합판

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배경

합판은 접착제로 함께 접착된 3층 이상의 얇은 목재 층으로 만들어집니다. 목재 또는 합판의 각 층은 수축을 줄이고 완성된 조각의 강도를 향상시키기 위해 일반적으로 인접한 층에 직각으로 결이 나도록 배향됩니다. 대부분의 합판은 건축에 사용되는 크고 평평한 시트로 압착됩니다. 다른 합판 조각은 가구, 보트 및 항공기에 사용하기 위해 단순 또는 복합 곡선으로 형성될 수 있습니다.

건축 수단으로 얇은 나무 층을 사용한 것은 기원전 약 1500년 <작은> 시기로 거슬러 올라갑니다. 이집트 장인들이 Tut-Ankh-Amon 왕의 무덤에서 발견된 삼나무 관의 외부에 짙은 흑단 나무의 얇은 조각을 접착했을 때. 이 기술은 나중에 그리스와 로마에서 고급 가구 및 기타 장식용 물건을 만드는 데 사용되었습니다. 1600년대에는 얇은 나무 조각으로 가구를 장식하는 기술이 베니어판으로 알려졌으며 조각 자체가 베니어판으로 알려지게 되었습니다.

1700년대 후반까지 베니어판 조각은 완전히 손으로 절단되었습니다. 1797년 영국인 Samuel Bentham 경은 베니어판을 생산하는 여러 기계에 대한 특허를 신청했습니다. 그의 특허 출원에서 그는 접착제로 여러 층의 베니어판을 적층하여 더 두꺼운 조각을 형성하는 개념을 설명했습니다. 이는 현재 우리가 합판이라고 부르는 것에 대한 첫 번째 설명입니다.

이러한 발전에도 불구하고 적층 베니어가 가구 산업 이외의 상업적 용도로 활용되기까지는 거의 100년이 걸렸습니다. 1890년경에 적층 목재가 처음으로 문을 만드는 데 사용되었습니다. 수요가 증가함에 따라 여러 회사에서 문뿐만 아니라 철도 차량, 버스 및 비행기에도 사용되는 다층 적층 목재 시트를 생산하기 시작했습니다. 이렇게 사용량이 늘어났음에도 불구하고 일부 장인들이 비꼬듯이 "붙여진 나무"를 사용한다는 개념은 제품에 대한 부정적인 이미지를 불러일으켰습니다. 이 이미지에 대응하기 위해 적층 목재 제조업체는 만나서 마침내 새로운 재료를 설명하기 위해 "합판"이라는 용어를 결정했습니다.

1928년에 일반 건축 자재로 사용하기 위해 미국에서 최초의 표준 크기 4피트 x 8피트(1.2m x 2.4m) 합판 시트가 도입되었습니다. 이후 수십 년 동안 개선된 접착제와 새로운 생산 방법으로 합판을 다양한 용도로 사용할 수 있게 되었습니다. 오늘날 합판은 많은 건설 목적으로 절단된 목재를 대체했으며 합판 제조는 전 세계적으로 수십억 달러 규모의 산업이 되었습니다.

원자재

합판의 외부 층은 각각 앞면과 뒷면으로 알려져 있습니다. 면은 사용하거나 보여야 하는 표면이고 뒷면은 사용되지 않거나 숨겨져 있습니다. 중앙 레이어는 코어로 알려져 있습니다. 5겹 이상의 합판에서 중간층은 크로스밴드로 알려져 있습니다.

합판은 활엽수, 침엽수 또는 이 둘의 조합으로 만들 수 있습니다. 일부 일반적인 활엽수에는 물푸레나무, 단풍나무, 마호가니, 참나무 및 티크가 포함됩니다. 미국에서 합판을 만드는 데 사용되는 가장 일반적인 침엽수는 더글라스 전나무이지만 여러 종류의 소나무, 삼나무, 가문비나무 및 레드우드도 사용됩니다.

합성 합판은 가장자리에서 가장자리로 연결된 파티클 보드 또는 단단한 목재 조각으로 만든 코어가 있습니다. 합판 베니어판 전면과 후면으로 마감 처리되어 있습니다. 복합 합판은 매우 두꺼운 시트가 필요한 곳에 사용됩니다.

목재 층을 함께 접착하는 데 사용되는 접착제 유형은 완성된 합판의 특정 용도에 따라 다릅니다. 구조물의 외부에 설치하도록 설계된 침엽수 합판 시트는 강도와 내습성이 우수하기 때문에 일반적으로 페놀-포름알데히드 수지를 접착제로 사용합니다. 대부분의 침엽수 내부 시트는 현재 외부 시트에 사용되는 것과 동일한 페놀-포름알데히드 수지로 만들어지지만 구조물 내부에 설치하도록 설계된 침엽수 합판 시트는 혈액 단백질 또는 대두 단백질 접착제를 사용할 수 있습니다. 인테리어 및 가구 건설에 사용되는 경목 합판은 일반적으로 요소-포름알데히드 수지로 만들어집니다.

일부 응용 분야에는 외부 표면에 습기 및 마모에 대한 추가 저항을 제공하거나 페인트를 개선하기 위해 전면이나 후면(또는 둘 다)에 접착된 플라스틱, 금속 또는 수지 함침 종이 또는 직물의 얇은 층이 있는 합판 시트가 필요합니다. 보유 속성. 이러한 합판을 합판이라 하며 건설, 운송, 농업 등의 산업에 많이 사용된다.

다른 합판 시트는 표면을 완성된 모양으로 만들기 위해 액체 얼룩으로 코팅되거나 합판의 내화성 또는 부식 저항성을 향상시키기 위해 다양한 화학 물질로 처리될 수 있습니다.

합판 분류 및 등급

합판에는 두 가지 종류가 있으며 각각 고유한 등급 시스템이 있습니다.

한 클래스는 건설 및 산업으로 알려져 있습니다. 이 등급의 합판은 주로 강도로 사용되며 노출 능력과 전면 및 후면에 사용되는 베니어판 등급으로 평가됩니다. 노출 기능은 접착제의 유형에 따라 내부 또는 외부일 수 있습니다. 베니어 등급은 N, A, B, C 또는 D일 수 있습니다. N 등급은 표면 결함이 거의 없는 반면 D 등급은 수많은 옹이와 갈라짐이 있을 수 있습니다. 예를 들어, 집의 바닥재로 사용되는 합판은 "인테리어 C-D"로 평가됩니다. 즉, C면과 D백이 있으며 접착제는 보호된 위치에서 사용하기에 적합합니다. 모든 건축 및 산업용 합판의 내부 플라이는 등급에 관계없이 등급 C 또는 D 베니어로 만들어집니다.

합판의 다른 종류는 경재 및 장식용으로 알려져 있습니다. 이 등급의 합판은 주로 외관용으로 사용되며 습기에 대한 저항성의 내림차순으로 기술(외부), 유형 I(외부), 유형 II(내부) 및 유형 III(내부)로 등급이 매겨집니다. 그들의 얼굴 베니어판에는 사실상 결함이 없습니다.

크기

합판 시트는 두께가 다양합니다. 06인치(1.6mm) ~ 3.0인치(76mm). 가장 일반적인 두께는 0.25인치(6.4mm)에서 0.75인치(19.0mm) 범위입니다. 코어, 크로스밴드, 합판 시트의 앞면과 뒷면은 두께가 다른 베니어판으로 만들어질 수 있지만 각각의 두께는 중심을 중심으로 균형을 이루어야 합니다. 예를 들어 면과 뒷면의 두께가 같아야 합니다. 마찬가지로 상단 및 하단 크로스밴드는 동일해야 합니다.

건물 건설에 사용되는 합판 시트의 가장 일반적인 크기는 폭 1.2m, 길이 8피트(2.4m)입니다. 다른 일반적인 너비는 3피트(0.9m) 및 5피트(1.5m)입니다. 길이는 8피트(2.4m)에서 12피트(3.6m)까지 1피트(0.3m) 단위로 다양합니다. 보트 제작과 같은 특수 용도에는 더 큰 시트가 필요할 수 있습니다.

제조
프로세스

합판을 만드는 데 사용되는 나무는 일반적으로 목재를 만드는 데 사용되는 나무보다 직경이 더 작습니다. 대부분의 경우 합판 회사 소유의 지역에 심고 재배되었습니다. 이 지역은 나무 성장을 최대화하고 곤충이나 화재로 인한 피해를 최소화하도록 세심하게 관리됩니다.

다음은 나무를 표준 4피트 x 8피트(1.2m x 2.4m) 합판 시트로 가공하기 위한 일반적인 작업 순서입니다.

로그는 먼저 껍질을 벗긴 다음 필러 블록으로 자릅니다. 블록을 베니어판 조각으로 자르기 위해 먼저 담근 다음 조각으로 벗겨냅니다.

나무 벌목

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1 지역에서 선택된 나무는 베어질 준비가 되었거나 벌채될 준비가 된 것으로 표시됩니다. 벌채는 휘발유 동력 사슬톱이나 펠러라고 하는 바퀴 달린 차량의 전면에 장착된 대형 유압 가위를 사용하여 수행할 수 있습니다. 팔다리는 체인 톱으로 쓰러진 나무에서 제거됩니다.

2 잘려진 나무 줄기 또는 통나무는 스키더(skidder)라고 하는 바퀴 달린 차량으로 적재 구역으로 끌려갑니다. 통나무는 길이에 맞게 절단되어 합판 공장으로 이동하기 위해 트럭에 실립니다. 합판 공장에서 통나무 데크라고 하는 긴 더미에 쌓입니다.

로그 준비

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3 통나무가 필요하면 고무로 된 로더에 의해 통나무 데크에서 픽업되어 체인 컨베이어에 올려져 나무 껍질을 벗기는 기계로 운반됩니다. 이 기계는 날카로운 톱니바퀴나 고압수 분사기로 나무 껍질을 제거하는 동안 통나무가 장축을 중심으로 천천히 회전합니다.

4 껍질을 벗긴 통나무는 체인 컨베이어를 통해 분쇄기로 운반되며, 여기에서 거대한 원형 톱이 목재를 만들기에 적합한 길이가 약 8피트-4인치(2.5m)에서 8피트-6인치(2.6m)인 섹션으로 자릅니다. 표준 8피트(2.4m) 길이 시트. 이러한 로그 섹션을 필러 블록이라고 합니다.

베니어판 만들기

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5 베니어판을 자르기 전에 필러 블록을 가열하고 담가 목재를 부드럽게 해야 합니다. 블록은 찌거나 뜨거운 물에 담글 수 있습니다. 이 과정은 목재의 종류, 블록의 직경 및 기타 요인에 따라 12-40시간이 소요됩니다.

6 가열된 필러 블록은 필러 선반으로 옮겨져 자동으로 정렬되어 한 번에 하나씩 선반에 공급됩니다. 선반이 장축을 중심으로 블록을 빠르게 회전할 때 전체 길이의 칼날이 300-800ft/min(90-240m/min)의 속도로 회전 블록의 표면에서 연속 베니어판을 벗겨냅니다. 블록의 직경이 약 230-305mm(3-4인치)로 줄어들면 필러 코어로 알려진 나머지 나무 조각이 선반에서 배출되고 새 필러 블록이 제자리에 공급됩니다.

7 필러 선반에서 나오는 긴 베니어판은 즉시 처리되거나 긴 다단 트레이에 보관하거나 롤에 감길 수 있습니다. 어떤 경우든, 다음 공정은 표준 4피트(1.2m) 너비 합판 시트를 만들기 위해 베니어판을 사용 가능한 너비, 일반적으로 약 1.4m(4피트-6인치)로 절단하는 것을 포함합니다. 동시에 광학 스캐너는 허용할 수 없는 결함이 있는 섹션을 찾고 이러한 부분을 잘라내어 표준 너비 미만의 베니어판 조각을 남깁니다. 젖은 베니어판을 롤 형태로 감고 광학 스캐너가 허용할 수 없는 목재 결함을 감지합니다. 일단 건조되면 베니어판은 등급이 매겨지고 쌓입니다. 베니어판의 선택된 부분은 함께 접착됩니다. 뜨거운 프레스는 베니어를 합판의 단단한 조각으로 봉인하는 데 사용되며, 적절한 등급으로 스탬프가 찍히기 전에 다듬고 샌딩됩니다.

8 그런 다음 베니어판의 섹션을 등급에 따라 분류하고 쌓습니다. 이것은 수동으로 수행되거나 광학 스캐너를 사용하여 자동으로 수행될 수 있습니다.

9 분류된 섹션은 건조기로 공급되어 수분 함량을 줄이고 서로 붙기 전에 수축됩니다. 대부분의 합판 공장은 조각이 가열된 챔버를 통해 연속적으로 움직이는 기계식 건조기를 사용합니다. 일부 건조기에서는 건조 과정을 가속화하기 위해 가열된 고속 공기의 제트가 조각 표면을 가로질러 분사됩니다.

10 베니어판 부분이 건조기에서 나오면 등급에 따라 쌓입니다. Underwidth 섹션에는 외관과 강도가 덜 중요한 내부 레이어에 사용하기에 적합한 조각을 만들기 위해 테이프 또는 접착제로 접합된 추가 베니어가 있습니다.

11 3겹 시트의 코어 또는 5겹 시트의 크로스밴드와 같이 십자형으로 설치될 베니어판 섹션은 약 1.3m(4ft-3인치) 길이로 절단됩니다.

합판 시트 형성

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12 특정 합판을 위해 베니어판의 적절한 부분이 조립되면 조각을 함께 붙이고 붙이는 과정이 시작됩니다. 이것은 기계로 수동 또는 반자동으로 수행될 수 있습니다. 가장 단순한 3겹 시트의 경우 뒷면 베니어판은 평평하게 놓여지고 상부 표면에 접착제 층을 도포하는 접착제 스프레더를 통과합니다. 그런 다음 코어 베니어의 짧은 부분을 접착된 뒷면 위에 십자형으로 놓고 전체 시트를 접착제 스프레더를 두 번째로 통과시킵니다. 마지막으로 표면 베니어판은 접착된 코어 위에 놓여지고 시트는 프레스에 들어가기를 기다리는 다른 시트와 함께 쌓입니다.

13 접착된 시트는 다중 개방 핫 프레스에 로드됩니다. 프레스는 한 번에 20-40장을 처리할 수 있으며 각 용지는 별도의 슬롯에 로드됩니다. 모든 시트가 적재되면 프레스는 약 110-200psi(7.6-13.8bar)의 압력으로 시트를 압착하는 동시에 약 230-315°F(109.9-157.2°F)의 온도로 가열합니다. 씨). 압력은 베니어 층 사이의 양호한 접촉을 보장하고 열은 접착제가 최대 강도를 위해 적절하게 경화되도록 합니다. 2-7분 후 프레스가 열리고 시트가 언로드됩니다.

14 거친 시트는 톱 세트를 통과하여 최종 너비와 길이로 다듬어집니다. 고급 시트는 1.2m(4피트) 너비의 벨트 샌더 세트를 통과하여 전면과 후면을 모두 샌딩합니다. 중간 등급 시트는 거친 부분을 청소하기 위해 수동으로 스팟 샌딩됩니다. 일부 시트는 표면의 얕은 홈을 절단하여 합판에 질감 있는 모양을 부여하는 원형 톱날 세트를 통과합니다. 최종 점검 후 남아있는 결함은 수리됩니다.

15 완성된 시트에는 노출 등급, 등급, 밀 번호 및 기타 요소에 대한 구매자 정보를 제공하는 등급 상표가 찍혀 있습니다. 동일한 등급 상표의 시트는 스택으로 함께 묶인 후 창고로 옮겨져 선적을 기다립니다.

품질 관리

목재와 마찬가지로 완벽한 합판은 없습니다. 모든 합판 조각에는 일정량의 결함이 있습니다. 이러한 결함의 수와 위치에 따라 합판 등급이 결정됩니다. 건설 및 산업용 합판에 대한 표준은 미국 표준국과 미국 합판 협회에서 작성한 제품 표준 PS1에 의해 정의됩니다. 견목 및 장식용 합판에 대한 표준은 American National Standards Institute와 Hardwood Plywood Manufacturers' Association에서 준비한 ANSIIHPMA HP에 의해 정의됩니다. 이 표준은 합판의 등급 시스템을 설정할 뿐만 아니라 구성, 성능 및 적용 기준을 지정합니다.

미래

합판은 나무를 상당히 효율적으로 사용하지만(본질적으로 나무를 분해했다가 다시 결합하여 더 강력하고 사용 가능한 구성으로 만들지만) 제조 공정에는 여전히 상당한 폐기물이 내재되어 있습니다. 대부분의 경우 나무에서 사용 가능한 목재 부피의 약 50-75%만이 합판으로 전환됩니다. 이 수치를 개선하기 위해 몇 가지 신제품이 개발 중입니다.

하나의 신제품은 지향성 스트랜드 보드라고 하며, 이는 통나무에서 베니어판을 벗기고 코어를 버리는 대신 전체 통나무를 가닥으로 파쇄하여 만듭니다. 가닥은 접착제와 혼합되고 한 방향으로 흐르는 곡물과 함께 층으로 압축됩니다. 이 압축된 층은 합판처럼 서로 직각으로 배향되어 함께 결합됩니다. 방향성 스트랜드 보드는 합판만큼 강하고 비용이 약간 저렴합니다.