TWORZYWA DRZEWNE
Tworzywo drzewne jest to materiał o innej budowie i właściwościach niż użyty do jego wytwarzania surowiec, czyli drewno. Tworzywo drzewne powstaje przez podzielenie (rozdrobnienie) drewna, a następnie połączenie uzyskanych cząstek w nowy jakościowo produkt. Technologię odpowiadającą tej definicji stosuje się w produkcji płyt wiórowych, pilśniowych, tworzyw z forniru. Natomiast okleiny i obłogi, podobnie jak tarcica nie są tworzywami drzewnymi. Są wytworami pierwiastkowej obróbki drewna, mają niczym nie zmienione właściwości i są produktami gotowymi, choć stanowią produkt dla innych tworzyw drzewnych.
FORNIR - jest to cienki płat drewna uzyskany przez skrawanie płaskie, obwodowe, mimośrodowe lub inne.
OKLEINA - jest to fornir pozyskiwany głównie przez skrawanie płaskie, ale także obwodowe, mimośrodowe i inne - przeznaczony do oklejania mebli lub innych wyrobów. Okleina spełnia funkcje dekoracyjne.
OBŁOGI - termin posiada dwa znaczenia. W pierwszym znaczeniu określa się forniry przeznaczone na podkład pod okleiny i dlatego nazywa się je również podokleiną lub ślepą okleiną. Natomiast w drugim, oznacza się forniry stanowiące zewnętrzne arkusze sklejki lub płyt stolarskich. Wynika z tego, że o tym, czy dany płat drewna jest okleiną, obłogiem, czy fornirem przeznaczonym na sklejkę lub inne tworzywo, decyduje nie sposób pozyskania, lecz jego przeznaczenie.
Wybierając surowiec na okleiny należy przede wszystkim zwrócić uwagę, aby drewno miało jednolite zabarwienie oraz ładny rysunek w przekroju. Zachowanie tych warunków jest konieczne, ponieważ okleiny spełniają głównie funkcje dekoracyjne. Mniej istotne są tu właściwości mechaniczne, czy fizyczne. W Polsce produkuje się okleiny z drewna gatunków krajowych i egzotycznych, takich jak: dąb, wszystkie owocowe wraz z orzechem, buk, jesion, jawor, klon, brzoza, oraz ostatnio iglaste sosna i modrzew. Na podokleiny stosuje się natomiast drewno topolowe, lipowe i olchowe. Z gatunków egzotycznych stosuje się mahoń, afromozje, awodire, bubinge i makore.
SKLEJKI
Okleiny są materiałem przede wszystkim dekoracyjnym, natomiast sklejki materiałem konstrukcyjnym. Z tych względów wymagania dotyczące surowców, z których produkuje się te materiały są inne. Surowiec na sklejkę powinien się dobrze skrawać. Ważne są tu też względy ekonomiczne, które decydują, że na sklejkę przerabia się głównie olchę, brzozę, buk i sosnę, a nie klon, czy jawor, które świetnie nadają się na sklejkę, ale przerobione na okleinę dają większy zysk. Ważną cechą materiałów na sklejki jest także ich dobre sklejanie się.
Sklejka jest płytą warstwową, sklejoną z nieparzystych arkuszy forniru. Zasadniczą cechą sklejek jest to, że kierunek przebiegu włókiem w sąsiednich arkuszach forniru jest wzajemnie prostopadły, a układ fornirów jest symetryczny względem arkusza stanowiącego środek sklejki. Z konieczności zachowania symetrii wynika, że sklejka powinna się składać z nieparzystej liczby arkuszy (co najmniej trzech) oraz, że arkusze znajdujące się w jednakowej odległości w górę lub w dół od arkusza środkowego powinny być z tego samego gatunku drewna, tej samej grubości i o takim samym przebiegu włókien. Z zasady symetryczności wynika także fakt, że obłogi, czyli zewnętrzne arkusze forniru w sklejce, mają wzajemnie równoległy przebieg włókien. W przeciwnym razie sklejka jest podatna na paczenie się.
Sklejka jest najstarszą z tworzyw sztucznych. Powstała w wyniku dążenia do materiału płytowego o dużych wymiarach i wyrównanych właściwościach w różnych kierunkach przebiegu włókien. Wraz z rozwojem techniki ulepszano sklejki choćby przez używanie coraz lepszych klejów. Zależnie od użytego kleju uzyskuje się sklejki wodoodporne lub suchotrwałe. Im większa wytrzymałość spoin klejowych, tym lepsze właściwości mechaniczne sklejki.
Zalety sklejki:
wyrównanie właściwości mechanicznych wzdłuż i w poprzek arkusza
wyrównanie i polepszenie właściwości fizycznych, tj. kurczliwość, nasiąkliwość i pęcznienie
znaczna wytrzymałość przy niewielkich grubościach
duże wymiary arkuszy
możliwość stosunkowo łatwego zginania (profilowania)
Zastosowanie:
stolarstwo
budownictwo
szkutnictwo (do budowy i wyposażenia wszelkiego rodzaju jednostek pływających)
sklejka szalunkowa, stosowana na deskowania w robotach betoniarskich (zabezpieczona dodatkowo klejem wodoodpornym)
sklejka okleinowana, stosowana głównie do budowy wagonów kolejowych
Technologia produkcji sklejek: arkusz forniru wygina się, zanurza w wannie z klejem i nabiera na wierzch pewną jego ilość. W trakcie przechodzenia pomiędzy walcami klej zostaje rozprowadzony równomiernie po całej powierzchni forniru. Sklejanie odbywa się w prasach wielopołówkowych. Może się ono odbywać na zimno lub na gorąco.
PŁYTY STOLARSKIE
Płyta stolarska jest to płyta złożona z warstwy środkowej, zwanej środkiem, oklejona obustronnie jedną lub dwiema warstwami obłogu lub arkuszami płyt pilśniowych.
Płyty stolarskie są materiałem konstrukcyjnym, którego budowa ma na celu ujednolicenie wytrzymałości oraz zmniejszenie możliwości paczenia się drewna. Poprawnie wykonane płyty stolarskie się nie paczą.
Ze względu na budowę płyty stolarskie dzieli się na płyty o środkach pełnych oraz pustakowe, nazywane inaczej komórkowymi. Płyty komórkowe mają środki zbudowane z tektury, z papieru wzmocnionego żywicami syntetycznymi, szkłem wodnym, z pasków płyt pilśniowych lub forniru.
Płyty stolarskie stosuje się przede wszystkim w meblarstwie, służą również jako wymiarowe elementy w budownictwie. Wyrabia się z nich płyciny drzwiowe, drzwi i inne elementy szaf wbudowanych. Odbiorcą płyt stolarskich jest także lotnictwo, komunikacja, przemysł okrętowy i hutnictwo.
W lotnictwie, czy komunikacji dla wzmocnienia lub zabezpieczenia przeciwogniowego stosuje się blachę aluminiową, jako warstwę zewnętrzną lub jako wkładkę między dwoma obłogami. Płyty stolarskie do wyposażenia wnętrz, w przemyśle budowy okrętów mają z reguły powierzchnie laminowane. Środki płyt stosowanych w lotnictwie są wykonane z materiałów o dobrych właściwościach izolacyjnych.
PŁYTY WIÓROWE I PAŹDZIERZOWE
Płyty wykonane z cząstek drewna, spojone klejem syntetycznym w wyniku prasowania w podwyższonej temperaturze, stanowią grupę materiałów, które noszą wspólną nazwę płyt z cząstek lignocelulozowych. Nazwy poszczególnych rodzajów płyt należących do tej grupy tworzy się od nazw cząstek, z których płyty wykonano, i tak np. płyty wykonane z wiórów drzewnych noszą nazwę płyt wiórowych, a płyty z paździerzy - płyt paździerzowych.
Podstawowym rodzajem w tej grupie materiałów są płyty wiórowe, a ich technologia produkcji jest reprezentatywna dla całej grupy. Technologia płyt paździerzowych jest praktycznie identyczna, jak technologia płyt wiórowych, a różnica polega jedynie na odmiennych sposobach przygotowania cząstek.
Schemat produkcji płyt wiórowych: pierwszym etapem jest wytworzenie i odpowiednie rozdrobnienie wiórów oraz wyselekcjonowanie wiórów o odpowiednich wymiarach, które następnie suszy się do wymaganej wilgotności. W wyniku operacji zaklejania na wysuszone wióry zostaje naniesiona ściśle określona ilość kleju. Formowanie ma na celu ukształtowanie kobierca zaklejonych wiórów. Kobierzec ten podczas prasowania przekształca się w płytę wiórową. Po prasowaniu płyty poddaje się sezonowaniu, mającym na celu wyrównanie wilgotności i wyeliminowanie naprężeń w płycie.
Płyty wiórowe i paździerzowe charakteryzują następującymi właściwościami: gęstością, wilgotnością, spęczeniem i nasiąkliwością po moczeniu w wodzie, wytrzymałością na zginanie oraz wytrzymałością na rozciąganie.
Właściwości płyt wiórowych i paździerzowych wynikają zarówno z właściwości cząstek użytych do wykonania płyt, jak i z właściwości budowy płyty. W pierwszym wypadku podstawowe znaczenie ma rodzaj surowca oraz kształt i wymiary cząstek, w drugim rodzaj i zawartość klejów w płycie oraz gęstość i jej rozkład w przekroju poprzecznym płyty.
Surowce do produkcji płyt wiórowych można podzielić na dwie grupy:
pochodzące bezpośrednio z lasu (dłużyca, drewno małowymiarowe, tyczki, gałęzie, szczapy)
odpadowe, pochodzące z przemysłu drzewnego (wióry odpadowe, przy mechanicznej obróbce drewna, trociny, odpady łuszczki i forniru)
Surowcem do produkcji płyt paździerzowych są paździerze z lnu lub konopi. Paździerze są to zdrewniałe cząstki lignocelulozowe o wydłużonym kształcie, będące odpadami przy przeróbce łodyg lnu lub konopi. Podstawowym surowcem do produkcji płyt, obok drewna lub paździerzy, jest klej. W przemyśle płyt wiórowych i paździerzowych stosuje się powszechnie kleje termoutwardzalne, wytwarzane z żywic aminowych.
PŁYTY PILŚNIOWE
Płyty pilśniowe można wytwarzać ze wszystkich surowców roślinnych charakteryzujących się włóknistą strukturą. Jednak w większości krajów produkuje się je wyłącznie z drewna, chociaż stosuje się do tego celu np. wytłoki z trzciny cukrowej, liście palmy daktylowej, słomę ryżową i zbożową.
Płytą pilśniową nazywa się płytę wytworzoną z włókien lignocelulozowych z dodatkiem lub bez dodatku środków chemicznych. Płyty pilśniowe wytwarza się z drewna rozdrobnionego na masę włóknistą, składającą się ogólnie biorąc z bardzo drobnych, w większości wydłużonych elementów, zwanych w technice włóknami.
Do największych zalet płyt pilśniowych zalicza się dużą powierzchnię o zadowalającej gładkości, przyjemną barwę, dobrą stabilność wymiarową w warunkach zmiennej wilgotności otoczenia, dobre właściwości izolacyjne, dobrą podatność na obróbkę mechaniczną, podatność na obróbkę plastyczną, łatwość wykończenia materiałami malarsko-lakierniczymi, dobrą przyczepność tynków do płyt porowatych, wysoką twardość i niską ścieralność.
Cechy te powodują, iż płyty pilśniowe są poszukiwanym i cenionym materiałem w wielu dziedzinach gospodarki, a przede wszystkim w meblarstwie i budownictwie. Oprócz zwykłych płyt pilśniowych produkuje się jeszcze płyty ulepszone. Należą do nich bardzo twarde płyty, otrzymywane przez nasycanie płyt po prasowaniu olejami schnącymi i poddawanie ich następnie obróbce termicznej (hartowaniu). Dzięki tym cechom, płyty te są cennymi materiałami tam, gdzie występuje duża i zmienna wilgotność otoczenia (wykładziny zewnętrzne w budynkach o lekkiej konstrukcji, wyposażenie statków, łazienki i pralki) oraz tam, gdzie materiał jest narażony na intensywne ścieranie (płyty stołów kuchennych, warsztatowych, lad sklepowych i przede wszystkim podłogi).
Technologia produkcji: pierwszym etapem jest rozwłóknienie masy, które odbywa się w defibratorach. Płyty pilśniowe formuje się z zawiesiny włókien w wodzie. Następnie masę wylewa się na sito, po czym dokonuje się odwodnienie poprzez mechaniczne wyciskanie w prasach wałowych. Suchość wstęgi opuszczającej taką prasę powinna wynosić od 20% do 27%. Uformowane na maszynie odwadniającej i obcięte do odpowiednich wymiarów arkusze włókniste płyt przekazuje się do prasowania, które odbywa się w wielopółkowej, ogrzewanej prasie hydraulicznej.
Prasowanie jest bodajże najważniejszym ogniwem procesu technologicznego, ponieważ w jego trakcie zachodzi ostateczne uformowanie płyty pilśniowej i nadanie jej podstawowych właściwości fizycznych i mechanicznych, które w dalszych operacjach mogą być tylko polepszane.
3
1