Фанера

Фанера
Фанера

Фане́ра, древе́сно-сло́истая плита́ — многослойный плитный материал из склеенных листов шпона[1] с перекрёстным направлением волокон. Число слоёв обычно нечётное (минимум три), что балансирует лист и снижает коробление. Перекрёстная раскладка уменьшает растрескивание кромок, разбухание и усушку, выравнивает прочность по направлениям; жёсткость поперёк волокон лицевого слоя повышена.

В типовой панели наружные шпоны выше по сорту; средние слои увеличивают расстояние между наружными, повышая сопротивление изгибу. Максимальные изгибные напряжения возникают в наружных слоях, сдвиговые — в середине панели и у наружных волокон. В базовые категории по плотности: берёзовая ≈650–750 кг/м³, смешанная ≈600–700 кг/м³, хвойная ≈450‎–650 кг/м³. Фанера относится к семейству древесных плит рядом с МДФ, ОСБ, ДСП.

Этимология

Русское «фанера» восходит к немецкому Furnier (от фр. fournir — «поставлять, снабжать»)[2] Процесс заимствования термина отражает историческое развитие технологии в Европе и её распространение в России через немецкое посредничество.

Родственные термины в других языках имеют близкую этимологию, связанную с процессами наслаивания, склеивания и прессования. Формирование терминологии происходило по мере развития промышленных способов производства многослойных древесных материалов в XVIII‎–XIX веках.

История

Первые известные примеры многослойных деревянных конструкций относятся к Древнему Египту. В археологических находках зафиксированы предметы мебели и элементы погребального инвентаря, выполненные из склеенных слоёв древесины[3].

В античности использовались техники склеивания тонких пластин древесины, известные как шпонирование или маркетри, хотя такие приёмы применялись не повсеместно[4]. Тонкие слои древесины (шпон) чаще всего использовались в декоративных изделиях — мебели, облицовке — особенно в интерьерах состоятельных граждан.

В качестве клеёв применялись натуральные вещества, преимущественно животного происхождения (на основе коллагена: кости, кожа, рыбьи пузыри), а также местные смолы и другие природные клеящие составы[4]. До массового распространения синтетических клеёв (в XX веке) такие натуральные клеевые составы оставались основным выбором в ряде ремесел и художественных техник.

Издержки на изготовление клея, трудоёмкость подготовки материалов и ограниченность доступа к древесине ценных пород приводили к тому, что техника шпонового склеивания оставалась сравнительно нишевой — часто применяемой в изделиях более высокого класса, но не в массовом строительстве или обиходной мебели.

Конец XVIII в. в Англии Самюэлем Бентамом пресса и патентованием машин для строганого шпона и склейки, что снизило себестоимость[5]. Механизация позволила перейти от индивидуального изготовления к серийному производству.

Самодельный вездеход «Каракат» с кузовом из фанеры
Самодельный вездеход «Каракат» с кузовом из фанеры

В XIX веке были внедрены механизированные способы производства шпона. Во второй половине века распространение получила технология вращательного лущения[6], позволившая получать непрерывные ленты шпона и сократить отходы производства.

Конструкция, размеры, сортность

Размеры и форматы

Наиболее употребимые толщины ~3,2 ‎– ~76,2 мм. Стандартизация размеров позволила унифицировать применение в строительстве, мебельной промышленности и других отраслях. Толщина определяется количеством слоёв и назначением конечного изделия.

Распространён лист 1220×2440 мм[7], впервые применённый на выставке в Портленде 1905 году ; типовой метрический формат 1200×2400 мм; европейский 1500×1500 мм — для «берёзовой» и авиационной фанеры. Для опалубки применяют толщины ~6‎–21 мм и формат 15×750×1500 мм. Авиационная фанера изготавливается от ~3 мм (трёхслойная); типичный шпон составляет ~ 0,5 мм, встречается до ~0,1 мм.

Российская система сортности

ГОСТ 3916.1‎-2018 устанавливает классы Е (элита)[7]., I, II, III, IV с нормами по сучкам, трещинам, червоточине, прорости, окраске, зазорам, ленте и просачиванию клея, царапинам, вмятинам и вырывам. Шероховатость составляет не более 100 мкм для шлифованной поверхности и не более 200 мкм для нешлифованной. Для толщин от 6,5 мм допустима покоробленность со стрелой прогиба не более 15 мм на 1 м диагонали.

Сорт I допускает трещины и покоробленность до 20 мм; II — трещины до 200 мм, вставки, просачивание клея не более 2 % площади; III — червоточины не более 10 штук на квадратный метр при диаметре до 6 мм, суммарно пороков не более 10; IV — сучки и червоточины допускаются шире, до диаметра 40 мм, дефекты кромок до 5 мм[7]. Подробные лимиты содержатся в таблицах стандарта с конкретными числовыми значениями для каждого типа дефектов.

Международные стандарты сортности

Западные стандарты включают сорта A, A/B, A/BB, B, B/BB, BB, C/D (строительная, с заделкой дефектов). Обозначение «клей гарантирован» указывает на повышенные требования к связующему веществу. Сорт X разрешает сучки и трещины в определённых пределах. Водо‎- и кипятко‎-стойкий клей обозначался как WBP, но позднее это обозначение заменено стандартом EN 314‎-3[8].

Японские стандарты JPIC включают популярный для мебели, тары и строительства сорт BB/CC. Американская система классификации отражает различные требования к качеству поверхности и эксплуатационным характеристикам в зависимости от области применения. Каждый стандарт содержит подробные таблицы с допустимыми размерами дефектов и их количеством на единицу площади[9].

Виды и области применения

Хвойная фанера

Шпон кедра, дугласовой пихты, ели, сосны, пихты, секвойи формирует основу хвойной фанеры. Типовой лист имеет размеры 1,2×2,4 м, толщина слоёв составляет 1,4‎–4,3 мм. Кровельные конструкции требуют толщины 16 мм, черновые полы — от 19 мм. Для полов часто применяют соединение «шип‎-паз» толщиной 13‎–25 мм.

Хвойная фанера применяется для полов, стен[10], кровли, ветровых связей, обшивки, тары и ограждений. Специальные покрытия скрывают текстуру ели для опалубки и окрашивания. Материал отличается доступной ценой при достаточной прочности для строительных работ.

Твёрдолиственная фанера

Дуб, бук, махагони обеспечивают высокую прочность, жёсткость, долговечность, стойкость к ползучести. Высокая плоская сдвиговая прочность и ударная вязкость, высокая твёрдость и износостойкость[10] характеризуют данный тип. Материал подходит для полов с высокой нагрузкой, транспортных конструкций, опалубки, включая варианты с фенольной плёнкой.

Превосходные механические свойства обусловливают применение в ответственных конструкциях, где требуется длительное сохранение геометрии под нагрузкой. Высокая износостойкость делает твёрдолиственную фанеру предпочтительной для напольных покрытий в общественных зданиях и промышленных сооружениях с интенсивным движением.

Тропическая фанера

Смешанные тропические лиственные породы изначально использовались в Азии, позднее производство распространилось в Африке и Латинской Америке[11]. Тропическая фанера плотнее и прочнее хвойной, отличается ровными слоями и высоким качеством. Широко применяется в Великобритании, Японии, США, на Тайване, в Корее, Дубае.

В ряде стран (Филиппины, Малайзия, Индонезия) отмечалась переэксплуатация лесов из‎-за растущего спроса на тропическую древесину. Продукт широко доступен в Юго‎-Восточной Азии, где Малайзия и Индонезия являются основными поставщиками. Тропические породы обеспечивают стабильность размеров и высокую биостойкость, что ценится в судостроении и наружных конструкциях.

Декоративная фанера

Лицевые слои шпона из ясеня, дуба, красного дуба, берёзы, клёна, махагони, меранти, лауан (филиппинский махагони, не родственен настоящему), палисандра, тика и других пород обеспечивают декоративные качества. Облицованная фанера сочетает конструкционные свойства основы с внешним видом ценных пород древесины[12].

Технология позволяет получить высококачественную поверхность при экономном расходе дорогой древесины. Применение в мебельной промышленности и интерьерных работах обусловлено возможностью имитации массива при значительно меньшей стоимости. Декоративная фанера часто подвергается дополнительной обработке лаками и морилками для усиления эстетических свойств.

Гибкая фанера

Трёхслойная махагоневая плита с очень тонким центральным слоем поперёк волокон; предназначена для криволинейных деталей. Технология известна с 1850‎-х годов и основана на принципе ослабления связи между слоями в одном направлении. После формования часто склеивается в два слоя и облицовывается шпоном для придания окончательной прочности[13].

В Великобритании в XIX–XX веках тонкий однослойный шпон находил применение в шляпном производстве — из него формовали цилиндрические заготовки для каркасов. Однако подобный материал не относился к фанере в строгом смысле, так как не имел перекрестного расположения слоёв, характерного для классической технологии.

Морская фанера

Долговечные шпоны с минимумом пустот рассчитаны на длительное воздействие влаги, стойки к расслоению и грибку. Клей наружного типа «водо‎- и кипятко‎-стойкий» обеспечивает сохранение прочности в экстремальных условиях эксплуатации. Стандарты маркировки BS 1088 (Великобритания) и IS:710 (Индия) регламентируют требования к качеству[14].

Часть продукции имеет штамп Lloyd's о соответствии BS 1088, что подтверждает пригодность для судостроительного применения. В продаже встречается «морская фанера» с оговоркой «не для лодок», что указывает на ограниченную влагостойкость. В Индии бытовое название «Китплай» закрепилось в 1980‎-е годы. Примеры маркировок по породам включают окуме и меранти.

Авиационная фанера

Шпон махагони, ели, берёзы на клеях повышенной термо‎- и влагостойкости применялся в десантных планёрах и истребителях Второй мировой войны. Самолёт de Havilland Mosquito имел фанерные поверхности крыла и элементы наборов. Фюзеляж представлял монокок «шпон‎-бальза‎-шпон» с формованием в двух зеркальных половинах на изогнутых формах[15].

В авиационной промышленности применялись строгие нормы качества. Уже с 1931 года действовали правила Germanischer Lloyd, а в США была введена военная спецификация MIL-P-607, предусматривавшая проверку прочности фанеры на сдвиг после трёх часов кипячения. Минимальная суммарная толщина шпона составляла около 0,40 мм, при этом наиболее распространёнными были листы толщиной 0,5 мм; для отдельных технологических задач применялся высококачественный шпон толщиной до 0,1 мм. Знаковым примером стало строительство самолёта Hughes H-4 Hercules, выполненного по процессу Duramold, где использовалась фанера из шпона, специально произведённого компанией Roddis Manufacturing в Маршфилде (Висконсин).

Специальные виды

Трудногорючая фанера, влагостойкая, с сетчатым покрытием, для вывесок, пропитанная под давлением представляют специальные виды. Огнезащиту повышают химической обработкой антипиренами. «Балтийская берёза» — стабильная фанера с пустот‎-свободной сердцевиной из перекрёстно уложенных берёзовых слоёв на наружном клее и толстыми лицевыми шпонами[16].

Высокие эксплуатационные характеристики специальных видов обеспечивают применение в ответственных конструкциях с повышенными требованиями безопасности. Химическая обработка под давлением повышает биостойкость и огнестойкость, что критично для наружных применений и пожароопасных помещений.

Применения в различных отраслях

Листовой конструкционный материал применяется там, где требуются трещиностойкость, геометрическая стабильность и несущая способность. Фанеру гнут по радиусу, включая верхний гладкий слой на скейт‎-рампах. Морские и авиационные применения получили развитие со Второй мировой войны — корпуса катеров, торпедные катера, десантные суда Хиггинса[17].

Мебельное производство включает изделия Эймсов и Аалто, серийные яхтенные и учебные швертботы. Берёзовая фанера применяется для лопастей ветроустановок, изоляционных коробов танкеров СПГ, высококлассных акустических систем, плит для вырубки штампов, основания паркета, детских площадок, мебели, рекламных щитов и заборов, музыкальных инструментов, спортинвентаря. Тропическая фанера используется в общестроительных, опалубочных, настильных, конструкционных панелях, настиле контейнеров, ламелях и клеёном брусе.

Технологический процесс

Лущильный кряж устанавливают на станок, где бревно вращают и лущат непрерывную ленту шпона[18]. Прижимной брусок задаёт зазор, подавляет вибрации ножа и стабилизирует толщину шпона. Регулировка прижимного бруска позволяет получать шпон заданной толщины с минимальными отклонениями.

Фанерные слои
Фанерные слои

Ленту раскраивают с припуском под усушку, листы чинят, сортируют, склеивают и прессуют при температуре ~ 110–130 °С и давлении до ~ 2 МПа[19]. Затем возможны шпаклёвка, калибрование, шлифование. Весь цикл от подготовки сырья до готовой продукции составляет несколько суток с учётом сушки и выдержки.

Гидротермообработка берёзового кряжа включает окорку и объёмный скан для определения качества древесины. Распил на чураки производится с учётом дефектов и оптимального использования сырья. Лущение, рубка и укладка сырого шпона толщиной 1,15‎–1,18 мм осуществляется на специализированном оборудовании.

Сушка проводится в газовых роликовых и термомасляных сушилках с контролем температуры и влажности. Сортировка предшествует склейке шпона «на ус» поперёк для внутренних слоёв крупного формата. Ребросклейка вдоль и поперёк обеспечивает получение листов необходимых размеров. Починка шпона включает заделку дефектов полосами до 49 мм с подбором по волокну, цвету, породе и толщине. Приготовление и нанесение клея осуществляется рифлёными металлическими барабанами. Набор пакетов и холодная подпрессовка предшествуют горячему прессованию на гидропрессе с электронной системой управления. Выдержка в стопах 24 часа необходима для снятия внутренних напряжений. Форматная обрезка и шлифование завершают технологический цикл перед сортировкой по ГОСТ 3916.1‎-2018[7], маркировкой и упаковкой.

Клеевые системы

Для интерьеров применяют мочевиноформальдегидный клей с ограниченной водостойкостью. Для наружных и морских применений используют резорцин‎- и фенолформальдегидный клеи, которые во влажности предотвращают расслоение. Формальдегидные смолы классифицируются как канцерогенные вещества; производители переходят на низкоэмиссионные системы классов E1 и E0 с фактически нулевой эмиссией.

Сертификация устойчивости и экологичности в деревообрабатывающей и строительной промышленности охватывает международные системы PEFC, FSC, LEED, SFI и Greenguard. Их применение обеспечивает контроль происхождения древесины, снижение экологического воздействия и признание продукции на мировых рынках. В ряде государств внедрение подобных стандартов связано с налоговыми льготами и субсидиями, стимулирующими производителей и потребителей к использованию сертифицированных материалов. Одновременно одним из приоритетных направлений отрасли становится разработка безформальдегидных клеёв на основе природных полимеров, включая крахмал, лигнин, танины и соевые белки, что способствует сокращению выбросов вредных соединений и повышению экологической безопасности продукции.

ФБА (альбуминоказеиновый) экологичен, но имеет низкую водостойкость. ФСФ (фенолформальдегидный) обеспечивает износостойкость и водостойкость[20]. Допускается в жилых помещениях при классе эмиссии не выше E1. ФСФ‎-ТВ (трудногорючая) применяется в пассажирском вагоностроении, промышленном и гражданском строительстве. ФК (карбамидный) предназначен для интерьеров, мебели, тары. ФКМ основан на меламиновых и меламиноформальдегидных смолах.

ФБ (пропитка бакелитовым лаком) обеспечивает максимальную стойкость в тропиках, при высокой влажности и под водой. БС (спирторастворимый бакелитовый клей) даёт очень высокую прочность, химстойкость, гибкость, упругость, водонепроницаемость — «авиационная» фанера. БВ (водорастворимый бакелитовый клей) имеет схожие свойства без влагостойкости. По обработке поверхности различают НШ (нешлифованная), Ш1 (шлифованная с одной стороны), Ш2 (шлифованная с двух сторон).

Нормативы и классификация

По назначению фанера подразделяется на строительную, промышленную, упаковочную, мебельную и конструкционную[7]. Для каждого типа установлены специфические требования к прочности, влагостойкости, внешнему виду и стандартным размерам. Строительная фанера характеризуется повышенной несущей способностью и устойчивостью к воздействию атмосферных факторов, что обеспечивает её применение в наружных и силовых конструкциях.

Промышленная применяется в машиностроении и приборостроении с повышенными требованиями к точности размеров. Упаковочная фанера отличается экономичностью при достаточной прочности для транспортной тары. Мебельная требует высокого качества поверхности и стабильности размеров. Конструкционная фанера применяется в несущих элементах зданий и сооружений с расчётными нагрузками.

По числу слоёв выделяют трёх‎-, пяти‎-, многослойную; при четырёхслойной средние слои укладывают перпендикулярно наружным для повышения прочности и улучшения формоустойчивости. По обработке различают ламинированную фанеру с защитным или декоративным покрытием. Классификация включает также ФК (влагостойкая) и ФСФ (повышенной влагостойкости) по типу применяемого клея.

ГОСТ 8693‎-2018 регламентирует требования к плитам толщиной 15‎–78 мм[21]. Стандарт устанавливает технические условия производства, методы контроля качества, правила приёмки и маркировки. Нормативная база обеспечивает единообразие требований к продукции на территории Российской Федерации. Система контроля качества включает входной контроль сырья, операционный контроль технологических процессов и приёмочный контроль готовой продукции с выдачей сертификатов соответствия.

Российский рынок

Основные форматы фанерных листов включают размеры 1525×1525, 1220×2440, 2440×1220, 1250×2500, 2500×1250, 1500×3000, 3000×1500, 1525×3050 и 3050×1525 мм[7] Запись размеров отражает направление волокон наружного слоя: обозначение 1220×2440 указывает на их поперечное расположение вдоль длинной стороны листа, а 2440×1220 — на продольное[7]. Продольная ориентация обеспечивает повышенную гибкость материала, поперечная — большую жёсткость при изгибе. Выбор варианта определяется требованиями применения и характером действующих нагрузок. Стандартизация форматов способствует рациональному раскрою и снижению производственных отходов.

Выпуск фанеры составил: 2002 год — 1,8 млн м³; 2003 год — 2,0 млн м³; 2004 год — 2,2 млн м³; 2005 год — 2,6 млн м³. Около 35 % выпуска приходится на Северо‎-Западный федеральный округ, где сосредоточены крупнейшие предприятия отрасли. Географическое размещение производства связано с близостью к сырьевым базам и портам. 95 % производства составляет берёзовая фанера — из 63 заводов 62 производят берёзовую фанеру. Доля России на мировом рынке берёзовой фанеры составляет 3‎–4 %[22]. Экспорт 2005 года достиг 1,5 млн м³, что составляло около 60 % общего выпуска. Основными потребителями российской фанеры являются страны Европы, Азии и Северной Америки.

Литература

  • Forest Stewardship Council // FSC Principles and Criteria for Forest Stewardship. — Bonn, 2015. — 32 p.
  • Merhar, M. Application of Failure Criteria on Plywood under Bending // Polymers. — 2021. — Vol. 13, № 24. — doi:10.3390.

Примечания

  1. ↑ Кириллов, А. Н. Технология фанерного производства : учебник для техникумов деревообрабатывающей пром-сти / А. Н. Кириллов, Е. И. Карасев. — V: Лесная пром-сть, 1974. — С. 3. — 312 с.
  2. ↑ Фасмер М. Фанера // Этимологический словарь русского языка : в 4 т. / пер. с нем. и доп. О. Н. Трубачева. — 2-е изд. — М.: Прогресс, 1987–1864. — Т. 4 (Т -Ящур). — С. 185. — 864 с.
  3. ↑ Killen, J. Egyptian Woodworking and Furniture / J. Killen. — Buckinghamshire: Shire Publications Ltd., 1994. — P. 7-9. — 54 p. — ISBN 0-7478-0239-4..
  4. ↑ 4,0 4,1 History of bonding and adhesives | adhesives and sealants. FEICA - Association of the European Adhesive & Sealant Industry. Дата обращения: 28 сентября 2025.
  5. ↑ Veneer cut by machinery invented by Sir Samuel Bentham. Science Museum Group Collection. Дата обращения: 28 сентября 2025.
  6. ↑ Hughes, M. 4 – Plywood and other veneer-based products // Wood Composites / M. Hughes. — Cambridge: Woodhead Publishing, 2015. — P. 69-89. — ISBN 9781782424543.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 ГОСТ 3916.1—2018. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород: Технические условия (2019). Дата обращения: 28 сентября 2025.
  8. ↑ Plywood Standards EN 636 EN314. International Plywood. Дата обращения: 28 сентября 2025.
  9. ↑ (BS) EN 636:2012+A1:2015 — Plywood — Specifications. APA – The Engineered Wood Association (2022). Дата обращения: 28 сентября 2025.
  10. ↑ 10,0 10,1 Cai, Z. Mechanical Properties of Wood-Based Composite Materials // Wood Handbook.
  11. ↑ Forest Products Annual Market Review, 1998–1999. United Nations Economic Commission for Europe. Food and Agriculture Organization of the United Nations (1999). Дата обращения: 28 сентября 2025.
  12. ↑ Zhang, X. et al. Decorative wood veneers as a medium for contemporary design: A review // BioResources. — Chapel Hill: North Carolina State University, 2024. — Vol. 19(4). — P. 9818–9833. — ISSN 1930-2126.
  13. ↑ DecoFlex — Flexible Plywood: Product Information. Wonnemann Holzwerk GmbH. Дата обращения: 28 сентября 2025.
  14. ↑ IS 710:2010. Marine Plywood — Specification. New Delhi : Bureau of Indian Standards (2010). Дата обращения: 28 сентября 2025.
  15. ↑ de Havilland DH98 Mosquito Prototype. de Havilland Aircraft Museum (2025). Дата обращения: 28 сентября 2025.
  16. ↑ Wang, T. et al. In-plane mechanical properties of birch plywood // Construction and Building Materials. — Netherlands: Elsevier Ltd., 2022. — Vol. 340, № 10.
  17. ↑ Carter, WR. Beans, Bullets, and Black Oil. Department of the Navy. Дата обращения: 28 сентября 2025.
  18. ↑ Стенина, Е. И. Лущение шпона : учебно-методическое пособие / Е. И. Стенина. — Екатеринбург: Уральский гос. лесотехнич. ун.-т, 2019. — С. 3–6. — 17 с.
  19. ↑ Разиньков, Е. М. Анализ режимов горячего прессования фанеры и направления исследований по их совершенствованию // Лесотехнический журнал. — Воронеж: Воронежский гос. лесотехнич. ун.-т им. Г. Ф. Морозова, 2012. — № 1. — С. 1–3.
  20. ↑ Бывших, М. Д. Материалы фанерно-спичечного производства / М. Д. Бывших, В. С. Мурзин. — М.: Лесная промышленность, 1984. — С. 32–34. — 219 с.
  21. ↑ ГОСТ 8673-2018 Плиты фанерные. Технические условия (2018). Дата обращения: 28 сентября 2025.
  22. ↑ Об утверждении Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года. Правительство Российской Федерации распоряжение от 11 февраля 2021 года N 312-р (2021). Дата обращения: 28 сентября 2025.
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Фанера&oldid=2157132