготовка закрепляется на вращающемся шпинделе лущильного станка и постепенно снимает слой древесины с помощью подвижного ножа и прижимной линейки. В результате получается длинная спиралевидная лента, которую затем разрезают на форматные листы.

При работе лущильного станка формируются различные зоны выхода продукции:

1. Зона шпона бревен (составляет 23–28% объема).

2. Зона толстого шпона (5–7%).

3. Зона полного (делового) шпона (57–59%).

4. Зона «карандаша» — центральный остаток заготовки (5–7%), который является отходом.

Лущеный шпон часто имеет менее выраженный и четкий рисунок текстуры по сравнению со строганым. Его обычно используют для производства фанеры, ламината или в качестве внутренних слоев клееных конструкций. Из-за особенностей процесса лущение лучше всего подходит для хвойных пород и березы, обладающей структурной однородностью.

Технология строгания (slicing)

Строгание применяется для производства элитного декоративного шпона. В отличие от лущения, здесь слой древесины снимается поперек или вдоль волокон с подготовленного блока дерева. Этот метод позволяет максимально точно контролировать рисунок текстуры и толщину листа, которая может варьироваться от 0,2 до 5 мм.

Процесс организован следующим образом:

• Бревно распиливают вдоль на две половины или на более мелкие блоки.

• Заготовка зажимается в станке (горизонтальном, вертикальном или наклонном).

• Нож совершает проходы по блоку, снимая тончайшие слои древесины.

Строганый шпон отличается высокой плотностью и ярким, эстетичным рисунком. Его применяют для облицовки дорогой мебели, изготовления дверных панелей и лестниц. Поскольку этот метод предполагает значительный расход сырья (около 60% древесины уходит в опилки), он используется преимущественно для ценных твердых пород: дуба, клена, ясеня или ореха.

Сушка, сортировка и ремонт шпона

После получения полос их необходимо стабилизировать. Процесс сушки шпона отличается от сушки обычных досок тем, что листы очень тонкие (0,3–4,0 мм) и требуют горизонтального расположения для предотвращения деформации. В промышленности используют роликовые или валковые сушилки. При использовании газовых сушилок температура может достигать 300 °C в начале цикла и снижаться до 180 °C во второй период, что ускоряет процесс в 2–2,5 раза.

Готовый материал проходит через сортировочный этап. Шпон делят на группы по породе, размеру и качеству. Для лиственных пород существует пять основных сортов: от элитного (Е) до четвертого (IV). Хвойные породы маркируются аналогично, но с использованием индексов «x» (например, 1x или IIx).

Качество шпона можно улучшить методом ремонта. Мастера выполняют следующие операции:

• Вырезание дефектных участков и вставка новых заплаток из прочной древесины. Для герметичности вставки используют нахлест 0,1–0,2 мм и поддерживают их влажность на 3–5% выше, чем у основного листа.

• Сшивание трещин специальной клейкой лентой или скобами.

• Склеивание ребер (сращивание) коротких кусков шпона в длинные форматные листы с помощью синтетической нити, покрытой термопластичным клеем.

Повторное соединение позволяет восстановить до 15–20% объема кускового шпона, который образуется при лущении. Итоговый продукт проверяют на наличие шероховатости поверхности и соответствие заявленным стандартам толщины (для твердых пород шаг составляет 0,25 мм).