Multiplex: Geschiedenis, productie en de weg vooruit

Achtergrond

Multiplex bestaat uit drie of meer dunne houtlagen, of veneers, samengelijmd met een duurzame lijm. Elke laag is typisch op rechte hoeken georiënteerd ten opzichte van zijn buren, wat krimp minimaliseert en structurele sterkte maximaliseert. Het resulterende product is beschikbaar in platte platen voor bouw of in gebogen vormen voor meubelen, scheepsbouw, en luchtvaarttoepassingen.

De techniek van het lagen van dun hout dateert terug tot rond 1500 v.Chr. toen Egyptische kunstenaars ebenhoutstroken aan een cederkist in de graf van Koning Toet-Ankh-Amon lijmden. Grieken en Romeinen verfijnden de methode voor fijn meubilair en decoratieve objecten, en in de 1600s was het vak van furneren – snijden en lijmen van dun hout – goed gevestigd.

In 1797 octrooeerde Sir Samuel Bentham verschillende machines die meerdere furnieren in een enkel, dikker stuk konden lamineren – de eerste formele beschrijving van wat we nu multiplex noemen. Hoewel het idee een eeuw in meubelfabricatie lingerde, was het pas in de jaren 1890 dat multiplex aangenomen werd voor deuren, railwagens, bussen, en vliegtuigen. De groeiende reputatie van de industrie leidde fabrikanten ertoe de term 'multiplex' te accepteren om de minachtende bijnaam 'geplakte houten' te verdringen.

Standaard 4 ft × 8 ft (1,2 m × 2,4 m) multiplexplaten kwamen in 1928 op de Amerikaanse markt, wat een nieuwe era van bouwmaterialen inging. Vooruitgang in lijmen en productiemethoden hebben multiplex seither een multi-miljard dollar wereldwijde industrie gemaakt, wat zaaghout in talloze toepassingen vervangt.

Rauwmaterialen

De buitenste lagen van multiplex worden het gezicht (zichtbare kant) en de rug (verborgen kant) genoemd. De centrale laag is de kern, en in vijf-laags of dikker panelen worden de intermediaire lagen gekend als kruislaag.

Multiplex kan vervaardigd worden van loofhout zoals es, ahorn, mahonie, eik, of teak; naaldhout zoals Douglas spar, den, ceder, spar, en redwood; of een mengsel van beide. Compositie multiplex heeft een kern van spanplaat of rand-gevoegde hout, afgewerkt met furnier op beide gezichten, en wordt gekozen wanneer erg dikke panelen vereist zijn.

De lijm die gebruikt wordt hangt af van de eindtoepassing. Exterieur-klasse naaldhout multiplex gebruikt vaak fenol-formaldehyde hars voor zijn vochtbestendigheid en sterkte. Interieur naaldhout panelen kunnen soja of andere eiwit-gebaseerde harsen gebruiken, hoewel fenol-formaldehyde nu algemeen is. Loofhout interieur multiplex gebruikt typisch ureum-formaldehyde hars.

Speciale toepassingen voegen soms een dunne plastic, metaal, of hars-geïmpregneerd papierlaag toe – bekend als overlaid multiplex – om vochtbestendigheid, slijtvastheid, of verfhechting te verbeteren. Andere afwerkingsbehandelingen, zoals vloeibare beitsen of chemische brandvertragers, passen multiplexeigenschappen verder aan.

Multiplex classificatie en kwaliteitsindeling

Multiplex wordt verdeeld in twee primaire klassen, elk met een eigen graderingssysteem.

Bouw- & Industriemultiplex prioriteert sterkte. Gradering hangt af van furnierkwaliteit (N, A, B, C, D) en blootstellingsclassificatie (interieur of exterieur). Bijvoorbeeld, een vloerenpaneel kan gelabeld zijn 'Interieur C-D', wat een C-kwaliteit gezicht, D-kwaliteit rug, en lijm geschikt voor beschermde omgevingen aangeeft. Alle binnenlagen zijn altijd C of D furnier.

Loofhout & Decoratief Multiplex richt zich op uiterlijk. Gradering daalt van Technisch (Exterieur) tot Type I (Exterieur), Type II (Interieur), en Type III (Interieur). Deze panelen hebben vrijwel defect-vrije gezichtsveneers.

Afmetingen

Multiplexplaten variëren in dikte van 0,06 in (1,6 mm) tot 3,0 in (76 mm). Algemene afmetingen liggen tussen 0,25 in (6,4 mm) en 0,75 in (19,0 mm). Diktebalans is cruciaal: gezichts- en ruglagen moeten matchen, evenals de kruislaag.

De meest gangbare bouwformaat is 4 ft × 8 ft (1,2 m × 2,4 m). Andere standaardbreedtes zijn 3 ft (0,9 m) en 5 ft (1,5 m); lengtes variëren van 8 ft (2,4 m) tot 12 ft (3,6 m) in 1-ft stappen. Maritieme en specialiteitsapplicaties kunnen grotere platen vereisen.

Het productieproces

Bomen gebruikt voor multiplex zijn typisch kleiner in diameter dan houtbomen en vaak afkomstig van bedrijfseigene plantages die beheerd worden om groei te optimaliseren en te beschermen tegen plagen en brand.

De volgende stappen schetsen de productie van standaard 4 ft × 8 ft multiplex:

• Hakten: Geselecteerde bomen worden gemarkeerd en gehakt met benzinageaagde kettingzagen of hydraulische scharen. Takken worden verwijderd, en de stammen worden naar een laadplaats getrokken door skidders.
• Ontbasten & Segmenteren: Stammen worden ontbast met slijphielen of hoge-druk waterstralen, dan gesneden door een cirkelzaag in peeler blokken van ruwweg 8 ft × 4–6 in.
• Furnierproductie:
  • Blokken worden verwarmd en geweek – vaak in stoom – voor 12–40 uur om het hout te verzachten.
  • Op een draailaat wordt elk blok op hoge snelheid gedraaid terwijl een mes een continue furnierstrook afschilt met 300–800 ft/min.
  • Zodra de blokdiameter daalt tot 3–4 in, wordt de kern uitgelekt en een nieuw blok ingevoerd.
  • De lange furnierstrook wordt dan gesneden tot ~4 ft × 6 in, gescand op defecten, en per kwaliteit gestapeld.
  • Furniersecties worden gedroogd om vocht te verminderen, getrimd, en, indien nodig, met tape of lijm gespliceerd om uniforme breedte te bereiken.
• Plaatvorming:
  • Rug, kern, en gezichtsveneers worden in afwisselende oriëntatie gelegd, met lijm verdeeld op elke interface.
  • De samengestelde stapel wordt in een multi-open houte pers gevoerd, die 110–200 psi (7,6–13,8 bar) toepast bij 230–315 °F (109,9–157,2 °C) voor 2–7 minuten om de lijm te verharden.
  • Na persen worden platen getrimd tot finale afmetingen, aan beide kanten geschuurd, en geïnspecteerd. Oppervlaktetexturing of ondiepe groefsneden kunnen toegevoegd worden voor decoratieve afwerking.
  • Kwaliteitsstempels geven blootstellingsclassificatie, furnierkwaliteit, fabrieksnummer, en andere specificaties voordat de panelen gebundeld en verzonden worden.

Kwaliteitscontrole

Defecten zijn inherent aan multiplex, maar hun hoeveelheid en locatie bepalen de panelen graad. Standaarden worden gesteld door het National Bureau of Standards (PS1) en de American Plywood Association voor bouwmultiplex, en door ANSI/HPMA (HP) en de Hardwood Plywood Manufacturers' Association voor decoratief multiplex. Deze standaarden dicteren gradering, constructie, prestatie, en toepassingscriteria.

De toekomst

Ondanks multiplex' efficiënte houtgebruik – stammen hersamenstellen tot sterkere composieten – wordt slechts 50–75% van de bruikbare volume van een boom vastgelegd. Nieuwe producten streven deze kloof te dichten.

Oriented Strand Board (OSB) is een dergelijke innovatie. Door hele stammen in strengen te scheuren, ze met lijm te mengen, en lagen te comprimeren met graan georiënteerd in één richting, bereikt OSB multiplex-niveau sterkte tegen lagere kosten.