4. LVL, mint furnéripari termék
4.2. LVL gyártás technológiája
Az LVL gyártástechnológiája nagyon hasonló a rétegeltlemezek gyártástechnológiájához, sıt egyes technológiai elemek teljesen meg is egyeznek azzal.
A technológia 10 fı elembıl rakható össze (2. ábra):
2. ábra – Az LVL gyártástechnológiai folyamata 1. ábra – Az LVL keresztmetszeti szerkezete
Rönklágyítás Kérgezés,
hossztolás
Furnér- hámozás
Furnér szárítás
Furnérok hossztoldása
Ragasztó felvitel
Terítékképzés Hideg
elıpréselés
Hıpréselés Méretre vágás, rakatképzés, csomagolás
Rönklágyítás
A rönklágyítás, hatására a hámozásra váró rönk faanyaga képlékennyé válik, ezzel együtt javulnak a mechanikai megmunkálás feltételei, nı a gépi teljesítmény a hámozó szerszámok éltartóssága és csökken az energia felvétel. Másfelıl csökken a felületi érdesség, a repedések nagysága, a vastagsági méterszórás, a belsı feszültségek. Károsítóktól mentes és egyenletesebb szilárdságú faanyag alakítható ki. Fenyı rönkök esetében a lágyítást általában fızés mőveletével végzik 50 °C hımérsékleten, 24 órás idıtartamban.
Rönkök kérgezése és hossztolása
A rétegeltlemez gyártástechnológia megfelelı elemével teljesen megegyezı folyamat. A beérkezı rönk kérgét a hámozó kés élének kímélése érdekében szükség esetén leválasztják, majd a rönköt a hámozó berendezés követelményeinek megfelelıen kívánt hosszméretre vágják, az esetleges hibákat kiejtik. A hossztolást végzı eszköz lehet hosszirányú transzporterre szerelt láncfőrész vagy körfőrész. A hossztolást célszerő a kérgezés mővelete után végezni, mivel így a kialakított vágott felület minıségét a kérgezı szerszámok már nem befolyásolhatják.
Furnérhámozás
A furnérok hámozása a rétegeltlemez gyártásnál alkalmazott hámozó berendezések révén történik, ezért minden rétegeltlemez-gyártáshoz alkalmas fafaj elvileg alkalmazható LVL gyártáshoz is. A hámozott furnér vastagságát általában 3.2 mm-re állítják be a gyártók de a kész termék tulajdonságai és gazdaságossági szempontok megfontolásával természetesen lehetıség van tetszıleges vastagsági méretek beállítására.
A modern LVL gyártástechnológiákban, orsó nélküli hámozó berendezés alkalmazásával lehetıvé válik olyan kis átmérıjő rönkök feldolgozása, amelyek építıipari alkalmazása egyébként nem lenne lehetséges.
A modern hámozógépeket olyan nagy teljesítményő számítógéppel vezérelt rendszerrel szerelik fel, amely egy érzékelı kamera képei alapján nagy sebességő rotációs ollóberendezést mőködtetve kiejti a hámozó késrıl lefutó furnérszınyeg hibáit és egyenetlenségeit, valamint méretre vágja a megfelelı minıségő furnérdarabokat, amelyek aztán szárításra váró rakatokba kerülnek.
Furnérszárítás
A modern LVL technológiákban általában a rétegeltlemez gyártásnál ismert berendezéseket alkalmaznak, melyek automatikus be-, és kiadagoló rendszerrel vannak felszerelve.
Furnérok osztályozása
A szárító kiadagoló berendezésébe furnérnedvesség mérı készülék, és egy ultrahangos mérı berendezés van integrálva, melyek adatokkal, utasításokkal látják el a rakatképzı berendezéseket, a furnérok megfelelı osztályozásához, és rakatba helyezéséhez. A vezérlı számítógép ultrahangterjedés-mérési adatok alapján meghatározza a furnér rugalmassági moduluszát, melynek alapján négy csoportba sorolja a szárított furnérokat, melyek lehetnek fedıfurnér, belsıfurnér, alkalmatlan és újraszárítandó minıségi kategóriák.
A fedıfurnér minıségi kategóriába azok a furnérdarabok tartoznak, melyek csak kis mértékben tartalmaznak hibákat, vagyis az elıforduló hibák csak nem csökkentik jelentısen a furnérdarab rugalmassági moduluszát.
A belsıfurnér minıségi kategóriába tartoznak azok a furnérdarabok, melyek anyagfolytonosság és rugalmassági modulusz tekintetében is teljesítik az elıírt minimális követelményeket.
Amennyiben a furnérdarab nedvességtartalma 5% alatt van és nem tartozik a fenti két minıségi kategória egyikébe sem, akkor a furnérdarabot az alkalmatlan minıségi kategóriában helyezi el a rakatképzı-berendezés.
Ha a furnérdarab nedvessége meghaladja az 5%-ot akkor az újraszárítandó minıségi kategóriába kerül besorolásra.
Furnérok hossztoldása
A furnérok hossztoldása a technológia és minıségi követelmények alapján háromféleképpen kivitelezhetı: ferde átlapolással, egyszerő átlapolással, tompa illesztéssel.
A ferdeátlapolásos hossztoldás biztosítja a fenti három toldási típus közül a legszilárdabb kötést, mely folyamatos furnérszınyeg képzését teszi lehetıvé. Ki kell azonban emelni, hogy a RAUTE cég nagy teljesítményő gépsorainak folyamatos terítékképzı berendezései a ferdeátlapolásos hossztoldást és a terítékképzést egy ütemben végzik, és így nem direkt módon képeznek folyamatos furnérszınyeget. Mindezen tetszetısebb megjelenést biztosít a termék számára. A ferde átlapolás hossza általában 8-10-szerese a furnér vastagságának.
Egyes RAUTE technológiák megengedik az egyszerő átlapolásos, illetve a tompaillesztéses hossztoldási eljárásokat a belsırétegekben. Alkalmazásuk a külsı három-három réteg között javasolható. Meg kell azonban említeni, hogy egyes szakirodalmak kiemelik ennek szilárdsági tulajdonságokban mérhetı káros hatását.
Ragasztóanyag felhordás
Az LVL iparban használt ragasztótípusok többnyire megegyeznek a rétegeltlemez-gyártásban használtakéval. A megfelelı ragasztóanyag megválasztásával javítható az elıpréselés hatékonysága és a hıpréselés présideje. A ragasztóanyag típusa általában fenol-formaldehid, mivel ezen termékeknél követelmény a vízállóság. A ragasztóanyag felvitel módja lehet öntés vagy szórás (3. ábra).
A felhordott ragasztóanyag mennyisége: 200-220 g/m2.
3. ábra - Ragasztófelhordás Terítékképzés
A terítékképzés módja a technika fejletsége és a gépsorok kapacitása szerint változik.
A modern gépsorok teljesítmény szerint közepes és magas kategóriákba sorolják.
A közepes teljesítményő gépsorok (>50 000 m3/év) terítékképzı berendezése folyamatos terítéket képes a teríték szakaszos elıtolása mellett. A ragasztózott furnérokat a berendezés pontos pozícióban helyezi el az elıprés felé haladó futószalagon, a hossztoldás típusának figyelembevételével.
Nagy teljesítményő gépsorok (>100 000 m3/év) kifejlesztése a finn RAUTE cég nevéhez főzıdik. Elsısorban 2.5 m x 1.25 m mérető furnérok feldolgozásához készítették. A furnérokat a terítékképzés elsı szakaszában a képen látható módon precíziós pozicionáló berendezés lépcsızetesen helyezik el. Majd a teríték következı szakaszát a lépcsızetes kialakításnak megfelelıen képzi a gép úgy, hogy a további furnérok az elızı lépcsızetes kialakítást folyamatos terítékké alakítsa. (4. ábra)
4. ábra - Terítékképzés
Elıpréselés
Az elıpréselés során
- a ragasztóréteg megfelelı elızetes elterítése egyenletesebbé teszi a ragasztóréteget így növeli a ragasztási szilárdságot.
- az elıpréselt teríték tömörebb szerkezete megnöveli a furnérokra felhordott ragasztó nyílt idejét, így lehetıvé teszi, hogy az elıpréselés és a hıpréselés között eltelt idı akár 2-3 órára növekedjen.
- elıpréselés után a teríték a tömörebb szerkezet miatt stabilabbá, így szállíthatóbbá válik, ezért könnyebb elkerülni, hogy a teríték a hıprésig tartó szállítószalagos úton elmozdul, megsérül.
- A teríték tömörebb szerkezete kisebb hıprés-nyitást tesz lehetıvé, mely technológiai idı és energia megtakarítást eredményez.
Hıpréselés
A hıpréselés mővelete alatt a furnérok felületére felhordott ragasztóréteg hı és nyomásközlés hatására polimerizálódik, megszilárdul. A préselés hımérsékletét a megrendelık igényeinek megfelelıen 140-180 °C-os, illetve a nyomást 1.4-1.8 MPa-os határok között állíthatják be.
Említésre méltó a RAUTE cég új présvezérlési automatikája, mely a préseltlap belsı feszültségének közvetett mérésével vezérli a présnyomás szabályozását. Amikor folyamatosan lassan csökkentett présnyomás mellett a préselt lemez belsı feszültsége eléri a présnyomás pillanatnyi értékét az automatika egy bizonyos idıre megállítja a nyomás csökkentését.
A hıprések típusa szerint megkülönböztetünk egyszintes, kétszintes, három vagy négyszintes és több szintes hıpréseket.
Az egyszintes hıprések kiskapacitású (20 000 m3/év), LVL termékek termelését kezdı üzemek berendezése lehet. Elınye a technológiai flexibilitás és az egyszerő kezelhetıség. (5.
ábra)
5. ábra - Egyszintes hıprés
A kétszintes hıprések a leggyakrabban alkalmazott hıprések az LVL iparban. Kapacitásuk elérheti 30 - 50 000 m3 -t évente, mégis jól illeszthetık a hagyományos technológiai sorok terítékképzı berendezéseihez. Mőszaki továbbfejlesztésnek köszönhetıen a RAUTE
kétszintes hıprései már tetszıleges hosszúságú LVL lemezeket tudnak préselni, rendkívül flexibilissé téve így a termelést. (6. ábra)
6. ábra - Kétszintes hıprés
A három- vagy négyszintes hıprések a kétszintesek továbbfejlesztett változatai.
Kapacitásuk elérheti a 70 -100 000 m3/év mennyiséget. A nagy termelékenységre való tekintettel a technológiai sort nagy kapacitású terítékképzı berendezésekkel szükséges ellátni.
(7. ábra)
7. ábra - Háromszintes hıprés
Öt vagy több szintes hıprések alkalmazása is elérheti a 100 000 m3/év mennyiséget, azonban folyamatos, végtelenített LVL lemez gyártása ebben az esetben már nem válik lehetıvé a présberakás komplikáltsága miatt. Alkalmazása ott lehet gazdaságos, ahol körülbelül egyenlı hosszúságú LVL elemekre van szükség, és az elemek hossza nem haladja meg a 6 métert.
Az öt vagy többszintes hıprés technológia elınye a kis helyigény és az alacsony ár.
8. ábra - Többszintes emeletes hıprés
Szükséges megemlíteni hogy a víz, gız, vagy olaj főtéső hıprések mellett lehetıség van nagyfrekvenciás melegítéső prések alkalmazására is. A technológiai elem alkalmazása azokban az esetekben gazdaságos, ahol a teríték vastagsága miatt a hıpréselés ideje túlságosan hosszúra nyúlna. Alkalmazása viszonylag ritka. (Sinko H. 1999.)