Тема цієї статті не має безпосереднього відношення до процесу виготовлення меблів, проте інформація про процеси сушки і сортування натурального шпону, а також про види сировини для його виробництва, напевне, буде цікава і меблярам - хоча б тому, що дозволить «розмовляти однією мовою» з виробниками і продавцями шпону

Сировина та породи дерев для одержання шпону

За діючими стандартами, для виробництва шпону в основному використовується стовбурова деревина. Вимоги до якості фанерної сировини вказані в ГОСТ 9463-88 (СТ СЕВ 1144-78) «Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия», ГОСТ 9462-88 (СТ СЕВ 1144-78 та СТ СЕВ 4187-83 ) «Лесоматериалы круглые лиственных пород. Технические условия» та ДСТУ 13-023-98 «Лісоматеріали круглі для стругання. Технічні умови».

Серед порід для одержання лущеного шпону використовують:

- твердолистяні породи: в'яз, бук, дуб, ясен, клен та ін.;
- м'яколистяні породи: береза, липа, вільха, осика та ін.;
- шпилькові породи: ялиця, ялина, модрина, сосна, кедр (седар) та ін.

Допустимий мінімальний діаметр сировини листяних порід для виробництва лущеного шпону - 160 мм, а для сировини шпилькових порід - 180 мм. Фанерну сировину виготовляють з чурбаків довжиною 1,3; 1,6; 1,91; 2,23; 2,54 м і  кряжів довжиною, кратній довжині чурбаків, в основному 4,8 м при довжині чурбаків 1,91 та більше. Міні-мально допустимий діаметр листяної породи для виготовлення фанерної сировини -  180 мм, шпилькової - 200 мм. Сировина листяних порід поділяється на три сорти (перший, другий і третій), а сировина шпилькових порід на два сорти  - 1-й та 2-й. Сорт сировини визначають за її якістю, він залежить від наявності, кількості, розмірів вад і дефектів деревини.

Для виготовлення струганого шпону використовують кряжі листяних порід довжиною не менше 1,5 м та діаметром 24 см і більше, а для шпилькових порід - відповідно від 2,5 м та діаметром від 32 см. Нормативи витрат сировини в м3 на 1000 м2 струганого шпону передбачають такі способи розкрою сировини: для листяних порід діаметром до 30 см - тупокантнобрусовим,  понад 30 см - ванчесним чотирибічним; для шпилькових - діаметром від 32 до 60 см - ванчесним, понад 60 см - способом троїння. Сировина повинна бути 1-го та 2-го сортів таких порід:

- твердолистяні: в'яз, бук, дуб, ясен, клен, черешня, груша, вишня, ільм, горіх, та ін.;
- шпилькові:  модрина, сосна та ін.;
- екзотичні: аіле, акажоу, амарант, анакардіум, араукарія, босе, венге, вава, габон, дібету, евкаліпт, ебоні,  імбуя (лаврове дерево), зебрано, кото,  кампеша, кевазі-нго лімба, лауана, моабі, мбері, олеандр, окуме, палі-сандр (рожеве дерево), парана-пайн, платан, сандал, сіпо, секвойя, секвойядендрон, тік, токаре, товарі фраміре, фернамбук, хуппайн, якаранда, ярра та ін.
- «червоне дерево»: бо-діао, бете-манзонія, ебіара, лайсвуд (чинара), падук, куеро, сапелі (косіпо, махагонь, рамеадо, помелі), макоре, гойябао, махагонь (піраміда, помеле), тіама, танганіка, ніагон та ін.

Назва «червоне дерево» дещо умовна. Під нею розуміють цілу групу порід дерев,  які ростуть в деяких країнах з теплим кліматом та мають червоно-коричневий колір. Справжній червоний колір в натуральному вигляді не має жодне дерево. Проте, свіжозрізана деревина багатьох порід цієї групи має яскравий колір, дісно близький до червоного, але після висихання, оброблення та покриття лаком деревина більшості порід «червоного дерева» набуває коричнево-червоного кольору - глибокого, красивого і дуже насиченого, що і зумовлює красу дорогих та елітних меблевих виробів.

Одним із альтернативних та додаткових джерел сировини для виготовлення високохудожнього струганого шпону слугує коренева деревина твердолистяних порід. Для виготовлення струганого шпону з кореневої деревини найбільше підходять дуб, бук, горіх, мирт, мадрона, ільм та ін. До теперішнього часу вона не знаходила в нас належного застосування. У той час, коли вартість зразків високохудожніх виробів з деревини, виготовлених зі  шпону кореневої деревини, на світовому ринку зазвичай у декілька разів перевищує вартість виробів з деревини із застосуванням звичайного шпону.

 Для більшого залучення цього виду сировини у виробничий цикл в інституті УкрНДІМОД проведені дослідження та розроблена технологічна та нормативна документація виготовлення струганого шпону з кореневої деревини твердолистяних по-рід. Виготовляти такий шпон можна на існуючому типовому технологічному обладнанні. За розрахунками, в Україні з кореневої деревини дуба щорічно можна виготовляти близько 8-9 млн. м2 струганого шпону з високими декоративними властивостями, що дозволить не лише істотно полі-пшити зовнішній вигляд нових виробів з деревини, але й економно використовувати наявні сировинні ресурси.

Іншим перспективним напрямком могло б стати використання для виробництва шпону сировини дерев малих діаметрів. Це можливо завдяки  впровадженню у виробництво струганого шпону технологій ексцентричного лущення.

Сушіння шпону

Після лущення та стругання у шпоні залишається значна кількість вологи, яку необхідно якнайшвидше вивести. Для цього проводять технологічну операцію сушіння. Лист шпону має незначну товщину і великі розміри по довжині та ширині волокон. При сушінні деревини найбільше вологи з одиниці площі виводиться з бокової поверхні - приблизно на 70 % більше, ніж з торців. Це накладає відбиток на процес та способи, які використовуються при сушінні шпону.

Класифікація способів сушіння залежить від методу передачі шпону теплоти, розрізняють контактний, конвективний і комбінований способи сушіння.

При контактному сушінні теплова енергія передається листу шпону через безпосередній контакт його поверхонь з гарячими нагрівальними елементами (плитами, роликами та ін.). Цей спосіб використовується для сушіння тонкого шпону. Спосіб забезпечує низьку продуктивність та важкі умови праці, тому широкого використання не має.

При конвективному способі сушіння теплова енергія передається шпону внаслідок обмивання його газоповітряною сумішшю. Цей спосіб використовується у стрічкових (сітчастих) і камерних сушарках безперервної дії.

При комбінованому су-шінні теплова енергія передається шпону двома способами: обмиванням гарячим повітрям і контактуванням з гарячими деталями сушарки. Цей спосіб застосовується у роликових сушарках, які є найбільш розповсюдженими. Їхніми перевагами є порівняно висока продуктивність, висока якість сушіння шпону, простота пристрою та обслуговування. Недоліки - значна площа, яку вони займають і висока вартість.

На сушіння струганий шпон подають у сформованих кнолях, які треба зберегти і після сушіння. Тому в сушарку послідовно завантажують листи шпону одного кноля. По ширині сушарки подають одночасно декілька листів шпону так, щоб їхній рух в сушарці збігався з напрямом волокон деревини. Шпон однієї породи та однієї товщини сушать одночасно. Час сушіння шпону при постійній швидкості циркуляції агента сушіння залежить від породи деревини, товщини шпону, його початкової та кінцевої вологості, температури та вологості агента сушіння. Якість висушеного шпону в значній мірі визначається дотриманням відповідних параметрів протягом всього процесу сушіння.

Сортування та складування шпону

Лущений та струганий шпон підлягає обов'язковому сортуванню, маркуванню, пакуванню та складуванню.

Для кожного із восьми сортів лущеного шпону державний стандарт встановлює норми допустимих вад деревини, за якими і проводять поділ на групи. Окрім вад, зумовлених дефектами початкової сировини, в шпоні утворюються дефекти в процесі його виробництва (при лущенні, рубанні, сушінні, сортуванні та обрізуванні): тріщини, подряпини, риски, вм'ятини, нерівності поверхні (шорсткість) та ін. Ці вади та дефекти шпону визначають його якість або сорт. Розрізняють шпон за породами, товщиною, розмірами листів. Сортування шпону за породами та товщиною забезпечується тим, що на одному верстаті переробляють, як правило, деревину однієї породи, а також тривалий час однієї товщини. Лущений шпон поділяють на дві групи: для зов-нішніх та внут-рішніх шарів. Шпон для зовніш-ніх шарів, залежно від наявності вад деревини та дефектів обробки, поділяєть-ся на сорти: А, АВ, В, ВВ, С, а шпон для внутрішніх шарів - на 1-й, 2-й і 3-й сорти. Вищим сортом є сорт А, нижчим для зовнішніх шарів - сорт С, для внутрішніх - 3-й сорт.

Лущений шпон можна сортувати на двох етапах його виробництва: безпосередньо після лущення або після сушіння. Мета сортування сирого шпону - розподіл шпону на групи за ступенем вологості або якісною ознакою з наступним сушінням кожної групи за оптимальними режимами. При лущенні шпону шпилькових порід потрібно відокремлювати заболонну частину деревини від ядрової, а при переробці березової сировини - несправжнє ядро.

Якісний (сортовий) вихід шпону залежить від сорту використовуваної сировини. Вихід шпону вищих сортів міг бути трохи більшим, якщо б не було перепадів сортності. Перепади всередині рядового шпону - 10...39 %, всередині експортного - 0,2...10 %, а з експортного в рядовий - 8...18 %. Головними причинами перепадів сортності є тріщини (80...99 % листів) і дефекти лущення (до 15% листів).

Струганий шпон сортують за видом текстури та сортами. Сортотвірними ознаками є вади деревини та дефекти обробки. Залежно від вад деревини і розмірів листів шпону по довжині і ширині струганий шпон поділяють на 1-й та 2-й сорти.

Сортування струганого шпону здійснюється після виходу його з сушарки і суміщається з обрізкою на гільйотинних ножицях. Сортування виконується вручну. При виході листів шпону з сушарки їх складають у кнолі з парною кількістю листів (не менше 10) у такому самому порядку, в якому вони були отримані при струганні, тобто з однієї заготовки. Кнолі підбирають за видами, тобто радіального (Р), напіврадіального (НР) і тангентального (Т) шпону та відповідно 1-го або 2-го сорту.

Листи шпону обрізають на гільйотинних ножицях. Пачку шпону  послідовно обрізають з чотирьох боків на двох поздовжніх ножицях  (по одній кромці на верстаті) і на двох торцевих ножицях. Обрізані пачки  надходять у машину для обв'язування. Поперечні ножиці розраховані на ширину листів до 1300 мм, поздовжні - на довжину листів 2800...5200 мм.
Пачки шпону однієї породи, сорту і розмірів складають у пакети масою від 80 до 500 кг. Кожний пакет обгортають двома шарами поліетиленової плівки (кінці якої закріплюють клейовою плівкою) або двошарового паперу для захисту від вологи. На пакет наносять такі дані: назва підприємства-виробника і товарний знак; порода деревини; вид шпону; сорт, товщина; кількість шпону у пачках, листах і квадратних метрах; номер стандарту.

Зберігають шпон у закритих приміщеннях при температурі від -40 до +40 °С з відносною вологістю не більше 80 %.

Сергій Гайда
к.т.н., доцент кафедри
технології виробів з деревини
Українського державного
лісотехнічного університету

за матеріалами журналу Меблеві технології