Plywood

Achtergrond

Multiplex wordt gemaakt van drie of meer dunne lagen hout die met een kleefstof aan elkaar worden gelijmd. Elke laag hout, of triplex, is gewoonlijk zo georiënteerd dat de nerf haaks op de nerf van de naastliggende laag staat om krimp te verminderen en de sterkte van het eindproduct te verbeteren. De meeste triplex- en multiplexplaten worden geperst tot grote, vlakke platen die in de bouw worden gebruikt. Andere stukken multiplex kunnen worden gevormd tot eenvoudige of samengestelde krommingen voor gebruik in meubels, boten en vliegtuigen.

Het gebruik van dunne lagen hout als constructiemiddel dateert van ongeveer 1500 v. Chr. toen Egyptische ambachtslieden dunne stukken donker ebbenhout hechtten aan de buitenkant van een cederhouten kist die in het graf van koning Toetanch-Amon werd gevonden. Deze techniek werd later door de Grieken en Romeinen gebruikt om meubelen en andere decoratieve voorwerpen te vervaardigen. In de jaren 1600 werd de kunst van het versieren van meubels met dunne stukjes hout bekend als fineer, en de stukjes zelf werden bekend als fineer.

Tot het einde van de jaren 1700 werden de stukken fineer geheel met de hand gesneden. In 1797 vroeg de Engelsman Sir Samuel Bentham octrooi aan op verschillende machines om fineer te produceren. In zijn octrooiaanvragen beschreef hij het concept van het lamineren van verschillende lagen fineer met lijm om een dikker stuk te vormen – de eerste beschrijving van wat we nu multiplex noemen.

Ondanks deze ontwikkeling duurde het nog bijna honderd jaar voordat gelamineerd fineer commercieel werd toegepast buiten de meubelindustrie. Rond 1890 werd gelamineerd hout voor het eerst gebruikt om deuren te bouwen. Toen de vraag groeide, begonnen verschillende bedrijven platen van meerlagig gelamineerd hout te produceren, niet alleen voor deuren, maar ook voor gebruik in treinwagons, bussen, en vliegtuigen. Ondanks dit toegenomen gebruik genereerde het concept van het gebruik van “geplakt hout”, zoals sommige ambachtslieden het sarcastisch noemden, een negatief imago voor het product. Om dit beeld tegen te gaan, kwamen de fabrikanten van gelamineerd hout bijeen en kwamen uiteindelijk tot de term “triplex” om het nieuwe materiaal te beschrijven.

In 1928 werden de eerste multiplexplaten van standaardafmetingen (1,2 m x 2,4 m) in de Verenigde Staten geïntroduceerd voor gebruik als algemeen bouwmateriaal. In de daaropvolgende decennia maakten verbeterde lijmen en nieuwe productiemethoden het mogelijk multiplex te gebruiken voor een grote verscheidenheid aan toepassingen. Tegenwoordig heeft triplex voor veel bouwdoeleinden gezaagd timmerhout vervangen en is de productie van triplex een wereldwijde miljardenindustrie geworden.

Grondstoffen

De buitenste lagen van triplex staan bekend als respectievelijk de voorzijde en de achterzijde. De voorkant is het oppervlak dat moet worden gebruikt of gezien, terwijl de achterkant ongebruikt of verborgen blijft. De middelste laag wordt de kern genoemd. Bij multiplex met vijf of meer lagen worden de tussenlagen de dwarsbanden genoemd.

Multiplex kan worden gemaakt van hardhout, zachthout of een combinatie van die twee. Enkele veel voorkomende hardhoutsoorten zijn es, esdoorn, mahonie, eik, en teak. Het meest voorkomende zachthout dat in de Verenigde Staten wordt gebruikt om triplex te maken is de Douglas spar, hoewel verschillende soorten dennen, ceder, sparren en sequoia ook worden gebruikt.

Composiet triplex heeft een kern van spaanplaat of massief timmerhout die van rand tot rand zijn verbonden. Het is afgewerkt met een multiplex fineerlaag aan de voor- en achterzijde. Composietmultiplex wordt gebruikt wanneer zeer dikke platen nodig zijn.

Het soort lijm dat wordt gebruikt om de lagen hout aan elkaar te lijmen, hangt af van de specifieke toepassing van het afgewerkte multiplex. Voor triplex- en multiplexplaten van naaldhout die aan de buitenzijde van een constructie worden geïnstalleerd, wordt gewoonlijk een fenol-formaldehydehars als lijm gebruikt vanwege de uitstekende sterkte en de weerstand tegen vocht. Voor naaldhouten triplexplaten voor de binnenzijde van een constructie kan een bloedproteïne- of soja-eiwitlijm worden gebruikt, hoewel de meeste naaldhouten platen voor de binnenzijde nu met dezelfde fenol-formaldehydehars worden gemaakt die voor platen voor de buitenzijde wordt gebruikt. Hardhouten triplex dat wordt gebruikt voor binnentoepassingen en in de bouw van meubels wordt meestal gemaakt met een urea-formaldehydehars.

Voor sommige toepassingen zijn multiplexplaten nodig met een dunne laag kunststof, metaal of met hars geïmpregneerd papier of stof die aan de voor- of achterkant (of beide) is gehecht om het buitenoppervlak extra vocht- en slijtvast te maken of om de verfhechtende eigenschappen te verbeteren. Dergelijk triplex wordt “overlaid triplex” genoemd en wordt algemeen gebruikt in de bouw, het vervoer en de landbouwindustrie.

Andere multiplexplaten kunnen worden gecoat met een vloeibare beits om de oppervlakken een afgewerkt uiterlijk te geven, of kunnen worden behandeld met verschillende chemicaliën om de vlamwerendheid of de weerstand tegen rotting van het multiplex te verbeteren.

Indeling en sortering van triplex/multiplex

Er zijn twee grote klassen triplex/multiplex, elk met een eigen sorteringssysteem.

De ene klasse staat bekend als bouw en industrieel. Triplex/multiplex van deze klasse wordt hoofdzakelijk voor zijn sterkte gebruikt en wordt ingedeeld op basis van zijn geschiktheid voor blootstelling aan weersinvloeden en de kwaliteit van het fineer dat op de buiten- en achterkant wordt gebruikt. Afhankelijk van het soort lijm kan het hout binnen of buiten worden blootgesteld. De fineerkwaliteiten kunnen N, A, B, C of D zijn. N-kwaliteit heeft zeer weinig oppervlaktegebreken, terwijl D-kwaliteit talrijke knoesten en scheuren kan vertonen. Multiplex dat bijvoorbeeld wordt gebruikt als ondervloer in een huis heeft de kwaliteit “Interior C-D”. Dit betekent dat het een C-oppervlak heeft met een D-rug, en dat de lijm geschikt is voor gebruik in beschermde ruimten. De binnenlagen van alle bouw- en industriemultiplex zijn gemaakt van fineer van kwaliteit C of D, ongeacht de classificatie.

De andere klasse multiplex staat bekend als hardhout en decoratief. Triplex/multiplex van deze klasse wordt voornamelijk gebruikt vanwege het uiterlijk en wordt in afnemende volgorde van vochtbestendigheid ingedeeld in de klassen Technisch (Buiten), Type I (Buiten), Type II (Binnen), en Type III (Binnen). Het dekfineer is nagenoeg vrij van gebreken.

Maten

Multiplexplaten variëren in dikte van. 06 in (1,6 mm) tot 3,0 in (76 mm). De meest voorkomende diktes liggen tussen 6,4 mm en 19 mm. Hoewel de kern, de dwarsbanden en de voor- en achterkant van een multiplexplaat van fineer van verschillende dikte kunnen zijn gemaakt, moet de dikte van elk fineer rond het midden in evenwicht zijn. Zo moeten bijvoorbeeld de voor- en achterkant even dik zijn. Evenzo moeten de bovenste en onderste dwarsbanden gelijk zijn.

De meest gebruikelijke maat voor multiplexplaten die in de bouw worden gebruikt, is 1,2 m breed en 2,4 m lang. Andere gebruikelijke breedtes zijn 0,9 m (3 ft) en 1,5 m (5 ft). De lengten variëren van 2,4 m tot 3,6 m in stappen van 0,3 m. Speciale toepassingen zoals bootbouw kunnen grotere bladen vereisen.

Het fabricageproces

De bomen die worden gebruikt om triplex te maken zijn over het algemeen kleiner in diameter dan die gebruikt worden om timmerhout te maken. In de meeste gevallen zijn zij geplant en geteeld in gebieden die eigendom zijn van het triplexbedrijf. Deze gebieden worden zorgvuldig beheerd om de boomgroei te maximaliseren en schade door insecten of brand te minimaliseren.

Hier is een typische volgorde van handelingen voor de verwerking van bomen tot standaard 4 ft bij 8 ft (1,2 m bij 2,4 m) multiplex platen:

De stammen worden eerst ontschorst en vervolgens in schilblokken gezaagd. Om de blokken in repen fineer te snijden, worden ze eerst geweekt en vervolgens in repen geschild.

Bomen vellen

• 1 In een bepaald gebied worden bomen geselecteerd die klaar zijn om te worden omgezaagd of geveld. Het vellen kan worden gedaan met benzine-aangedreven kettingzagen of met grote hydraulische scharen gemonteerd op de voorkant van wielvoertuigen, vellers genoemd. De takken worden van de omgevallen bomen verwijderd met kettingzagen.
• 2 De afgezaagde boomstammen, of houtblokken, worden naar een laadplaats gesleept door voertuigen op wielen, skidders genaamd. De boomstammen worden op lengte gezaagd en op vrachtwagens geladen voor de reis naar de triplexfabriek, waar ze worden gestapeld in lange stapels die log decks worden genoemd.

Voorbereiding van de boomstammen

• 3 Wanneer de boomstammen nodig zijn, worden ze door laders met rubberen banden van het houtdek gehaald en op een kettingtransportband gelegd die ze naar de ontschorsingsmachine brengt. Deze machine verwijdert de schors, hetzij met scherp getande slijpstenen of met stralen water onder hoge druk, terwijl het houtblok langzaam om zijn lange as wordt gedraaid.
• 4 De ontschorste boomstammen worden op een kettingtransportband naar de fabriek gebracht, waar een enorme cirkelzaag ze in stukken van 2,5 tot 2,6 m lang snijdt, geschikt voor het maken van standaardplaten van 2,4 m lang. Deze boomstamdelen staan bekend als schilblokken.

Het fineer maken

• 5 Voordat het fineer kan worden gesneden, moeten de schilblokken worden verwarmd en geweekt om het hout zacht te maken. De blokken kunnen worden gestoomd of ondergedompeld in heet water. Dit proces duurt 12-40 uur, afhankelijk van de houtsoort, de diameter van het blok, en andere factoren.
• 6 De verwarmde schilblokken worden vervolgens naar de schillendraaibank getransporteerd, waar zij automatisch worden uitgelijnd en één voor één in de draaibank worden ingevoerd. Als de draaibank draait het blok snel om zijn lange as, een full-length mes mes schilt een continu vel fineer van het oppervlak van de draaiende blok met een snelheid van 300-800 ft / min (90-240 m / min). Wanneer de diameter van het blok is teruggebracht tot ongeveer 3-4 in (230-305 mm), het resterende stuk hout, bekend als de peeler kern, wordt uitgeworpen uit de draaibank en een nieuwe peeler blok wordt toegevoerd op zijn plaats.
• 7 Het lange vel fineer dat uit / de schiller draaibank kan onmiddellijk worden verwerkt, of het kan worden opgeslagen in lange, meerdere niveaus trays of wond op rollen. In ieder geval, het volgende proces omvat het snijden van het fineer in bruikbare breedtes, meestal ongeveer 4 ft-6 in (1.4 m), voor het maken van standaard 4 ft (1.2 m) breed multiplex platen. Tegelijkertijd zoeken optische scanners naar secties met onaanvaardbare gebreken, en deze worden weggesneden, waardoor er minder dan standaardbreedte stukken fineer overblijft.
  

  De natte stroken fineer worden tot een rol gewikkeld, terwijl een optische scanner alle onaanvaardbare defecten in het hout opspoort. Eenmaal gedroogd wordt het fineer gesorteerd en gestapeld. Geselecteerde stukken fineer worden aan elkaar gelijmd. Een hete pers wordt gebruikt om het fineer in één stevig stuk triplex te verzegelen, dat zal worden bijgesneden en worden geschuurd alvorens met zijn aangewezen rang worden gestempeld.

• 8 De stukken fineer worden vervolgens gesorteerd en gestapeld op basis van de kwaliteit. Dit kan manueel gebeuren, of automatisch met optische scanners.
• 9 De gesorteerde secties worden in een droger gevoerd om hun vochtgehalte te verminderen en hen te laten krimpen alvorens zij aan elkaar worden gelijmd. De meeste triplexfabrieken gebruiken een mechanische droger waarin de stukken continu door een verwarmde kamer bewegen. In sommige drogers worden stralen verwarmde lucht met hoge snelheid over het oppervlak van de stukken geblazen om het droogproces te versnellen.
• 10 Als de secties van fineer tevoorschijn komen uit de droger, worden ze gestapeld op basis van rang. Onderbreedte secties hebben extra fineer spliced op met tape of lijm om stukken geschikt voor gebruik in het interieur lagen waar uiterlijk en sterkte zijn minder belangrijk te maken.
• 11 De fineergedeelten die in dwarsrichting zullen worden geïnstalleerd – de kern in drielagige bladen, of de dwarsbanden in vijflagige bladen – worden gesneden in lengten van ongeveer 1,3 m (4 ft-3 in).

Het vormen van de triplexplaten

• 12 Wanneer de juiste fineersecties voor een bepaalde reeks triplexplaten zijn samengevoegd, begint het proces van opleggen en aan elkaar lijmen van de stukken. Dit kan manueel gebeuren of semi-automatisch met machines. In het eenvoudigste geval van drie-laags vellen, wordt de rug fineer plat gelegd en wordt uitgevoerd door een lijm strooier, die een laag lijm van toepassing op het bovenoppervlak. De korte secties van kern fineer worden dan gelegd kruiselings op de top van de gelijmde rug, en het hele vel wordt uitgevoerd door de lijm strooier een tweede keer. Ten slotte wordt het gezicht fineer gelegd op de top van de gelijmde kern, en het vel is gestapeld met andere vellen te wachten om te gaan in de pers.
• 13 De gelijmde vellen worden geladen in een multiple-opening hete pers. persen kan verwerken 20-40 vellen tegelijk, met elk vel geladen in een aparte sleuf. Wanneer alle bladen zijn geladen, perst de pers ze samen onder een druk van ongeveer 110-200 psi (7,6-13,8 bar), terwijl ze tegelijkertijd worden verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 230-315° F (109,9-157,2° C). De druk zorgt voor een goed contact tussen de lagen fineer, en de warmte zorgt ervoor dat de lijm goed uithardt voor maximale sterkte. Na een periode van 2-7 minuten, wordt de pers geopend en de vellen worden gelost.
• 14 De ruwe vellen dan gaan door een set van zagen, die ze trimmen om hun uiteindelijke breedte en lengte. Platen van hogere kwaliteit gaan door een stel 1,2 m brede bandschuurmachines, die zowel de voor- als achterzijde schuren. Tussenliggende platen worden handmatig geschuurd om ruwe plekken op te ruimen. Sommige platen worden door een set cirkelzaagbladen gehaald, die ondiepe groeven in de voorkant snijden om het multiplex een gestructureerd uiterlijk te geven. Na een laatste inspectie worden alle resterende gebreken gerepareerd.
• 15 De afgewerkte platen worden voorzien van een kwaliteitsmerk dat de koper informatie geeft over de blootstellingsgraad, de kwaliteit, het fabrieksnummer en andere factoren. De platen met hetzelfde kwaliteitsmerk worden op elkaar gestapeld en naar het magazijn vervoerd om te worden verzonden.

Kwaliteitscontrole

Net als bij timmerhout, bestaat er niet zoiets als een perfect stuk multiplex. Alle stukken multiplex vertonen een bepaald aantal gebreken. Het aantal en de plaats van deze gebreken bepaalt de triplexkwaliteit. De normen voor constructiemultiplex en industriemultiplex zijn vastgelegd in Product Standard PS1, opgesteld door het National Bureau of Standards en de American Plywood Association. Normen voor hardhout en decoratief multiplex zijn vastgelegd in de ANSIIHPMA HP, opgesteld door het American National Standards Institute en de Hardwood Plywood Manufacturers’ Association. In deze normen worden niet alleen de indelingssystemen voor multiplex vastgesteld, maar worden ook de constructie-, prestatie- en toepassingscriteria gespecificeerd.

De toekomst

Hoewel multiplex vrij efficiënt gebruik maakt van bomen – in wezen het uit elkaar halen en weer in elkaar zetten in een sterkere, meer bruikbare configuratie – is er nog steeds aanzienlijk afval inherent aan het fabricageproces. In de meeste gevallen wordt slechts ongeveer 50-75% van het bruikbare volume hout in een boom omgezet in triplex. Om dit percentage te verbeteren, worden momenteel verschillende nieuwe producten ontwikkeld.

Een nieuw product heet oriented strand board, dat wordt gemaakt door het hele houtblok in strengen te hakken, in plaats van een fineer van het houtblok te schillen en de kern weg te gooien. De strengen worden gemengd met een kleefstof en samengeperst tot lagen met de nerf in één richting. Deze samengeperste lagen worden dan in een rechte hoek ten opzichte van elkaar georiënteerd, zoals bij multiplex, en worden aan elkaar gelijmd. Oriented Strand Board is even sterk als multiplex en kost iets minder.