stolari holíč | Náuka o dreve

1. Kladné a záporné vlastnosti dreva, spôsoby eliminácie záporných vlastností

Kladné vlastnosti - drevo predstavuje pružný, pevný a pritom ľahký materiál, ktorý má dobré tepelnoizolačné vlastnosti, je schopný znášať veľké zaťaženie, tlmiť vibrácie, ľahko sa opracúva reznými nástrojmi, možno ho spájať, spevňovať kovovými, a inými výplňami. Drevo má pôsobivé dekoračné vlastnosti a môže mať aj výborné rezonančné vlastnosti.

Záporné vlastnosti – pri opracovaní len mechanickou cestou – zmena vlastností, nerovnorodá štruktúra, anizotropia, prítomnosť chýb, zosychanie, napúčanie, šúverenie, praskanie, zahnívanie a horenie.

Odstránenie nedostatkov – do značnej miery – cestou chemicko – mechanického a chemického spracovania na listové a doskové materiály – papier, lepenku, drevovláknité dosky (DVD) a drevotrieskové dosky (DTD), dyhy – použitie- stavba lodí, výroba vagónov, elektrotechnický, potravinársky priemysel

- úprava dreva antiseptikami, antipyrénmi, jeho lisovanie a plastifikácia modifikujú vlastnosti dreva, ktoré sa stáva odolné voči ohňu a biologickým škodcom, majú vyššiu pevnosť, nižšiu hygroskopicitu

2. Typy koreňových sústav, funkcie koreňov a koruny, priemyselné využitie

Typy koreňových sústav:

- kolovitá – hlavný koreň vrastá priamo do zeme ako pokračovanie kmeňa (dub, borovica)

- srdcovitá – kolovitý koreň skoro zastavuje rast a bočné korene vrastajú šikmo do zeme (jedľa, smrekovec, buk, lipa, jaseň)

- povrchová – korene sa rovnobežne rozrastajú a povrchom pôdy (smrek).

Koreňová sústava presahuje priemer koruny – zachytáva zrážky.

Korene niektorých stromov vytvárajú koreňové výmladky, z ktorých vyrastajú samostatné jedince.

Funkcie koreňov - mechanická, absorpčná, vodivá, syntetická a zásobná.

Funkcie koruny:

- rozmiestnenie asimilačných orgánov do priestoru

- viesť vodu z kmeňa do týchto orgánov

- ukladať zásobné látky do vetiev a vetvičiek

- tvar koruny závisí od umiestnenia vetiev

Využitie vetiev –priemyselné:

- rovné, hrubšie nad 15 cm a dlhšie nad 2 m do sortimentu guľatiny

- do hrúbky 7 cm – rovnané drevo

- tenšia hmota pod 7 cm - konárovina

- hrab a buk v hrúbke 3 – 7 cm spracovanie na celulózu

Listy a ihličie:

- asimilačnú a transpiračnú funkciu

- po opadnutí – súčasť humusu

- z ihličia sa získavajú extrakciou éterické vonné oleje.

3. Kmeň - jeho funkcia, plnodrevnosť, zbiehavosť, priemyselné využitie

Kmeň - jeho funkcia

- vynáša asimilačné orgány k svetlu (korunu), má vodivú funkciu ako spojnica koreňov s korunou a má aj zásobnú funkciu.

Plnodrevnosť- ročné prírastky majú charakter na seba nasunutých kužeľovitých plášťov, šírky ročných kruhov sú už vo veku nad 25 rokov v hornej časti kmeňa väčšie ako s dolnej – tým sa kužeľovitý tvar približuje k valcovitému (najvýraznejšia pri jedli).

Zbiehavosť - opačný jav zbiehavosť kmeňa s tvarom bližším kužeľu.

Priemyselné využitie - Z kmeňovej časti sa vyrábajú najcennejšie guľatinové sortimenty, predstavuje prevažnú časť priemyselne spracúvanej hmoty.

- prízemková časť kmeňa do výšky 30 cm zostáva po ťažbe v lese vo forme pňa – odporúča sa ju ťažiť na získanie koreníc

- dĺžka a hrúbka kmeňa závisí od druhu dreviny, výhodné je , keď sa kmeň rozvetvuje nad výškou, v ktorej hrúbka kmeňa dosahuje 15 cm, čo je minimálny rozmer guľatiny

- kmeň má tvar rotačného telesa, ktorého pozdĺžna povrchová krivka má tvar má tvar pretiahnutého písmena S, kmeň na priečnom reze má tvar kruhu,

4. Charakterizujte základné makroskopické znaky dreva

- sú to znaky pozorované voľným okom. Patrí sem:

Stržeň – na priečnom reze, v strede ročných kruhov, je mäkší ako drevo, len u buku drevnatie, priemer sa pohybuje od 2 do 5 mm, rôzny tvar (okrúhlastý, trojuholníkový - buk, jelša, štvoruholníkový – jaseň, päťuholníkový – topoľ, hviezdicový – borovica, dub).

Ročné kruhy – hrúbkový prírastok dreva za jeden rok, vytvára sa periodickou činnosťou delivých buniek (kambia) a jeho vrstva obaľuje kmeň, vetvy a korene.

Ročné kruhy – väčšinou pozorovateľné voľným okom alebo pod lupou. Skladajú sa z dvoch farebne aj textúrou rozdielnych vrstiev jarného (svetlé) a letného dreva (tmavšie).

Stržňové lúče

Horizontálny pohyb organických látok (produktov asimilácie) v kmeni zabezpečujú stržňové lúče.

Na priečnom reze niektorých drevín ich pozorujeme ako svetlejšie (často lesklé) čiary prebiehajúce v smere polomerov od stržňa (primárne) alebo od niektorého ročného kruhu (sekundárne) k obvodu kmeňa a vždy prenikajú až do lyka, kde sa nazývajú lykové lúče.

Na radiálnych rezoch vytvárajú rôzne vysoké lesklé pásiky, ktoré prebiehajú naprieč ročným kruhom.

Na tangenciálnych rezoch vytvárajú podlhovasté úzke tmavšie pásiky (buk a dub – hnedé, jelša – červené, hrab – svetlohnedé, cer – červenohnedé). Stržňové lúče majú všetky dreviny ale nie pri všetkých sú viditeľné.

Podľa viditeľnosti môžeme naše dreviny rozdeliť na 3 skupiny:

- dreviny s viditeľnými stržňovými lúčmi na všetkých rezoch – buk, hrab, jelša

- dreviny s viditeľnými stržňovými lúčmi len na radiálnych rezoch – ostatné listanaté dreviny

- dreviny so stržňovými lúčmi nepozorovateľnými voľným okom – ihličnaté dreviny, topole.

Živicové kanáliky

Z našich drevín majú živicové kanáliky smrek, borovica, smrekovec a limba.

Horizontálne živicové kanáliky – prechádzajú cez stred niektorých stržňových lúčov a ich rozmery sú pod hranicou viditeľnosti ľudského oka.

Vertikálne živicové kanáliky – sú uložené zvisle pomedzi vertikálne orientovanými bunkami dreva, vyskytujú sa prevažne v letnom dreve a môžeme ich pozorovať aj voľným okom ako jemné brázdičky až výrazné čiarky na pozdĺžnych rezoch.

Vertikálne aj horizontálne živicové kanáliky sú navzájom spojené, vytvárajú sústavu, z ktorej sa pri poranení kôry roní živica – vytláča sa na povrch dreva. Živica má pre strom ochrannú funkciu (pri poranení) a impregnačnú funkciu – zvyšuje odolnosť dreva proti hubám.

Cievy

Cievy – ich funkciou je viesť vodu z koreňov do koruny.

Na priečnych rezoch sú viditeľné ako otvory – póry, na pozdĺžnych rezoch ako ryhy alebo brázdičky. Najväčšie cievy sú v jarnom dreve listnatých drevín (kruhovitopórovitých). Letné cievy KP sú menšie, na priečnom reze nie sú viditeľné ako póry ale len ako bodky. U roztrúsenopórovitých drevinách je šírka ciev podstatne menšia, na priečnych rezoch nie sú voľným okom viditeľné.

Ostatné makroskopické znaky dreva

Do tejto skupiny zaraďujeme lesk, hmotnosť a tvrdosť a vôňu (prípadne zápach).

Vôňa – zápach sú charakteristické pre určitý druh dreva, najintenzívnejšie voňajú – limba, borovica, smrekovec a smrek, pretože obsahujú živice. Drevo jedle má kyslastý zápach, dub páchne po trieslovinách, agát vonia ako repa, odpudzujúci zápach máva drevo vyschýnajúcich topoľov, mokrá breza páchne po plesni.

Lesk dreva pozorovaný na ohobľovanom reze bez inej úpravy majú najvýraznejší javory, hodvábne sa leskne vlnitý javor, hodvábnoplamencový lesk má breza a hruška......

Hmotnosť dreva – približný odhad, niektoré exotické dreviny – nízku hmotnosť, napr. balza 100 až 130 kg.m^-3, niektoré extrémne vysokú napr. guajak – 1350 kg.m^-3, z našich drevín – drieň – okolo 850 kg.m^-3.

Kresba – textúra dreva sa vytvára kombináciou makroskopických znakov uvedených v predchádzajúcich kapitolách a je charakteristická pre určitú drevinu a rez.

Vlnitý lesk – je rastová odchýlka, pri ktorej bunkové elementy neprebiehajú priamo rovnobežne s osou kmeňa ale v kratších alebo dlhších vlnách Na pozdĺžnych rezoch alebo na dyhách sú matné a lesklé plochy, ktoré so zmenou uhla pohľadu a osvetlenie sa menia tak, že matné plochy nadobúdajú lesk a lesklé plochy sa stávajú matnými. Typické pre brezy severských krajín.

Spiace očká – vznikajú ako dôsledok tvorby zárodku rezervných základov vetiev, ktoré sa z nich vyvinú len príležitostne, dodatočne pri uvoľnení a osvetlení kmeňa. Ich znaky v dreve sa začínajú od niektorého ročného kruhu a na tangenciálnych rezoch sa prejavujú ako okrúhlasté tmavie alebo bledšie útvary.

Korenica – je to zvláštna pestrá kresba vznikajúca v oblasti pňa, ktorý sa bežne neťaží. Ročné kruhy jednotlivých koreňov vrastajú do kmeňa, kde sa prispôsobujú jeho ročným kruhom. Do pňa zarastajú niekedy aj jemné korienky, čo spestruje kresbu korenice. Tým vznikne veľmi pekná kresba, ktorá má okrem uvedených znakov aj vlnitý lesk. Najčastejšie sa korenice získavali z orecha, zaujímavá je aj z jaseňa, javora, bresta, duba, brezy, topoľa...

5. Rezy a smery v dreve, praktický význam

Rezy kmeňa:

- transverzálny (priečny) rez – prechádza v rovine vedenej kolmo na os kmeňa, je charakteristický koncentricky uloženými vrstvami ročných kruhov, v strede ktorých je stržeň a na obvode je kôra

- radiálny rez – prechádza pozdĺž kmeňa, v tejto rovine leží stržeň, viditeľné stržňové lúče vytvárajú lesklé plochy a preto sa tento rez nazýva aj zrkadlovým rezom

- tangenciálny (dotyčnicový, fládrový) rez – je vedený rovnobežne s pozdĺžnou osou kmeňa, v určitej vzdialenosti od stržňa, kužeľovito vrstevnatá stavba kmeňa spôsobuje, že rovina tangenciálneho rezu šikmo pretína vrstvy ročných kruhov a v strede polohy rezu vytvárajú ročné kruhy parabolické útvary – fláder

- poloradiály, polotangenciálny rez

Smery v dreve:

- axiálny – jerovnobežný s pozdĺžnou osou kmeňa, je kolmý na plochu priečneho rezu

- radiálny – je vedený v smere stržňových lúčov a je kolmý na plochu tangenciálneho rezu

- tangenciálny – je v dotyčnici k ročným kruhom a je kolmý na plochu radiálneho rezu

6. Chyba dreva, hrče a trhliny

Hrče – patria medzi chyby dreva, častý výskyt u ihličnatých drevín, preto treba s nimi rátať pri makroskopickom určovaní dreva.

Hrče – využitie výraznej kresby, možnosť použitia len hrče menších rozmerov a zdravé, zrastené s okolitým drevom. Okrúhle alebo oválne hrče zvýrazňujú kresbu vlastným priebehom ročných kruhov v hrči a tmavšou farbou, ktorá je spôsobená hustejším priebehom ročných kruhov, pri ihličnatých drevinách zasa pravidelným výskytom tmavšieho reakčného dreva v spodnej polovici hrče, presýtenie živicou alebo začiatočné štádium hniloby. Okrem vlastnej hrče kresbu dreva spestruje aj odklon ročných kruhov v okolí hrče – závitková zóna obhrčia.

Hrče sú základy živých alebo odumretých vetiev počas rastu stromu uzavreté v dreve. Tvorba hŕč je prirodzenou vlastnosťou drevín a súvisí s tvorbou koruny stromu. Hrčavosť kmeňa je rozdielna podľa drevín. Väčšina hŕč začína od stržňa.

Po vyťažení stromu a odstránení vetiev zostáva znak zdravej hrče vo forme okrúhleho až eliptického prierezu, na hornej strane ohybu medzi kmeňom a vetvou vzniká vplyvom hrubnutia kmeňa a vetvy zvrásnená borka a tvare paraboly, nad zdravou hrčou má parabola zvrásnenej borky ostrý tvar – v literatúre označenie ako „čínske fúzy“ alebo „obrvy“.

Nezdravé hrče – po vyschnutí vetvy, prestávajú na nej prirastať ročné kruhy a zavaľujú ju ročné kruhy kmeňa, vyschýnajúca vetva hnije a v rôznej vzdialenosti od kmeňa sa odlamuje. Na kmeni zostáva kýpeť, ktorý postupne odpadá a vytvára sa otvor, ktorý zavaľujú ročné kruhy kmeňa, povrchovým znakom tejto etapy sú kýpte alebo otvory po nich na kmeni.

Zarastená hrča – široké závaly ročných kruhov, ktoré uzavreli ranu nad hrčou, vytvárajú na kmeni vypuklinu, tieto sú zriedkavé.

Pri smreku a jedli len zriedkavo nájdeme vetvu v hrúbke 4 cm. Pri buku je priemerná hrúbka hŕč v rezive 7 cm , pri smreku len 2 cm.

Prízemková časť je charakteristická hladkou a plnodrevnou vonkajšou časťou bez hŕč a s malými hrčami vo vnútorných vrstvách.

Korunová časť je plnohrčavá s prevažným výskytom zdravých hŕč.

Trhliny:

- vznikajú pri raste stromu (stržňové, odlúpavé, mrazové)

- pri ťažbe a manipulácii so surovinou (výrobné)

- vplyvom zosychania dreva (výsušné).

Na rastúcom strome sú pozorovateľné len mrazové trhliny.. Trhliny sú najčastejšou chybou v guľatine, ktorá sa výraznejšie prejaví aj po krátkodobom uskladnení..

Stržňové trhliny vo všetkých drevinách, 1 alebo viac radiálnych trhlín, ktoré sa začínajú od stržňa ale nesiahajú pod kôru, vznikajú v dôsledku ohýbania stromu vetrom, nárazom stromu o zem pri ťažbe.

Mrazová trhlina – vzniká na stromoch v poraste uvoľnením napätia obvodu kmeňa zmršťovaného mrazom – častejšie na kmeňoch listnáčov, širšia býva na okraji kmeňa, smerom do vnútra sa zužuje. Na okrajoch je trhlina zvlnená od prirastania dreva a kôry – tzv. mrazová lišta, vyskytuje sa od prízemku kmeňa v dĺžke niekoľkých metrov – podstatné znehodnotenie guľatiny pretože sa zával trhliny v nasledujúcich zimách roztrhne – do kmeňa sa dostáva vzduch, huby...(dub cer, topole).

Odlúpavá trhlina – môže sa vyskytovať na všetkých drevinách, je to vnútorná trhlina, ktorá je na priečnom reze zaoblená v smere ročného kruhu a šíri sa pozdĺž kmeňa alebo sortimentu, na čele sa objavuje ako oblúkovitá trhlina alebo kruhová trhlina – znižuje akosť dreva (jedľa, topoľ), porušuje celistvosť dreva.

Výsušné trhliny – v guľatine a rezive všetkých drevín pri jeho vysychaní ako vonkajšie trhliny, často nadväzujú na stržňové trhliny, ktoré majú najväčšiu šírku na povrchu a postupne sa zužujú do hĺbky sortimentu, max. do 1 m od čela.

7. Chyby tvaru kmeňa

Zbiehavosť – zmenšenie priemeru kmeňa o viac ako 1 cm na 1 m dĺžky, je to odchýlka od ideálneho valcovitého – plnodrevného tvaru kmeňa. Ihličnaté dreviny sú menej zbiehavé.

Zbiehavosť zvyšuje podiel odpadu pri rezaní guľatiny a pri lúpaní dýh.

Krivosť kmeňa – skrivenie kmeňa po dĺžke, častejší výskyt pri listnatých drevinách

- jednostranná krivosť - skrivenie smerujúce len na jednu stranu

- viacsmerná krivosť – pri smere vypuklosti na rôzne strany

Nádory – sú to výrastky, vypukliny na kmeni väčšinou guľovitého tvaru, v dôsledku rozrastania pletív vplyvom rôznych podráždení alebo poškodení kmeňa, ktoré sú vyvolané činnosťou húb, mrazu, mechanickými príčinami, požiarmi...

Koreňové nábehy – prostredníctvom nich sa korene prirodzene pripájajú na kmeň, priečny rez prízemku nebýva okrúhly ale nadobúda zvlnený okraj.

Rebrovitosť – zvlnený okraj sa vyskytuje na niektorých drevinách pozdĺž kmeňa alebo jeho časti (hrab).

Zhrubnutie prízemku – je náhle zväčšenie hrúbky kmeňa v prízemkovej časti v dĺžke 1,5 až 3 m. Prierez je kruhovitý až elipsovitý, príčinou zhrubnutého prízemku môže býť pôsobenie vetra, strmý svah, malá hĺbka pôdy....

8. Chyby v štruktúre dreva

Točivosť – sa prejavuje šikmým usporiadaním axiálne orientovaných bunkových elementov v dreve ( špirálovým priebehom vlákien okolo osi kmeňa – ľavotočivá, pravotočivá)

Závitok – zakrivenie ročných kruhov a vlákien zapríčinené prítomnosťou hŕč

Reakčné drevo – je reakciou kmeňa a vetiev na namáhanie stromu, spôsobuje to ohyb stromu vplyvom vetra alebo hmotnosť koruny, reakcia býva rozdielna pri ihličnatých a listnatých drevinách. Listnaté dreviny – reakčné drevo nedrevnatie, ihličnaté dreviny majú vysoký podiel lignínu.

Pri ihličnatých drevinách – tlakové reakčné drevo, drevo kmeňa je stláčané na opačnej strane od smeru prevládajúcich vetrov, vetvy vlastnou hmotnosťou vytvárajú reakčné drevo na spodnej polovici – načervanalé, nie je rozdiel medzi jarným a letným drevom v letokruhu, vyskytuje sa v úzkom páse v 2 – 3 ročných kruhoch.

Pri listnatých drevinách – ťahové reakčné drevo, na hornej strane zakrivených listnatých stromov a vetiev – biele alebo svetlé sfarbenie, tvar polmesiaca.

Dvojitý stržeň - 2 stržne na priečnom reze kmeňa sa vytvárajú pod vidlicou kmeňa, medzi dvoma stržňami nachádzame zárast a kmeň má 2 stredy ročných kruhov, zväčšuje sa heterogénnosť stavby dreva.

ŽIVIčNíKY – presýtenie dreva živicou, najčastejšie vzniká poranením kmeňa, časti presýtené živicou sú tmavšie a lepkavé. Živičník sa prejavuje v podobe rozstúpených ročných kruhov (v šírke 1 až 5 mm), ktoré sú úplne zaplnené živicou, v tangenciálnom smere 1 až 3 cm, v axiálnom 2 až 8 cm.

Sfarbenie dreva neorganického pôvodu

- sú to povrchové znaky farby čerstvo vyťaženého dreva, do hĺbky 1 až 5 mm.

- buk – súvislé červenkastohnedé sfarbenie, vzniká v dôsledku oxidácie trieslovín v povrchových vrstvách dreva, pri lipe zelenkastá farba,

- atramentové škvrny sa vytvárajú na plochách reziva a na dyhách z duba a smrekovca a iných drevinách bohatých na triesloviny

- chemické sfarbenie nevplýva na mechanické vlastnosti dreva

9. Drevokazné huby a drevokazný hmyz

Chyby spôsobené hubami

Plesne – spôsobujú sfarbenie povrchu dreva vo forme škvŕn alebo súvislých povlakov. Na svoj rozvoj potrebujú aby vlhkosť dreva prevyšovala 20%, vážnejšie môžu znehodnotiť len dyhy, keď sa po nakrájaní nevysušia. Sfarbenie býva zelené až zelenomodré.

Drevosfarbujúce huby – drevo len sfarbujú ale nenarúšajú jeho bunkovú stenu, vyžadujú pre svoj rozvoj výskyt živých parenchymatických buniek v dreve. Pretože živý parenchým sa nachádza v beľovej zóne, chyba sa nazýva sfarbenie beli, najčastejšie (borovica, smrekovec) K zníženiu pevnosti dreva nedochádza, nie je to deštrukčná hniloba, napadnuté drevo je možné natrieť krycími nátermi, je to estetická chyba a toto sfarbenie nie je napr. v medzinárodnom obchode prípustné na debničkách s ovocím. Optimálne podmienky pre jej vývoj so 15 °C a 28 až 30 % vlhkosť. Suché drevo bráni rastu hubám.

Drevokazné huby –

- parazitické drevokazné huby – časti stromu so živými bunkami

- saprofytické huby – rozkladajú mŕtve drevo

- saproparazity - znehodnocujú živé aj mŕtve drevo.

Základnými podmienkami pre rozvoj húb je vlhkosť, teplota a prístup vzduchu.

- optimálna vlhkosť dreva sa pohybuje od 35 do 80% (vývoj je možný od 10 do 160%)

- spodná hranica podielu vzduchu v dreve je 5 až 20 %

- teplota 3 až 50°C, optimum 20 až 32°C.

Hniloba – mäkká (s podstatným znížením mechanických vlastností dreva).

Hniloba tvrdá – drevo nie je mäkké ale už sa podstatne znižujú jeho fyzikálne a mechanické vlastnosti, takže po rozpílení kmeňa sa rezivo môže celkom rozpadnúť, posledným štádiom pôsobenia húb je bútľavina.

Drevomorka domáca – biela, vatová huba rastie na povrchu dreva a v dreve, spotrebováva celulózu bunkových stien, drevo sa sfarbí do hneda a rozpadá sa v suchom stave deštrukčnou hnilobou, teplota 20°C, vlhkosť dreva 28%, napáda vlhké budovy, pivnice, stropy, podlahy...

Trámovka jedľová a trámovka plotov – napáda hlavne spracované drevo, deštrukcia začína vnútornou hnilobou, povrch dreva zostáva spočiatku neporušený a končí úplným rozkladom. Najpriaznivejšie podmienky pri teplote 29 až 34°C a pri vlhkosti 40 až 60%, môže prežiť 4 roky sucha, spôsobuje tzv. skladovú hnilobu, keď drevo je uskladnené na vlhkom podklade – guľatina, ploty, stĺpy, mosty, sklady, banské drevo.

Nepravé jadro

- sa vytvára v zóne vyzretého dreva alebo v stredovej časti beľových roztrúsenopórovitých drevín (buk, jelša, breza, javor) a má zreteľnú hraničnú zónu

Okrúhle nepravé jadrá

- jednoduché jadro (okrúhle, červenohnedé)

- dvojité jadro skladajúce sa z 2 alebo viacerých okrúhlych červenohnedých, koncentricky uložených jadier

- mramorovité jadro je zložené z rôzneho množstva nepravidelne okrúhlych jadier, ktoré sú od seba odlíšené zreteľnou hraničnou zónou.

Nepravé jadrá lúčovito vybiehajúce k obvodu kmeňa

- hviezdicové jadro

- plamencové jadro – excentrické plamence.

Zdravé nepravé jadro sa od pravého jadra odlišuje tým, že sfarbenie tejto zóny je len klasická oxidácia trieslovín – spravidla vzniká po preniknutí vzduchu do zóny vyzretého dreva ( cez hrče, poranenia).

Nezdravé nepravé jadrá – sem patria obidva typy lúčovitého jadra ako aj tie okrúhle jadrá, ktoré majú farebne odlišnú zónu s výraznou hraničnou čiarou. Sú výsledkom pôsobenia drevokazných húb v rôznych štádiách ich rozvoja.

Drevokazný Hmyz

– sú to najmä larvy hmyzu, ktoré sa živia drevom a kôrou, napádajú rastúce stromy alebo čerstvo vyťažené drevo.

Dospelý hmyz na strome (imágo) - chrobáky, blanokrídlovce alebo motýle kladú vajíčka na povrch kôry, do lyka, na obvod chodieb , ktoré vyhryzú v dreve. Z vajíčka sa vyvinie larva, húsenica, ktorá žerie v púčikoch, listoch, v lyku, v beľovej alebo jadrovej zóne. Larva sa niekoľkokrát zakuklí, narastie a po poslednom zakuklení sa z larvy vyvinie dospelý jedinec, vychádza cez výletový otvor z dreva, ktorý je taký veľký ako sám imago. Parazit je na živých stromoch, saproparazit je na čerstvo vyťaženej drevine alebo saprofyt na odumretom dreve. Ani suché drevo nie je chránené proti niektorým druhom hmyzu – červotoč.

Veľkosť, tvar chodieb, a spôsob usporiadania v dreve je charakteristický pre určitý druh hmyzu.

Blanokrídlovce

– pilorítka , kladie vajíčka do čerstvo zoťatého dreva, vyvíja sa 2 – 4 roky, preto často vychádza až z postaveného dreva, priemer výletových otvorov je 2 až 4 mm, larvy sú dlhé až 40 mm, prežerie aj fóliu, koberce...

Hmyz - chrobáky

– lykožrút smrekový – kladie vajíčka medzi drevo a kôru

– červotoč (umrlčí, bodkovaný, hnedý) – vyžrané chodbičky sú v nábytku, schodoch, vývojová doba je 1 až 3 roky najpriaznivejšie podmienky pri teplote 22 °C a vlhkosti 23 %, otvor 1 až 2 mm

– fúzač krovový – stropy, zruby, výletové otvory oválne 7 x 4 mm, generácia 3 až 10 ročná

10. Vlhkosť dreva, druhy vody v dreve, hygroskopicita dreva

Vlhkosť dreva

Vlhkosťou dreva rozumieme množstvo vody, ktoré sa nachádza v dreve.

Absolútna vlhkosť – vyjadruje sa pomerom hmotnosti vody k hmotnosti absolútne suchého dreva.

Relatívna vlhkosť dreva – vyjadrená pomerom hmotnosti vody a hmotnosti mokrého dreva. Vyjadrujú sa v % a vypočítajú sa :

w_a = (m_w – m₀) m₀.100 (%) = m_v /m₀ . 100

w_r = (m_w – m₀) m_w.100 (%) = m_v /m_w . 100

Vplyv vlhkosti

Hustota dreva sa zvyšuje s vlhkosťou, pričom hmotnosť a objem dreva sa nemenia rovnako. Hmotnosť dreva sa zvyšuje so vzrastajúcou vlhkosťou až do jeho úplného nasýtenia, objem dreva sa zväčšuje len do BNV. Pri ďalšom priberaní vlhkosti nad túto hranicu sa objem dreva nemení.

Voľná voda – kapilárna vypĺňa v dreve najmä lúmeny a medzibunkové priestory, je pútaná silami kapilárnej povahy. V dreve je prítomná len vtedy, keď sú bunkové steny zaplnené viazanou vodou. Množstvo voľnej vody sa pohybuje od bodu nasýtenia vlákien po úplné nasýtenie dreva vodou

Viazaná voda – hygroskopická sa nachádza v bunkových stenách a je viazaná vodíkovými väzbami. Voda viazaná v dreve má rozmedzie vlhkosti od 0% do BNV, ktorého priemerná hodnota vlhkosti sa pre naše dreviny udáva vo výške 30%.

Bod nasýtenia vlákien sa definuje ako stav dreva, pri ktorom drevo obsahuje len viazanú vodu, pričom bunkové steny sú nasýtené vodou bez toho, aby sa v dutinách buniek nachádzala voda v kvapalnom skupenstve.

V praxi sa najčastejšie rozlišujú tieto stupne vlhkosti dreva:

- mokré, ktoré je dlho uložené vo vode nad 100%

- čerstvo vyťažené (50 – 100 %), niektoré dreviny ako topoľ až 180%

- vzduchosuché 15 – 20 %

- izbovosuché 8 – 10 %

- absolútne suché, vysušené pri teplote 103 +- 2 °C.

Výrobná vlhkosť – pri ktorej sa drevo vo výrobe spracovalo.

Prevádzková vlhkosť – za ktorých sa drevo alebo výrobok z dreva používa..

Metódy merania vlhkosti

priame – spočívajú v priamom zistení skutočného množstva vody v dreve vážením – gravimetrická metóda (váhová metóda)

nepriame - hygrometrická, metóda farebných prúžkov, elektrické vlhkomery – vlhkosť dreva sa zisťuje na základe známej zákonitosti zistenej teoreticky alebo empiricky medzi vlhkosťou dreva a inou veličinou.

Hygroskopicita dreva

Drevo je hygroskopický materiál, ktorý má schopnosť meniť svoju vlhkosť podľa okolitého vzduchu. Ak vzorku dreva umiestnime v prostredí s konštantnými parametrami a necháme ju tam dostatočne dlho, dosiahne stav vlhkostnej rovnováhy. Vlhkosť dreva zodpovedajúca tomuto stavu sa nazýva rovnovážna vlhkosť dreva.

Sorpcia – proces dosahovania rovnovážnej vlhkosti zdola (navĺhaním),

desorpcia – opačný proces (vysúšanie).

Nasiakavosť – prijímanie vody v kvapalnej fáze, rozdiel pri navĺhavosti je ten, že telesá sú v kontakte s kvapalnou vodou nie vodnou parou.

Voda, ktorá vniká do bunkovej blany dreva a spôsobuje zväčšovanie jeho rozmerov i objemu je napúčanie – viazaná voda, v hrubej kapilárnej štruktúre je uložená voda voľná, ktorá nespôsobuje napúčanie.

Priepustnosť dreva pre kvapaliny

schopnosť dreva umožňovať vo svojom vnútri pohyb kvapalín - dôležité najmä z hľadiska impregnácie ,obr. ihličnaté dreviny a listnaté dreviny

Šúverenie dreva

Napúčanie a zosychanie v jednotlivých anatomických smeroch najmä v radiálnom a tangenciálnom spôsobuje zmenu tvaru dreva alebo sortimentov, z neho vyrobených. Táto tvarová zmena sa nazýva šúverenie.

Priečne šúverenie – vyvoláva rozdielne radiálne a tangenciálne zoschnutie a je tým väčšie, čím je väčšia vzdialenosť od stržňa po okraj. Rôzne časti dosky sa nezoschnú rovnako, lebo vnútorná plocha dosky obrátená k stržňu (pravá strana dosky) je bližšie k radiálnemu smeru a vonkajšia (ľavá strana ) je bližšie k tangenciálnemu smeru. Hranolček so štvorcovou základňou môže nadobudnúť obdĺžnikový alebo kosoštvorcový tvar a doska žľabovitý tvar. Rotačný valec sa môže zmeniť na eliptický, aj otvor vyvŕtaný v tangenciálnej doske kolmo na povrch sa v dôsledku rozdielneho zoschnutia v radiálnom a tangenciálnom smere zmení na eliptický.

Pozdĺžne šúverenie – môže mať formu priehybu alebo stočenia, keď plocha dosky nadobudne vrtuľovitý tvar, priehyb je vyvolaný rozdielom v pozdĺžnom zoschnutí medzi zónou beľového a jadrového dreva – doska nadobudne tvar oblúka.

Kolaps – zrútenie bunkových stien

Doteraz sme uvažovali len o viazanej vode ako sa správa pri vysúšaní dreva.

Kolaps – je zrútenie bunkových stien, keď sa voľná voda z dreva rýchlo odstráni, najčastejšie pri vlhkosti 50 – 60%. Rýchlym odstránením voľnej vody z dreva vznikajú v dreve prázdne priestory a značné napätia a bunkové steny sa ľahko preboria dovnútra týchto prázdnych priestorov, ktorými sú lúmeny buniek a medzibunkové priestory. Drevo sa značne zdeformuje a v jeho vnútorných a vonkajších vrstvách sa vytvoria veľké trhliny.

11. Napúčanie a zosychanie dreva

Napúčaním dreva nazývame schopnosť dreva zväčšovať svoje lineárne rozmery, plochu alebo objem dreva pri prijímaní viazanej vody. Napúčanie sa riadi podobnými zákonitosťami ako zosychanie. Drevo napúča pri pohlcovaní vody, ako aj vodných pár do BNV. Ďalšie zvyšovanie obsahu vody napúčanie dreva nevyvoláva, lebo voda vypĺňa len lúmeny, prípadne medzibunkové dutiny. Aké sú veľké toľko vody nasiakne do dreva, po zaplnení lúmen drevo sa už nenapúča. Napúčanie dreva vzrastá so stúpajúcou hustotou dreva.

Pri zvyšovaní vlhkosti v intervale od 0 – 30% pozorujeme zväčšovanie rozmerov a objemu dreva – to spôsobuje viazaná voda.

Napúčanie dreva v jednotlivých smeroch :

β_i = (a_imax - a_i0)/ a_i0

i = l, r, t a index max. značí maximálnu hodnotu rozmeru a index 0 hodnotu v suchom stave.

Pre objemové napúčanie platí:

β_V = (V_max - V₀)/ V₀

Objemové napúčanie sa dá vyjadriť ako súčet napúčaní v jednotlivých smeroch

β_V = β_t+ β_r+ β_l

Pre zosychanie v jednotlivých smeroch platí približne:

β_t: β_r: β_l = 20 : 10 : 1

Zosychanie dreva je obráteným procesom napúčania – ide o zmenšovanie rozmerov a objemu dreva znížením obsahu viazanej vody. Jeho rozmery sa najviac zmenšujú naprieč vlákien, v pozdĺžnom smere len nepatrne. Drevo zosychá aj naprieč vlákien rozdielne. V tangenciálnom smere je zoschnutie 1,5 až 2 – krát väčšie ako v radiálnom smere.

Zoschnutie od BNV do absolútne suchého stavu sa nazýva celkové zoschnutie, priemerné

- radiálny smer α_r = 3 až 6 %

- tangenciálny smer α_t = 6 až 12 %

- pozdĺžny smer α_l = 0,1 až 0,6 %.

α_i = (a_imax - a_i0)/ a_i0

α_V = (V_max - V₀)/ V_max

kde i = t, r, l a a_imax značí maximálny rozmer telesa v i-tom smere a a_i0 je príslušný rozmer suchého telesa, V označuje maximálny a minimálny objem, minimálny objem vyjadríme:

12. Hustota dreva

Hustota dreva:

Hustota dreva udáva hmotnosť jeho objemovej jednotky, pričom sa vyjadruje najčastejšie v kg. m^-3alebo g. cm^-3.

Hustota dreva – významne ovplyvňuje fyzikálne a mechanické vlastnosti dreva, napr. ťažké drevo je pevnejšie, tvrdšie a odolnejšie proti opotrebeniu než ľahké drevo, tiež nadobúda význam pri mechanickom a chemickom spracovaní, je ukazovateľom vhodnosti použitia na konkrétne účely napr. nízka hmotnosť pri vysokej pevnosti alebo pružnosti (stavebníctvo), pri použití dreva na hudobné nástroje.

Drevná substancia – hmota bunkových stien bez pórov (lúmenov a medzibunkových priestorov).

Hustota drevnej substancie ρ_s je vyjadrená pomerom hmotnosti drevnej substancie m a jej príslušného objemu V

ρ_s =m/ V [kg. m^-3]

Hustota drevnej substancie je takmer stála hodnota, mení sa len natoľko , nakoľko sa mení chemické zloženie dreva. Priemerná hodnota je 1540 kg. m^-3.

Význam tohto parametra sa prejaví pri výpočtoch ako je pórovitosť, max. nasiakavosť...

Hustota dreva

Hustota dreva udáva hmotnosť jednotkového objemu dreva pri určitej vlhkosti. Vypočíta sa z podielu hmotnosti m_w a objemu dreva V_w

ρ_w = m_w / V_w[kg. m^-3]

Pre možnosť porovnania výsledkov a pri rôznych teoretických výpočtoch sa uvažuje s hustotou dreva v absolútne suchom stave ρ₀, keď je hmotnosť a objem dreva pri nulovej vlhkosti:

ρ₀ = m₀ / V₀[kg. m^-3]

Podľa doteraz platnej normy STN 490108 sa hustota dreva udáva pri vlhkosti 12 %.

za najťažšie drevo sa pokladá guajak ρ₀ = 1363 kg. m^-3 , za najľahšie drevo balzy ρ₀ = 130 kg. m^-3.

Dreviny Hustota ρ₀[kg. m^-3]

Smrek, jedľa, topole 350 – 400

Brest, dub 640 – 650

Buk 680

Agát, hrab 730 – 800

Pórovitosť

Pórovitosťou dreva rozumieme objem pórov v jednotkovom objeme dreva. Pórmi sa myslia dutiny vytvorené lúmenmi, prípadne medzibunkovými priestormi. Celková pórovitosť sa vyjadruje objemom pórov v jednotkovom objeme suchého dreva.

p = V_p/ V₀

13. Základné mechanické vlastnosti a ich anizotropia

Zaradované vlastnosti, ktoré sa prejavujú pri pôsobení vonkajšieho zaťaženia, definujú sa ako schopnosť odolávať pôsobeniu vonkajších mechanických síl, t.z. odolávať proti deformácii a porušeniu.

- pružnosť – schopnosť dreva nadobúdať pôvodný tvar a rozmery po odľahčení

- plastickosť – schopnosť dreva zachovať si zdeformovaný tvar a rozmery po odľahčení

- húževnatosť – schopnosť materiálu absorbovať energiu bez porušenia štruktúry

- pevnosť – schopnosť dreva odolávať vplyvom mechanických zaťažení, bez porušenia štruktúry.

Z hľadiska časového pôsobenia zaťažujúcich síl na teleso rozlišujeme mechanické zaťaženia:

- dynamické – zaťažujúca sila pôsobí max. hodnotou v danom okamihu

- statické - zaťažujúca sila plynulo a pomaly vzrastá

- kmitavé – zaťažujúca sila striedavo mení veľkosť alebo veľkosť a smer

- trvalé – zaťažujúca sila pôsobí dostatočne dlhú dobu.

Mechanické vlastnosti zohrávajú významnú úlohu pri jeho technologickom spracovaní – preto je potrebné poznať jeho správanie pri namáhaní, aby sa mohlo optimálne spracovať.

Anizotropia

Rôznosť mechanických vlastností v objeme dreva a ich závislosť od smeru nazývame anizotropiou mechanických vlastností. Pružné deformácie ukazujú rozdiel v 3 navzájom kolmých smeroch a to v pozdĺžnom, radiálnom a tangenciálnom. Veľký rozdiel vo vlastnostiach je v pozdĺžnom a kolmom smere na vlákne, vlastnosti sa odlišujú aj v radiálnom a tangenciálnom smere.

Rozdiel mechanických vlastností v pozdĺžnom a kolmom smere na vlákna vyplýva z väzbových energií chemických zložiek. V pozdĺžnom smere sa na namáhaní podieľajú kovalentné a v kolmom zase vodíkové väzby.

Prítomnosť stržňových lúčov a rozdiel medzi jarným a letným drevom spôsobujú tangenciálno-radiálnu anizotropiu.

Materiál vyznačujúci sa takýmto charakterom mechanických vlastností nazývame ortogonálno-anizotropický čiže ortotropický

14. Základné spôsoby namáhania dreva - tlak, ťah, šmyk, ohyb. Praktické príklady.

Mechanické namáhanie

- je taký stav, pri ktorom na drevo pôsobia vonkajšie mechanické sily, ktoré ho deformujú v závislosti od miery vnútorného odporu jeho štruktúry.

Kritériá mechanického namáhania

- namáhanie môže byť časovo nepremenné – statické alebo meniace sa s časom – dynamické.

Pevnosť dreva v tlaku:

_-pevnosť v tlaku pozdĺž vlákien - σ_L

_-pevnosť v tlaku kolmo na vlákna v radiálnom smere – σ_R

_-pevnosť v tlaku kolmo na vlákna v tangenciálnom smere – σ_T

Pevnosť v tlaku pozdĺž vlákien - σ_L

- jednoduchosť zaťaženie a pomerne vysokú pevnosť má tlak rovnobežne s vláknami široké uplatnenie (koly, banské vzpery, rôzne časti prvkov nosníkov...). Napätia vznikajúce pôsobením vonkajších síl vo väčšej miere prenášajú drevné elementy s hrubšími stenami (pri ihličnatých drevinách sú to letné tracheidy a pri listnatých libriformné vlákna). Pevnosť v tlaku rovnobežne s vláknami sa pri našich hospodársky využívateľných drevinách pohybuje v rozpätí od 30 do 70 MPa. Najvyššiu hodnotu pevnosti v tlaku v smere vlákien má drevo agáta, hrabu, prípadne duba, najnižšiu drevo topoľa a jelše. Vyššiu medzu úmernosti majú ihličnaté dreviny – pravidelná stavba, najnižšiu medzu úmernosti majú tvrdé listnáče – čo súvisí s oveľa menej pravidelnou štruktúrou dreva. Na tlakovej pevnosti pozdĺž vlákien má svoj významný podiel amorfná výplň, a to predovšetkým lignín.

- Medza pevnosti sa vypočíta: σ_p = F_max/a.b

F_maxje sila na medzi pevnosti (pri zaťažovaní dochádza k postupnému zlisovaniu dreva bez zreteľného porušenia), preto bolo dohodnuté, že v tlaku kolmo na vlákna zisťujeme medzu úmernosti, t.j. rozhranie lineárnej a nelineárnej časti napäťovo – deformačnej krivky

a,b sú priečne rozmery telesa.

Pevnosť v tlaku kolmo na vlákna

drevo nebýva porušené oddeľovaním jednotlivých častí, ale skôr sa postupne deformuje a zhusťuje sa drevná štruktúra, čo neumožňuje presne určiť medzu jeho pevnosti.

Pevnosť dreva v ťahu:

_-pevnosť v ťahu pozdĺž vlákien

_-pevnosť v ťahu kolmo na vlákna v radiálnom smere

- pevnosť v ťahu kolmo na vlákna v tangenciálnom smere

Pevnosť v ťahu pozdĺž vlákien:

- ťahová pevnosť pozdĺž vlákien je v porovnaní s ostatnými pevnosťami dreva najvyššia a jej priemerná hodnota je 120 MPa.

- porušenie telesa pri namáhaní v ťahu sa prejavuje roztrhnutím buniek dreva v pracovnej časti telesa. Vláknitý alebo rázštepový zlom je obrazom vysokej pevnosti v ťahu, hladký alebo schodovitý zlom signalizuje nízku pevnosť a húževnatosť dreva.

- v praxi je veľmi ťažko využiť pevnosť v ťahu pozdĺž vlákien, hlavne z aspektu upevnenia koncov dielca, kde vznikajú šmykové napätia a otlačenie dreva, to znamená, že drevo sa neporuší roztrhnutím ale šmykom alebo otlačením v mieste upevnenia.

Pevnosť v ťahu kolmo na vlákna:

- makromolekuly celulózy vo vrstve S₂ bunkovej steny prebiehajúce cez elementárne fibrily, makrofibrily sú takmer rovnobežne usporiadané dĺžkou vlákna. takáto orientácia v dreve predurčuje vysokú pevnosť v smere vlákien a pomerne nízku pevnosť kolmo na vlákne. V smere kolmo na vlákna sa vo väčšej miere na pevnosti podieľajú vodíkové a Van der Waalsove väzby, ktoré sú rádovo slabšie ako kovalentné väzby. Toto je jednou z hlavných príčin až 15 – násobného rozdielu medzi pevnosťou dreva v smere vlákien a kolmo na vlákna.

- Priemerná ťahová pevnosť kolmo na vlákna sa pohybuje v rozpätí od 1,5 do 5 MPa.

- pevnosť v ťahu kolmo na vlákna – v procesoch sušenia a rezania, pri tvrdých režimoch sušenia vznikajú v dreve nepriaznivé vlhkostné spády, ktoré vyvolávajú ťahové napätia kolmo na vlákna – vznik trhlín vplyvom sušenia.

Pevnosť v šmyku:

- šmyk v radiálnej rovine pri pôsobení síl v smere vlákien

- šmyk v tangenciálnej rovine pri pôsobení síl v smere vlákien

- šmyk v radiálnej rovine pri pôsobení síl kolmo na vláka

- šmyk v tangenciálnej rovine pri pôsobení síl kolmo na vláka

- šmyk v priečnej rovine pri pôsobení síl kolmo na vláka tangenciálnym smerom

- šmyk v priečnej rovine pri pôsobení síl kolmo na vláka radiálnym smerom

šmyk v radiálnej rovine pri pôsobení síl v smere vlákien

šmyk v tangenciálnej rovine pri pôsobení síl v smere vlákien

v tomto smere zaťaženia má drevo malú šmykovú pevnosť, ktorá sa pohybuje v rozpätí od 6 – 19 MPa, pevnosť listnáčov je približne 1,5 –krát vyššia ako ihličnanov.. Šmyková pevnosť rovnobežne s vláknami predstavuje v porovnaní s tlakovou pevnosťou rovnobežne s vláknami len asi 1/5. V tomto šmyku má drevo nízku pevnosť, ale v konštrukciách musíme často uvažovať s týmto zaťažením – napr. spojenie 2 trámov v strešných konštrukciách.

šmyk v radiálnej rovine pri pôsobení síl kolmo na vláka

šmyk v tangenciálnej rovine pri pôsobení síl kolmo na vláka

praktické uplatnenie najmä v drevených klinoch, vložených perách, pri krájaní a strihaní dýh. Šmyková pevnosť kolmo na vlákna sa pre oba smery pohybuje v rozpätí 3 – 8 MPa.

šmyk v priečnej rovine pri pôsobení síl kolmo na vláka tangenciálnym smerom

šmyk v priečnej rovine pri pôsobení síl kolmo na vláka radiálnym smerom

túto pevnosť v šmyku často nazývame prerezávaním vlákien alebo strihovou pevnosťou, tento spôsob porušenia dreva často pozorujeme pod kovovými spojmi drevených konštrukcií, na kolíkových spojoch v nábytkárstve, jej hodnota je od 20 do 52 MPa.

Ak berieme za základ pevnosť dreva v šmyku rovnobežne s vláknami, tak medza pevnosti v šmyku kolmo na vákna bude 2-krát nižšia a strih 3- až 4- krát vyšší.

Pevnosť dreva v ohybe:

pevnosť v ohybe - keď vlákna sú rovnobežné s pozdĺžnou osou telesa a sila pôsobí na skúšobné teleso v tangenciálnom alebo radiálnom smere – pri tomto ohybe drevo dosahuje najvyššiu pevnosť, čo býva okolo 90 MPa a zároveň má aj najväčšie uplatneie v praktickom živote

pevnosť v ohybe – keď vlákne sú kolmé na pozdĺžnu os telesa a sila pôsobí kolmo na vlákna

v tangenciálnom alebo radiálnom smere – táto pevnosť je veľmi malá – 5 až 10 % z medze pevnosti v ohybe kolmo na vlákna, tieto prípady prakticky neprichádzajú do úvahy

pevnosť v ohybe – keď vlákne sú kolmé na pozdĺžnu os telesa a sila pôsobí rovnobežne s vláknami v tangenciálnej alebo radiálnej rovine.

15. Druhy deformácií v dreve, napäťovo deformačný diagram

Deformácia:

- je zmena tvaru a rozmerov dreva vyvolaná pôsobením mechanických síl ako aj vlhkostnými napätiami.

Napätie

Napätie v dreve predstavuje mieru vnútorných síl, ktoré vznikajú v telese ako výsledok vyvolaný vonkajšími mechanickými silami.

Napätie je pomer veľkosti vnútornej sily na jednotku plochy namáhaného prierezu.

σ = F/S [Mpa].

Ak sila pôsobí na plochu prierezu kolmo, spôsobí normálové napätie, ak pôsobí v rovine prierezu, vzniká tangenciálne napätie τ.

τ = F/S [Mpa].

Deformácie delíme na :

- pružné deformácie – ε_p,

- deformácie pružné v čase – ε_č

- plastické deformácie - ε_pl.

Pružná deformácia je návratná zmena dreva po odstránení pôsobenia vonkajších síl.

Pružná deformácia v čase je návratná zmena tvaru dreva po uvoľnení vonkajších síl, ktorá nenastáva okamžite ale za určitý čas.

Drevo, keď sa deformuje pružne a pružne v čase hovoríme tomu, že je v stave napätosti v pružnoviskóznej oblasti.

Trvalá deformácia je nenávratná zmena tvaru dreva, ktorá po odstránení pôsobenia vonkajších mechanických síl zostáva, pričom teleso nadobúda nový tvar a rozmery. Tomuto napätovému stavu dreva hovoríme, že je stavom napätosti v pružnoviskóznoplastickej oblasti.

Ukladanie vody do mikroštruktúry bunky dreva je spojené s pružným zväčšením rozmerov dreva, teda s jeho napúčaním. Napúčanie predstavuje pružné deformácie, po úniku vody z drevnej štruktúry nadobudne drevo pôvodné rozmery.

Pôsobiacemu napätiu teleso odporuje príslušnou zmenou svojho tvaru, teda deformuje sa . Medzi pôsobiacim napätím a vnútorným odporom materiálu proti deformácii vzniká rovnováha, pre drevo namáhané na ťah v smere vlákien – vplyvom vonkajšej sily sa predĺži a šírka telesa sa zúži o absolútne deformácie Δu₁ a Δu_2:

Celková dĺžka po deformovaní bude: l´= l₀ + Δu₁ a šírka telesa sa zúži: b´= b₀ - Δu₂

Pomerná pružná deformácia v smere pôsobiacej sily sa vypočíta: ε₁ = Δu₁/ l₀

Pomerné priečne skrátenie: ε₂ = Δu₂/ b₀

Pomer oboch deformácií je Poissonovo číslo: μ = - ε₂/ ε₁.

Vzťah medzi napätím a pomernou zmenou dĺžky vyjadruje lineárny zákon. Záporným znamienkom je vyjadrený opačný smer deformovania (kolmo na smer zaťaženia). Poissonovo číslo vyjadruje pomer medzi priečnou a pozdĺžnou pomernou pružnou deformáciou. Súčasne však vyjadruje pružnú stačiteľnosť dreva, teda schopnosť dreva pri stláčaní zmenšovať alebo pri ťahu zväčšovať svoj objem.

Okrem hlavných deformácií vyvolaných normálovými napätiami vznikajú v telese šmykové deformácie spôsobené tangenciálnym napätím. Šmyková deformácia vzniká posunutím 2 susedných prierezov, v ktorých pôsobí napätie τ. Pri tangenciálnom napätí sa mení pravouhlosť hrán.

Vzťah medzi deformáciou a napätím dreva popísal 1* Hooke, zistil, že do určitej hranice zaťaženia je deformovanie úmerné pôsobiacej sile a platí vzťah: α = ε/ σ

kde α je zmena dĺžky jednotky tyče na jednotku napätia

ε je pomerná pružná deformácia

σ je napätia.

Prevrátenú hodnotu α neskôr Young definoval ako modul pružnosti v ťahu a tlaku: E = σ/ ε. Hodnota modulu E sa niekedy nazýva aj Youngov modul pružnosti a v praxi sa využíva výhodnejšie ako veľkosť α.

Na základe mnohých experimentov možno na drevo s plnou platnosťou aplikovať platnosť Hookovho zákona: σ = E. ε. Pri tomto vzťahu treba uvažovať aj s vplyvom času.

Diagram dreva napätie – deformácia možno rozdeliť na 2 časti – lineárnu časť po medzu úmernosti σ_ú a nelineárnu časť od medze úmernosti po medzu pevnosti σ_p.

Celý proces deformovania dreva až po zlom počas krátkodobého zaťaženia vplyvom vonkajších mechanických síl rozdeľujeme na 2 oblasti:

- na pružnú oblasť, ktorú reprezentuje úsek po medzu úmernosti – kedy vznikajú len pružné deformácie

- pružnoviskóznoplastickú oblasť, v ktorej vznikajú okrem pružných deformácií aj deformácie pružné v čase a plastické deformácie. Je to úsek od medze úmernosti po medzu pevnosti.

Zastúpenie jednotlivých druhov deformácií pri tlaku v smere vlákien smrekového dreva po medzu pevnosti je pri 12 % vlhkosti takéto:

- pružná deformácia 67%

- deformácia pružná v čase 3%

- plastická deformácia 30%.

Vzťah napätie – deformácia je pri materiáloch ako aj pri dreve najhodnovernejším ukazovateľom vzťahov drevo – vonkajšie mechanické sily.

Diagram udáva:

- medzu pevnosti σ_p

- medzu úmernosti σ_ú

- modul pružnosti E ( smernica lineárnej časti diagramu)

- pružné deformácie

- plastické deformácie

- množstvo energie vynaloženej na pružnú deformáciu, plastickú deformáciu a deformáciu pružnú v čase.

16. Technologické vlastnosti dreva – tvrdosť, ohýbateľnosť

Technologické vlastnosti:

Statická tvrdosť dreva – schopnosť dreva klásť odpor proti vnikaniu iného telesa do jeho štruktúry. Tvrdosť dreva má význam pri opracúvaní reznými nástrojmi (pílenie, frézovanie, lúpanie) a v tých prípadoch, keď sa drevo odiera (podlahy).Brinellova tvrdosť, Jankova tvrdosť.

Rázová húževnatosť dreva:

- schopnosť dreva absorbovať prácu rázovým ohybom, cieľom takéhoto namáhania je zistiť veľkosť práce, ktorá je potrebná na prerazenie (zlomenie) dreva za daných podmienok. Ak drevo rázovej sile vzdoruje, hovorím, že je húževnaté. Kvalitu dreva môžeme charakterizovať podľa typu a tvaru zlomu po prerazení. Drevo s vysokou húževnatosťou vytvára vláknitý – strapatý zlom.

Ohýbateľnosť dreva:

- z technologickej stránky niektoré výhody oproti iným spôsobom tvarovania – povrchy ohýbaných častí sú hladšie ako napr. pri pílení, ohnuté časti sú tuhšie a pevnejšie, spotreba energie je nižšia – výroba športového náradia, nábytok

- aby sa stanovila schopnosť drevín ohýbať sa – robia sa skúšky, tak že sa telesá ohýbajú na šablóne, ktorá sa postupne vymieňa za menšie polomery zaoblenia, smer ročných kruhov na priečnom reze má byť rovnobežný s užšou hranou telesa, polomer pri ktorom teleso popraská je charakteristikou ohýbateľnosti

- hlavným dôvodom zlého ohýbania je malá deformácia pri zaťažení v ťahu pozdĺž vlákien oproti tlaku v tom istom smere – snaha posunúť neutrálnu os na ťahovú zónu – použitie pásnice, okrem toho využitie aj fyzikálnych činiteľov – vlhkosť, teplota – plastifikácia

17. Výroba reziva -technologický postup

Technologická postupnosť piliarskej výroby

- sklad guľatiny

- pílnica

- sklad reziva

- prírezovňa.

Charakteristiky suroviny

Surové drevo je charakterizované ako zoťatý strom, odvetvený prípadne odkôrnený určený pre mechanické, chemické a iné spracovanie.

Surové drevo sa rozdeľuje podľa:

- sortimentov

- drevín, z ktorých sa vyrába

- stupňa odstránenie kôry

- akosti

- rozmerov.

Technológia výroby špecifikovaných piliarskych výrezov

- prijímanie suroviny

- zisťovanie prítomnosti kovových predmetov v surovine

- skracovanie guľatiny

- odkôrňovanie výrezov

- triedenie výrezov

- dávkovanie a smerovanie do pílnice.

1. Zisťovanie prítomnosti kovových predmetov v surovine – je to nevýrobná operácia, podstata, ktorej spočíva v zisťovaní kovových materiálov zarastených v surovine alebo sa nachádzajúcich na povrchu (projektily poľovníckych zbraní, črepiny z II. svet. vojny, S – háky). Význam pre techniku a technológiu, znehodnotenie nástrojov, prípadne ostria, nekvalitný porez, nástroj nedrží rovinu, zabieha.

2. Skracovanie guľatiny – jej podstata spočíva v rozdelení dlhej guľatiny na požadované dĺžky piliarskych výrezov, je preto potrebné poznať pevné body, podľa čoho postupujeme:

- akosť kmeňa – hrče, nepravé jadro, hniloba, trhliny, poškodenie

- rast kmeňa – zakrivenie, točitý rast, spádovitosť, elipsovitosť

- rozmer kmeňa – priemery, dĺžka.

3. Odkôrňovanie výrezov

- vplyv na techniku a technológiu porezu v pílnici, v kôre nečistoty pri ťažbe...)

- vplyv na efektívne využitie piliarskeho odpadu – v pílnici vzniká v rámci odpadu aj sortiment – piliarske priemyselné odrezky, ktoré využívame ako druhotnú surovinu pri výrobe DTD, DVD, štiepky.

Odkôrňovacie stroje

- otĺkacie – otĺkaním výrezov navzájom alebo cudzími predmetmi v otáčajúcom sa bubne

- hydraulické – kôru odstraňujú pomocou silného prúdu vody vystrekujúcej z orientovaných trysiek

- frézovacie – cylindrickou frézou, ktorá je pritlačená na rotujúci a pozdĺžne s pohybujúci výrez, nevýhoda – že dochádza pri odkôrňovaní aj k odberu drevnej hmoty

- škrabacie – špeciálnymi nožmi v kambiálnej vrstve, sú najrozšírenejšie, k odstraňovaniu kôry dochádza spojením rotačného pohybu nožov a pozdĺžneho pohybu výrezu.

4. Triedenie výrezov – je nevýrobná operácia, ktorá spočíva v rozdelení výrezov do skupín s rovnakými úžitkovými vlastnosťami – závisí od technológie v pílnici – technológiu v pílnici určuje typ hlavného piliarskeho stroja.

V našich podmienkach rozlišujeme 2 základné spracovateľské technológie – ihličnatú piliarsku technológiu ( s ktorou je neodmysliteľne spojený hlavný piliarsky stroj – rámová píla – stroj pre skupinový porez predovšetkým prizmovaním) a listnatú piliarsku technológiu (s ktorou sa spája hlavný piliarsky stroj – kmeňová pásová píla – stroj na individuálny porez s aplikáciou základných aj špeciálnych porezov.

Pred spracovaním piliarskych ihličnatých výrezov na hlavnom piliarskom stroji, ktorý má fixne postavenú skupinu pílových nástrojov je potrebné výrezy vytriediť:

- podľa druhu dreviny

- podľa priemeru na tenšom konci

Pred spracovaním piliarskych listnatých výrezov na hlavnom piliarskom stroji, ktorý má možnosť porezovú schému meniť za chodu stroja, teda každý výrez má možnosť zhodnotiť a porezať individuálne, nie je triedenie výrezov veľmi významné.

Delenie reziva:

- podľa drevín použitých na výrobu

- podľa tvaru priečneho prierezu

Podľa drevín použitých na výrobu:

- rezivo ihličnaté

- rezivo listnaté – tvrdé

- rezivo listnaté - mäkké

6. Pílnica – výrobná hala, v ktorej sú umiestnené v technologickej postupnosti hlavné a vedľajšie piliarske stroje.

Hlavné piliarske stroje, určujú technológiu, kapacitu pílnice, organizáciu v pílnici:

- rámové píly

- kmeňové pásové píly

- piliarske agregáty.

Vedľajšie piliarske stroje – doplňujú činnosť hlavných piliarskych strojov:

- skracovacie píly

- omietacie píly

- rozmietacie píly

- stroje na úpravu odpadu.

Porez ihličnatej suroviny rámovými pílami

- pílnica s jednou rámovou pílou

- pílnica s dvojicou rámových píl

- nástroje – pílové listy fixne postavené v ráme píly

- svetlosť rámu píly určuje maximálny priemer výrezu, ktorý možno spracovať

Rámové píly

Prednosti:

- jednoduchá technológia porezu

- dobrá produktivita práce

- veľmi dobrá piliarska výťažnosť

- malý podiel pilín

- dobrá kvalita reznej plochy

Nedostatky:

- limitovaný priemer výrezov

- potreba detailného triedenia výrezov

Technicko – technologická charakteristika kmeňových pásových píl

Princíp individuálneho spôsobu porezu jedným nástrojom – pílovým pásom je zdvôvodnený kvalitatívnou a tvarovou rozmanitosťou listnatých výrezov, ktoré vyžadujú pri poreze individuálny princíp zhodnotenia na základe ktorého je možné zvoliť počas porezu individuálnu, často špecifickú porezovú schému.

Nástrojom kmeňovej pásovej píly je uzavretý pílový pás obopínajúci 2 pásnice. Dôležitou vlastnosťou kmeňových pásových píl je schopnosť porezať akýkoľvek priemer výrezu, túto vlastnosť má jedine tento stroj.

Súčasťou klasickej vertikálnej kmeňovej pásovej píly je vozík, ktorý plní 3 dôležité funkcie – polohovaciu, upínaciu, podávaciu.

Kmeňové pásové píly

Prednosti:

- nelimitovaný priemer výrezov

- možnosť porezu netriedených výrezov

- možnosť tvorby porezovej schémy za chodu stroja

- výborná piliarska výťažnosť

- veľmi malý podiel pilín

- veľmi dobrá kvalita reznej plochy

Nedostatky:

- nízka produktivita práce

- kvalitatívno-kvantitatívna rôznorodosť reziva

- vysoké požiadavky na obsluhu

Hlavné piliarske stroje:

- najužšia rezná škára sa dosahuje pri poreze kmeňovými pásovými pílami (pílový nástroj tohoto hlavného stroja vytvára po úprave roztlačením reznú škáru 2,4 – 2, 6 mm

- rámové píly, ostrie je upravené rozvodom a rezná škára je 2,8 – 3,4 mm, teda produkujú väčší podiel pilín

- najširšia rezná škára je vytváraná kmeňovými kotúčovými pílami, s reznou škárou 6 – 8 mm.

18. Charakterizujte doskové, hranené a polohranené

Doskové rezivo je neomietané a omietané rezivo, hrúbka h ≤ 100 mm, šírka b ≥ 2 h. Podľa hrúbky sa delí na:

- dosky – h = 13 – 32 mm ihličnaté a 16 – 35 mm – listnaté

- fošne – h = 40 – 100 mm – ihličnaté aj listnaté

- krajnicové dosky – bočné neomietané doskové rezivo

- krajnica – bočné neomietané rezivo, ľavá strana je oblá..

Hranené rezivo – je rezivo pravouhlého prierezu. Podľa plochy priečneho prierezu S sa delí na:

^-hranol S> 100 cm²

^-hranolček S = 25 – 100 cm²

^-lata S = 10 – 25 cm²

^-lišta S < 10 cm²

Polohranené rezivo – je dvojstranne rezaným rezivom s oblými bokmi. Delí sa na :

- drevené podklady – rezivo hrúbky najviac 10 mm

- trámy – rezivo hrúbky viac ako 100 mm.

19. Ihličnatá a listnatá piliarska technológia výroby, výhody, nevýhody

V našich podmienkach rozlišujeme 2 základné spracovateľské technológie – ihličnatú piliarsku technológiu (s ktorou je neodmysliteľne spojený hlavný piliarsky stroj – rámová píla – stroj pre skupinový porez predovšetkým prizmovaním) a listnatú piliarsku technológiu (s ktorou sa spája hlavný piliarsky stroj – kmeňová pásová píla – stroj na individuálny porez s aplikáciou základných aj špeciálnych porezov.

Pred spracovaním piliarskych ihličnatých výrezov na hlavnom piliarskom stroji, ktorý má fixne postavenú skupinu pílových nástrojov je potrebné výrezy vytriediť:

- podľa druhu dreviny

- podľa priemeru na tenšom konci

Ihličnatú piliarsku technológiu ( s ktorou je neodmysliteľne spojený hlavný piliarsky stroj – rámová píla – stroj pre skupinový porez predovšetkým prizmovaním)

Výhody, nevýhody- Rámové píly

Výhody:

- jednoduchá technológia porezu

- dobrá produktivita práce

- veľmi dobrá piliarska výťažnosť

- malý podiel pilín

- dobrá kvalita reznej plochy

Nevýhody:

- limitovaný priemer výrezov

- potreba detailného triedenia výrezov

Listnatú piliarsku technológiu (s ktorou sa spája hlavný piliarsky stroj – kmeňová pásová píla – stroj na individuálny porez s aplikáciou základných aj špeciálnych porezov.

Technicko – technologická charakteristika kmeňových pásových píl

Súčasťou klasickej vertikálnej kmeňovej pásovej píly je vozík, ktorý plní 3 dôležité funkcie – polohovaciu, upínaciu, podávaciu.

Výhody, nevýhody- Kmeňové pásové píly

Výhody:

- nelimitovaný priemer výrezov

- možnosť porezu netriedených výrezov

- možnosť tvorby porezovej schémy za chodu stroja

- výborná piliarska výťažnosť

- veľmi malý podiel pilín

- veľmi dobrá kvalita reznej plochy

Nevýhody

- nízka produktivita práce

- kvalitatívno-kvantitatívna rôznorodosť reziva

- vysoké požiadavky na obsluhu

20. Spôsoby ochrany dreva – sušenie, hydrotermická úprava dreva, nátery

Sušenie – je fyzikálny dej, pri ktorom sa účinkom tepla znižuje obsah vody v dreve. Sušením dreva rozumieme zníženie vlhkosti dreva medzi BNV (30%) a spracovateľskou vlhkosťou 8% – úbytok vody voľnej ako aj viazanej.

Výhody sušenia – ochrana pred drevokaznými hubami, zlepšenie mechanických vlastností, stabilizácia tvaru a rozmerov, možnosť povrchovej úpravy, zlepšenie impregnácie, výhrevnosť, spaľovanie, čistota povrchu pri pílení, hobľovaní, brúsení, znižuje sa hmotnosť (pri doprave), tepelná a elektrická vodivosť.

Nevýhody – tvorenie trhlín, skôrnatenie, zosychanie (zmena tvaru), zmena farby

Parametre sušenia:

- teplota vzduchu

- psychrometrická diferencia ∆ t

- rýchlosť prúdenia vzduchu

- tlak sušiaceho prostredia

Sušenie – 2 základné spôsoby:

- prirodzené

- umelé.

Prirodzené sušenie na voľnom priestranstve – drevo sa uloží do klietok, ktoré sa zastrešia. Okolitou teplotou vzduchu a vetra sa drevo suší podľa druhu 60 – 300 dní na vlhkosť 15 až 20%.

Výhody: prirodný zdroj energie, jednoduchosť sušenia najmä ihličnatých tenších sortimentov.

Nevýhody: sezónnosť, dlhý čas sušenia, sušenie na max. 12 až 14 % v lete a 18 až 21 % v zime, nerovnomernosť rozloženia vlhkosti v klietke, väčší pokles kvality, potreba väčších plôch, vysoké náklady na budovanie skladu, zastrešovanie klietok, nutnosť protipožiarneho a iného poistenie..

Sklad reziva- plocha skladu je rozdelená na :

- skupiny klietok

- oddelenia

- polia.

Urýchlené prirodzené sušenie – nútený pohyb sušiaceho prostredia, bez úpravy teploty – ako medzičlánok medzi prirodzeným a umelým sušením. Drevo sa uloží v hale do preložených klietok. Počas sušenia prúdi v hale vzduch pomocou ventilátorov, čím sa skráti doba sušenia oproti prirodzenému sušeniu o polovicu až tretinu.

Umelé sušenie – je sušenie s úplne riadenými vysúšajúcimi podmienkami. Suší sa teplým vzduchom, prehriatou parou, vákuovo alebo elektrickou energiou.

Vzhľadom na výšku teploty proces sušenia delíme na :

- teplovzdušný t_s< 100 °C :

1. nízkoteplotný t_s= 40°C

2. klasický t_s= 40 až 100 °C

_-vysokoteplotný t_s>100 °C

Nízkoteplotné sušenie – presúšanie – znižovanie vlhkosti reziva na 30 až 20 % v predsušiarňach pri teplote 40°C a nižšej, nadväzuje na urýchľované prirodzené sušenie, ktoré dopĺňa používaním nízkych teplôt a odstraňovaním závislosti na klimatických podmienkach tým, že proces prebieha v uzavretých priestoroch. Presúšanie nahradzuje prirodzené sušenie – z dreva sa odstraňuje len voľná voda.

Porovnanie času sušenia pre prirodzené sušenie a presúšanie

PS – buk, h = 24 mm, w_p = 80% , w_k= 20 % , čas je 40 až 195 dní

Predsúšanie – na tie isté podmienky je čas sušenia 7 dní a menej.

Nevýhoda – potreba umelo vyrobeného tepla.

Klasické sušenie – je najrozšírenejší spôsob sušenia a z hľadiska celosvetového predstavuje 90 % - pre sušiace prostredie sa používa zmes vzduch – vodná para o teplote 40 až 100 °C

Teplovzdušné sušenie prebieha za súčasného núteného prúdenia vzduchu pomocou ventilátorov. Doba sušenia závisí od druhu dreva, vlhkosti, a hrúbky materiálu, príliš rýchle sušenie vedie k nežiadúcemu sfarbeniu a ku vzniku veľkých vnútorných pnutí, ktoré sú príčinou poškodenia dreva trvalými deformáciami a trhlinami. Pre zamedzenie týchto škôd je potrebné sledovať rýchlosť sušenia (nesmie byť prekročené rýchlosť 4 m.s^-1):

rýchlosť sušenia = w_m/w_g

w_m– okemžitá priemerná vlhkosť

w_g– rovnovážna vlhkosť pri príslušnej teplote sušiarne.

Priebeh: Drevo sa zahreje na teplotu 30 až 100°C, ideálne je 60 až 80°C. rovnovážna vlhkosť dreva sa zvýši o 4 % nad počiatočnú vlhkosť dreva. Pri sušení je okmažitá rovnovážna vlhkosť nižšia ako vlhkosť dreva, ku koncu sa rovnovážna vlhkosť ľahko zvýši aby sa vyrovnali napätia vzniknuté sušením a zabránilo sa ďalšiemu vysýchaniu.

Vlastné sušenie reziva uloženého v tvare klietok zabezpečuje sušiace prostredie upravované na požadovanú teplotu a vlhkosť, ktoré prechádza cez rezivo, dodáva mu teplo a zároveň odoberá odparenú vodu. Cirkuláciu zabezpečujú ventilátory, umiestnené v medzistrope, ohrev sušiaceho prostredia vykonávajú výmenníky tepla umiestnené za ventilátormi, úprava vlhkosti sušiaceho prostredia sa vykonáva vlhčením alebo jeho výmenou za čerstvý vzduch.. Rýchlosť prúdenia je 2,5 až 3 m.s^-1.

Prednosti: lacné sušenie, vhodné skoro pre všetky hrúbky, sušiť až na 7 % vlhkosť

Nevýhody: väčšia spotreba miesta, ťažko sa zaraďujú do plynulej výroby, nízka výkonnosť, svetlé drevá sa oxidáciou sfarbia, ťažko sušiteľné drevá sa sušia veľmi dlho (70 dní).

Vysokoteplotné sušenie – použitie zriedkavé, princíp podobný, sušiacim médiom je zmes vzduchu a prehriatej pary alebo prehriatou parou (prehriata vodná para). Drevo sa zahreje na teplotu 100 až 130°C a zvýši sa rýchlosť prúdenia vzduchu. Pohyb vlhkosti v dreve nastáva difúziou a prúdením pary.

Výhody: rýchle sušenie ihličnatého dreva, 60 až 40 % času teplovzdušného sušenia, nižšia spotreba tepla a el. energie, jednoduché ovládanie priebehu sušenia.

Nevýhody: vhodné prevažne pre ihličnaté dreviny malých rozmerov , časté vnútorné trhliny a zrútenie buniek, znižujú sa mechanické vlastnosti, spôsobuje menšie zmeny sfarbenia, nespĺňa vysoké nároky na kvalitu sušenia.

Vákuové sušenie – v sušiacej komore nie je vzduch (vákuum) pod tlak nasýtenej pary, ktorý je závislý na teplote, tým dochádza k varu vody v dreve pri teplote pod 100°C, zmena vlhkosti v dreve sa uskutočňuje prúdením pary. Nedostatkom vzdušného kyslíka sa minimalizuje nebezpečenstvo sfarbenia oxidáciou, sušiaca teplota sa pohybuje okolo 55°C.

Výhody: krátka doba sušenia, drevo sa nesfarbuje, vhodné pre všetky druhy dreva a prierezy

Nevýhoda: vyššie investičné náklady.

Výhody a nevýhody ako v predošlom prípade. (7 dní)

Hydrotermická úprava – spoločné pôsobenie tepla a pary resp. vody na drevo, pričom HU môže spôsobiť zmeny fyzikálnych, mechanických a chemických vlastností.

- dočasné zmeny – reverzibilné- vratné sú založené na tom, že drevo podrobené HU po vychladnutí a po návrate k pôvodnej vlhkosti, získava opäť svoje fyzikálne a mechanické vlastnosti.

- trvalé zmeny - ireverzibilné – zmeny vlastností dreva sú charakterizované tým, že drevo po ukončení HU, dokonca aj po vychladnutí vykazuje zmenené chemické, fyzikálne a mechanické vlastnosti.

V technológii HU dreva parením alebo varením je sledovaný obyčajne 1 hlavný cieľ:

- zmena prirodzenej farby

- sterilizácia

- uvoľnenie vnútorných rastových napätí

- zníženie vlhkostného spádu a zvyškových napätí v procese sušenia

- zvýšenie prechodnej plastičnosti pred ohýbaním.

Zmena prirodzenej farby – farebná egalizácia

Sfarbenie dreva je jeden z hlavných cieľov parenia reziva a piliarskych výrobkov, v našich podmienkach sa najčastejšie vykonáva s bukovým drevom.

Pod farebnou egalizáciou sa rozumie rovnomerné sfarbenie bukového dreva do červenohneda v celom priereze, s odstránením neharmonických kontrastov medzi tmavým jadrom a svetlou beľou, ďalej zakrytie farebných chýb zo zahnednutia, zaparenia a napadnutia plesňami.

Sterilizácia

- pod týmto pojmom rozumieme usmrtenie parenchymatických buniek a tým zabránenie tylatácie a zachovanie dobrej priepustnosti pre sušenie a impregnáciu, ďalej usmrtenie zárodkov húb, plesní a drevokazného hmyzu, je to vlastne intenzívna fyzikálna a chemická ochrana dreva s cieľom zničiť drevokazné činitele.

Uvoľnenie rastových napätí

- jedným z dôležitých účinkov parenia je uvoľnenie rastových napätí, v priebehu parenia sa takéto drevo deformuje, popraská na čelách, takže po parení sa môže vytriediť, v priebehu ďalšieho spracovania a použitia sa tvar tohoto dreva už podstatne nemení.

Ohýbanie dreva:

- tvarové dielce môžeme vyrobiť – rezaním, lisovaním, ohýbaním, lamelovaním

- ohýbanie má výhody – menšia spotreba dreva, väčšia pevnosť, nakoľko je menej prerezaných vlákien

- nevýhody – zložitá a náročná technologická operácia a zariadenie

- najlepšie sa ohýbajú tvrdé listnaté kruhovitopórovité aj roztrúsenopórovité dreviny – v parenom stave sa vyznačujú vynikajúcou ohýbateľnosťou

- mäkké listnaté a ihličnaté dreviny majú deformáciu podstatne nižšiu – spôsobuje to rozdiel v hustote jarného a letného dreva, rozdielnou šírkou ročných kruhov a menším podielom pentózanov

- vysoké nároky na drevinu – nedovolené – pleseň, stržeň, , trhliny do 0,5 mm hrče do 5 mm, odklon vlákien 3 až 4°....

- ohýbanie – na vonkajšej strane ťahové a na vnútornej strane tlakové napätia, v strede medzi nimi je neutrálna zóna – drevo má vysokú pevnosť v tlaku pozdĺž vlákien – 30 až 33% zatiaľ čo za rovnakých podmienok je deformácia v ťahu pozdĺž vlákien maximálne 2 % → použitie pásnice – posunutie neutrálnej osi do vonkajšej vrstvy.

Ochrana dreva:

- ochrana pred hmyzom

- ochrana pred hubami

- ochrana pred požiarom

Ochrana pred hmyzom a hubami

- najlepšia ochrana pred škodcami dreva je neposkytovať im podmienky k vývoju, t.j. vhodnú vlhkosť dreva, dostatočné množstvo kyslíka, vhodnú teplotu.

Triedy ohrozenia (1 –5) – podľa podmienok použitia za akých je napadnuté organizmami.

Prostriedky na ochranu dreva – sú chemické prostriedky, ktoré na základe svojho zloženia slúžia k prevencii pred napadnutím hubami alebo hmyzom a k ochrane pred zničením. Prostriedky sa skladajú minimálne z účinnej látky a rozpúšťadla. Účinné látky sú bud soli kovov alebo organické zlúčeniny.

Ochrana dreva pred požiarom

Prostriedky spomaľujúce horenie – tieto prostriedky spomaľujú horenie a vytvorená vrstva uhlíka zabraňuje prístupu kyslíka a tým spomaľuje deštrukciu dreva.

Prostriedky vytvárajúce spenenú vrstvu – pri vysokej teplote sa vytvára ochranná penová vrstva, ktorá zabraňuje priamemu kontaktu medzi plameňom a drevom, ochranný prostriedok musí byť nanesený na drevený materiál zo všetkých strán.

21. Výroba prírezov – rezaním, lepením

Prefabrikácia reziva na prírezy

pri týchto operáciách rezivo prechádza ďalším opracúvaním rezaním, frézovaním, sústružením, vŕtaním, dlabaním, brúsením, pri ktorých vzniká rôzny odpad pohybujúci sa od 20 do 50 %, z tohto vyplýva, že polotovary vo forme prírezov predstavujú najviac 50% ba z väčšej časti len 35 % suroviny, ktorá bola odovzdaná piliarskym priemyslu.

V súčasnej praxi sa častejšie výrobou reziva zaoberajú piliarske závody a jeho spracovaním na prírezy je náplňou spotrebiteľa, t.j. stavebno-stolárskych, nábytkárskych závodov

- efekt v doprave – ktorú zbavujeme zbytočného zaťaženia vyplývajúceho z presunu veľkého množstva vody a odpadu, ktorá reprezentuje niekedy až 90 % váhy čerstvo dodávanom rezive.

Technológia výroby prírezov - podľa spôsobu výroby sa prírezy rozdeľujú na :

- rezané – vyrobené rezaním reziva na úžitkovo špecifikované prírezy

- lepené – vyrobené zlepením kusových častí reziva do blokov s následným rozrezávaním na špecifikované prírezy.

Spôsoby pre spracovanie reziva na prírezy:

jednoduché – jednooperačné

- priečne skracovanie reziva

- pozdĺžne skracovanie reziva

- rozmietanie reziva

Priečne skracovanie – sa robí formou skrátenia reziva na požadovanú dĺžku výrezov, spolu so skrátením reziva na prírezy sa vyrezávajú chyby

Pozdĺžne rezanie sa robí v prípade, ak hrúbka a dĺžka reziva a prírezov sú rovnaké a šírka reziva je v násobkoch šírok prírezov

Rozmietanie – predstavuje delenie hrúbky a robí sa v prípade, keď šírka a dĺžka reziva a prírazov sú rovnaké, hrúbka reziva je v násobkoch hrúbok prírezov.

Rozbor kombinovaných spôsobov spracovania reziva na prírezy vytvára záver, že pozdĺžno-priečnym spôsobom v porovnaní s priečno-pozdĺžnym spôsobom možno dosiahnuť:

- vyššie percento celkovej výťažnosti prírezov

- lepšie využitie reziva na výrobu dlhých prírezov.

Výroba prírezov lepením – spájanie kusových častí do tzv. nekonečného vlysu – spájanie na dĺžku umožňuje ďalej vymanipulovaním chýb zvýšiť akosť vyrábaných sortimentov, upravuje štrukturálnu rôznorodosť materiálu.

Za základné spôsoby pozdĺžneho spájania prírezov považujeme:

- spoj na šikmé preplátovanie

- spoj na klinové jednoduché ozuby ( od dĺžky 250 mm...., šírky 60 mm..., hrúbky 19 mm....) štandardné 10 mm, mikroozuby – 4 mm a makroozuby – 30 mm.

Na základe tohto spracovania sa výťažnosť prírezov z reziva zvyšuje o 8 – 12 %.

Spájanie dreva na šírku –nanesením lepidla na bočné plochy kusových častí a ich následné spojenie v lisoch.

22. Technologický postup výroby lúpaných dýh

Dyha – je tenký list dreva, maximálnej hrúbky 7 mm, ktorá môže byť vyrobená centrickým lúpaním, krájaním alebo pílením.

Technologiký postup pri výrobe konštrukčných dýh:

- krátenie guľatiny na dĺžku lúparenských výrezov

- odkôrňovanie

- hydrotermická úprava.

Podľa druhu suroviny môžu byť usporiadané tieto operácie aj v inom poradí.

- uzol lúpania

o centrovanie

o lúpanie

o odsun do medziskladu mokrej dyhy buď vo forme pásov navinutých na cievkach alebo sa postrihajú na formáty

- sušenie dýh – niektoré výrobné systémy sušia súvislý dyhový pás, ktorý sa až potom strihá alebo sušenie už postrihaných dýh na požadovanú vlhkosť, čím sa stabilizujú jej rozmery, pevnosť a dyha je pripravená na lepenie

- triedenie dýh podľa kvality a rozmerov – podrozmerné kusy dýh sa spracovávajú na zosadenky, celé formáty dyhových listov a zosadeniek sú skladané do súborov, nanášané lepidlom, predlisované a lisované na horúcom lise

- formátovanie, brúsenie, triedenie, opravovanie, balenia a skladovanie zlisovaných súborov.

Výťažnosť – 35 – 60 %.

Odkôrňovanie – bubnové, frézovacie..., voľba závisí od druhu dreva, stredné priemery guľatiny, objem odkôrňovaného dreva, cena zariadenia, náklady na údržbu. Odkôrňovanie buď pred HU ale po nej.

Tepelná (hydrotermická) príprava výrezov pred lúpaním – predstavuje spôsob ošetrenia dreva spoločným pôsobením tepla a vodnej pary alebo vody, jej cieľom je zvýšiť plastické vlastnosti dreva pred lúpaním, krájaním a vytvoriť podmienky pre výrobu kvalitnej dyhy pri súčasnom znížení namáhania lúpacieho stroja.

V priebehu ohrevu sa znižuje viskozita lignínu v strednej lamele v dôsledku sorpcie vody a vplyvom zvýšenej teploty. Tieto zmeny sú reverzibilné a po skončení ohrevu drevo nadobúda pôvodné vlastnosti.

Zo správne plastifikovaného výrezu sa získava dyha väčšej pevnosti a s nižšou spotrebou energie pri lúpaní, na dyhe je menej nožových trhlín, väčší podiel celých listov. Tieto skutočnosti môžu zvýšiť výťažnosť dýh okolo 3 %, pretože sa zníži pracnosť pri sušení, náklady na zosadzovanie.

Zariadenia na HÚ

- pariace komory

- pariace zvony

- pariace autoklávy

- pariace jamy

Na plastifikáciu preglejkárenských výrezov sa u nás používajú prevažne pariace jamy.

Krátenie na lúpárenské výrezy - elektrické reťazové píly alebo okružné výkyvné píly – rozrezať výrezy o priemeroch 1500 až 2000 mm.

Centrické lúpanie – týmto spôsobom sa vyrába približne 95% dýh . Tento spôsob dáva maximálnu výťažnosť, najväčšie rozmery dyhových listov, hrče sú viditeľné v najmenšej ploche a spravidla najväčšia časť chýb (trhliny, vypadavé hrče, hniloba, nepravé jadro) je v lúpacom zvyšku.

Centrovacie a vkladacie zariadenie

Centrovanie – upnutie výrezu v ekonomicky najvýhodnejšej polohe, aby sme dostali čo najväčší možný pás dyhy. Centrovaním sa znižuje množstvo nálupov a dýh, ktoré je potrebné zosadzovať.

Centrovacie zariadenia rozdeľujeme na mechanické, optické a X-Y centrovacie a vkladacie zariadenia – snímanie tvaru výrezu je zabezpečené 5 optickými kamerami, umiestnenými v línii rovnobežnej s ostrím noža nad výrezom.

Požiadavky na kvalitu dýh:

- rovnomerná hrúbka dyhy po celej ploche

- žiadne trhliny na obidvoch povrchoch dyhy

- hladký povrch dyhy z obidvoch strán.

Lúpanie – je rezanie dreva v rovine rovnobežnej s vláknami a kolmo k ich dĺžke, pri ktorom hlavný pracovný pohyb (otáčanie) robí materiál (výrez) a pohyb priamočiary robí nôž. Výrez sa otáča vo vretenách lúpacieho stroja, medzi ktorými je stlačený upínacími čeľusťami. Otáčanie vretien a postupný posun suportu, v ktorom je upevnený nôž, majú pevné kinematické spojenie, v dôsledku čoho nôž zrezáva z výrezu stružlinu vo forme nepretržitého pásu, ktorého hrúbka je rovná hodnote posunu suportu za jednu otáčku vretien.

Lúpacie stroje – 3 skupiny (ľahké, stredné ťažké), dĺžky výrezov od 800 do 2000mm a priemery od 700 do 2000mm. Hlavné časti – stojan, 2 vretená, suport, prevodové mechanizmy, a systémy ovládania a riadenia stroja.

Uloženie noža vzhľadom k výrezu je určené uhlom rezania alebo voľným uhlom a tiež vertikálnou vzdialenosťou ostria noža od osi otáčania vretien, na úrovni osi vretien, pod osou vretien a nad osou vretien.

Poloha noža a tlakovnice je veľmi dôležitá z hľadiska kvality získanej dyhy

Tlakovnica – je oceľová tyč hrúbky 12 až 15 mm a šírky 50 až 80 mm. Uhol zaostrenia tlakovnice býva v medziach 50 až 80°.

Poloha tlakovnice vzhľadom k nožu je určená:

- horizontálnou vzdialenosťou medzi tlačnou hranou tlakovnice a ostrím noža

- výškou tlakovnice nad ostrím noža h_0.

Odsun dýh od lúpacieho stroja:

- najprv nespracovateľné nálupy – k sekačke – výroba aglomerovaných materiálov

- lúpací nôž zaberá už po celej dĺžke, ale ešte nie po celom obvode výrezu – spracovateľné nálupy

- pás dyhy – neporušený (celistvý)

Vysokovýkonné stroje výkon 2 až 5 výrezov za min., odoberanie dyhy musí byť kapacitne zladené s lúpaním. Používajú sa 2 systémy – tray-system, a navíjanie dyhy na cievky.

Tray - system – dyhy od lúpacieho stroja sú vedené transportnými pásmi, ktoré sú usporiadané v 1 – až 8 etážach nad sebou, odtiaľ sú odsúvané k nožniciam alebo priamo do kontinuálnej sušiarne. Tento systém je vhodný pre hrubé dyhy z ihličnatých drevín, ktoré sa pri navíjaní môžu trhať, ďalej je vhodný pre prepravu nálupových dýh a silne potrhaných deravých dyhových pásov vznikajúcich na začiatku lúpania. Pre každé 3 – 4 etáže sú potrebné 1 nožnice.

Navíjacie a odvíjacie zariadenie – je používané pri väčších priemeroch výrezov, navíjanie sa na cievky a rýchlosť navíjania je synchronizovaná s rýchlosťou lúpania. Cievky s navinutými dyhami do priemeru 800 až 900 mm sa skladujú v zásobníku.

Strihanie mokrých dýh – dyhový pás možno strihať na formáty s prípustnými chybami, ktoré sa potom opravujú alebo sa strihá tak, že sa chybné miesta vylúčia, čím získame množstvo podformátnych kusov dýh , ktoré je potom potrebné zosadzovať.

Strihanie sa realizuje na nožniciach rôznej konštrukcie.

Triedenie a ukladanie dýh – ručne – namáhavé, najvýhodnejšie – vákuové triediace a stohovacie zariadenie.

Sušenie dýh – vlhkosť mokrých dýh – 30 až 120 % , konečná vlhkosť po sušení pri výrobe nevodovzdorných preglejok 8 až 10 % , pri výrobe vodovzdorných preglejok 4 až 6 %.

Valčekové sušiarne – s automatickým vkladaním aj odoberaním dýh

- pozdĺžna cirkulácia – prúd sušiaceho prostredia je usmernený súbežne s pohybom dyhy, t.j. kolmo na valčeky- nerovnomerné rozloženie rýchlosti prúdenia

- priečna cirkulácia – prúd sušiaceho média je usmernený pozdĺž valčekov kolmo na pohyb dyhy – rozloženie rýchlosti prúdenia sušiaceho média na výšku etáže je rovnomerné

- impaktné sušenie – sušiace médium prúdi na dyhy z dvoch strán (kolmo na plochu listu z rozdeľovacích kanálov – najvýhodnejšie.

Pásové sušiarne –

- v každej etáži je 1 nosný pás, ktorého spodná časť slúži na vedenie a pritláčanie dýh na nosný pás nižšie umiestnenej etáže

- v každej etáži prislúcha 1 nosný spodný pás a jeden horný prítlačný pás pre vedenie a žehlenie dyhy

Tieto typy sušiarní sa vyznačujú nižšími výkonmi v porovnaní s valčekovými sušiarňami dýh ale pri sušení tenkých dýh sa im dáva prednosť pred valčekovými a to hlavne pre bezpečnejšie vedenie dýh.

Zosadzovanie konštrukčných dýh

- zosadzovanie po šírke

- zosadzovanie po dĺžke

Zosadzovanie

- pri výrobe nábytku v menších prevádzkach sa dyhové zosadenky spájajú pomocou lepiacej pásky (lepiaca páska zvlhčovacím zariadením, a ohrievaný valček ju pritláča na spoj a pritom ju vysúša), nevýhody – slabý lepiaci spoj, ak takto spájané vrchné dyhy, opáskovanú stranu umiestniť na vrch preglejky a po lisovaní pásku odstrániť brúsením

- lepenie na hranách pomocou lepidla

- zosadzovanie pomocou plastického vlákna – ktoré je navinuté na cievkach a pritláča sa na povrch zlepovaných dýh, plastické vlákno sa nahreje, roztaví, pritlačí sa na povrch dyhových kúskov a zatvrdne, stroje sa vyrábajú v 2 základných konštrukciách – pozdĺžne zosadzovacie stroje s tavným vláknom ZIG – ZAG, priečne zosadzovacie stroje s tavným vláknom.

Oprava chybných dýh

- vyspravovanie sa robí ručne alebo mechanicky na špeciálnych strojoch, používané záplaty môžu byť kruhové, oválne alebo mať inú formu, smer vlákien pri oválnych a ich väčší rozmer musí súhlasiť so smerom vlákien vyspravovanej dyhy, záplaty musia byť rovnakej farby, textúry a musia mať rovnakú hrúbku.

23. Technologický postup výroby preglejok

Výroba preglejok

Príprava a nanášanie lepidla – nanesená vrstva lepidla musí byť kompaktná a mať rovnakú hrúbku, dyhy môžu byť zlepované fóliami alebo lepidlom, fólia sa nareže na formáty odpovedajúce rozmerom dýh a pri skladaní súborov sa fólia vsúva medzi jednotlivé vrstvy, lepidlo sa môže nanášať na všetky povrchy alebo len na polovicu, v prvom prípade je zabezpečené dobré zmáčanie povrchov dýh a dosiahne sa dobré zlepenie, v praxi sa nanáša väčšinou len ne jednu stranu a až v lise pri stlačení súboru sa prenáša aj na druhú stranu – lepidlo sa nanáša rôznymi spôsobmi – kontaktným, polievaním, vytlačovaním, pneumatickým alebo mechanickým striekaním – najčastejšie valcové nanášačky – lepidlo na obe strany dyhového listu – veľkosť nánosu 70 – 240 g/m²ale aj polievanie, vytlačovanie, striekanie

Skladanie súborov

- preglejka sa obyčajne skladá z nepárneho počtu dýh, pri ukladaní súboru je treba dbať na zachovanie pravidla symetrie a ukladať povrchové dyhy pravou stranou von, ak sa preglejky vyrábajú z ihličnatých drevín, potom beľové dyhy je potrebné používať na povrchy a jadrové na stredné vrstvy.

- skladanie súborov sa robí ručne, na pohyblivom transportéri alebo na mechanických linkách.

Predlisovanie súborov – predlisovaním súborov za studena sa získajú kompaktné predlisky vhodné pre ďalší transport a pre ukladanie do horúceho lisu.

Výhody predlisovania

- mechanizácia a automatizácia lisovacieho úseku

- ľahšia manipulácia s predliskami

- skracuje sa lisovací čas

- pri predlisovaní sa môžu znížiť nánosy lepidla na jednotku plochy.

Použitie fenolformaldehydových ( čas predlisovania 10 až 15 min.) a močovinoformaldehydových lepidiel. (čas predlisovania je 10 min.). Čas od predlisovania po lisovanie max. 5 – 60 min., tlak sa pri predlisovaní pohybuje v medziach 1 – 1,5 MPa.

Lisovanie dýh

Najčastejšie sa na lisovanie preglejok používajú mnohoetážové vyhrievané lisy, používajú sa lisy s parným alebo vodným vyhrievaním platní – rôznej konštrukcie stĺpové, rámové a skriňové. Hladké platne lisov sú oceľové a ich hrúbka je 40 až 50 mm. Vo vnútri majú kanáliky s priemerom 15 až 18 mm rovnomerne rozložené po celej ploche lisu, ktorými prúdi vyhrievacie médium.

Uzatváranie lisu – postupné , obyčajne odspodu navrch, súbory dýh uložené v lise sú v takom prípade vystavené úderom, pričom v spodných etážach uložené súbory sú vystavené väčšiemu počtu úderov, čo vedie k nerovnomernému zlisovaniu súborov po výške lisu.

Uzatváranie lisu – simultánne, ktoré zabezpečuje súčasné zatvorenie všetkých platní lisu. Moderné lisy pracujú poloautomaticky alebo automaticky (uzavretie lisu, privedenie tlaku, čas lisovania, zníženie tlaku a otvorenie lisu). Predlisky na zdvíhacom stole sa vsúvajú do etáže plniaceho zásobníka, ktorý sa periodicky spúšľa dolu o 1 etáž. Po naplnení sa zdvihne a police etažéra sú v úrovni etáže lisu, zasúvacím zariadením sa vsunú všetky predlisky do lisu naraz, vyprázdňovania sa robí súčasne s plnením etažéra na druhej strane lisu.

Na lepenie tvarových výliskov (sedadiel, operadiel) sa používajú lisy s tvarovými platňami.

Jednoetážové lisy periodické (zasunutie súborov, uzatvorenie lisu a vyprázdňovanie málo času) , kontinuálne- pozostávajú z 2 na sebe uložených nekonečných oceľových pásov, medzi ktorými sa prepúšťa lisovaný súbor, tlak je vyvinutý pomocou valcov.

Oprava preglejok – tmelenie – vyspravovanie malých chýb, oprava záplatami – hlavne výrobné chyby – otvory po vypadnutých hrčiach – ručnými el. vŕtačkami sa vyvŕtajú otvory, kde sa vlepia záplaty zo zdravých dýh.

Brúsenie preglejok – aby bol hladký povrch, za účelom egalizácie hrúbky a odstránenia výrobných chýb na povrchu preglejky – valcové brúsky s 3 alebo 4 valcami, uloženie spodné, vrchné, podľa spôsobu navinutia plste a brúsiaceho prostriedku – špirálovito a priamo pozdĺž valca, podľa spôsobu podávania – valčekmi, gumovým pásom...

Triedenie preglejok – sa realizuje podľa vzhľadu povrchových dýh podľa platných noriem

Uskladňovanie preglejok – označené a zabalené preglejky sa odvážajú do skladov, uskladňujú sa do výšky 1,8 až 2 m, najväčšia vlhkosť preglejky pri 100 % vlhkosti vzduchu môže byť 20 až 28 %. Preglejky sa musia uskladňovať vždy vo vodorovnej polohe, triedy E, A, B musia byť zakryté a zaťažené.

Preglejované dosky s nedyhovanými strednými vrstvami

Preglejka – má všetky svoje vrstvy zložené z dýh

Latovka – stredná vrstva dosky je vytvorená z latiek prírodného dreva, obojstranne oblepená dyhami, smer vlákien susedných dýh musí byť na seba kolmý, latovkový stred je hrubý min. 7 mm nebýva hrubší ako 30 mm. Stredná vrstva môže byť vyhotovená aj z menších drevných elemetov – doštičiek tenších ako 7 mm

Latovky

- so stredom špagátovým

- so stredom lepeným

Lepidlo – močovinoformaldehydové , pre latovky na vonkajšie použitie fenolformaldehydové.

Latovky – 3 vrstvé, h povrchových dýh 2,5 až 4 mm, smer vákien povrchových dýh musí byť kolmý na smer vlákien v latovkovom strede

- 5 vrstvé – h povrchových dýh 1,2 až 1,5 mm, h vložiek 1,2 až 3 mm, smer vlákien vložiek musí byť kolmý na smer latovkového stredu, smer vlákien povrchovej dyhy musí bzť kolmý na smer vlákien vložky

- 5 vrstvá – so zdvojenou povrchovou vrstvou, namiesto vložiek sú použité zdvojené povrchové dyhy, ktoré sú z rovnakej dreviny a majú smer vlákien zhodný

Rezivo na výrobu latovkového stredu – sa vysuší na w = 6 až 8%, monoblok, prechádza cez valcovú nanášačku, na oba povrchy lepidlo, potom dyhovanie latovkového stredu, predlis, lisovanie v 1 etážovom lise, pri moč.formaldehyd. lepidle je lisovacia teplota 105 až 110°,

tlak 0,8 až 1 MPa, čas 10 -12 min.

Latovky sa vyrábajú v týchto základných veľkostiach:

šírka – 1220 mm, dĺžka - 2400 mm, hrúbka – 16, 19, 22, 25, 30 a 35 mm.

Pre výrobu nábytku sa väčšinou používajú hrúbky 16, 19, 22 mm obojstranne brúsené ale i nebrúsené.

24. Technologický postup výroby DVD mokrým spôsobom

Drevovláknitá doska – je doskový materiál s hrúbkou 1,5 mm alebo väčšou, vyrábaný z lignocelulózových vlákien pôsobením teploty a (alebo) tlaku.

Formovanie vláknitého koberca za mokra- formovanie vláknitého koberca z vodnej suspenzie vlákna, aj v tomto prípade platia z hľadiska vlastností a kvality vláknitých dosák rovnaké zásady - rovnomernosť vrstvenia a symetrická konštrukcia koberca. Dopravné a vrstviace médium je voda, ktorej mnohonásobný prebytok musí byť v procese formovania koberca odstránený. Pre tento účel sa používajú špeciálne zariadenia, ktorých súčasťou je sito a systém pre odstraňovanie vody z vodnej suspenzie – gravitáciou, odsávaním a mechanickým vytláčaním, pri tomto spôsobe sa dosahuje vyšší splsťovací efekt ako pri vrstvení suchého koberca. Proces odvodňovania – 3 sekcie –

1. z nátokovej skrine vláknitá suspenzia vyteká na dopravné a odvodňovacie sito (gravitačná zóna) – v nej odteká voda gravitácoiu, pričom sa už vytvára splstený koberec, odvodňovanie pokračuje v

2. sekcii – táto zóna je vybavená stacionárnymi sacími skriňami (vákuovými skriňami), u novších zariadení špeciálnymi gumovými pásmi – rotabeltami,

3. zóne –lisovacej – vláknitý koberec prechádza cez sústavu valcov, ktoré mechanicky vytláčajú obsiahnutú vodu.

Drevovláknitá doska (vláknité dosky)

Vláknité dosky vyrábané mokrým spôsobom (m.sp.) – tieto dosky majú v štádiu formovania vláknitého koberca vlhkosť vyššiu ako 20 %. Podľa svojej hustoty sa delia na :

- mäkké izolačné vláknité dosky (hustota menšia ako 400 kg. m^-3, základnými vlastnosťami týchto dosák sú tepelnoizolačné a zvukoizolačné vlastnosti

- stredne tvrdé vláknité dosky ( hustota väčšia ako 400 kg. m^-3a menšia ako 900 kg. m^-3)

- tvrdé vláknité dosky (hustota 900 kg. m^-3 a viac)

Surovina pre výrobu aglomerovaných materiálov – AM

2 skupiny

- hlavným komponentom – lignocelulózové suroviny – predovšetkým drevo

- druhá skupina – chemické pomocné látky – tvrdivá, hydrofobizačné látky, retardéry horenia

Drevná surovina pre vláknité dosky – z anatomického hľadiska majú význam hlavne vláknité elementy a to predovšetkým pri mokrom spôsobe výroby, u ihličnatých drevín sú to tracheidy (90%) u listnatých drevín sú to libriformné vlákna (66%), drevo listnatých drevín obsahuje viac hemicelulóz, ktoré po chemických premenách sa aktívne podieľajú svojimi vlastnosťami na vzájomnom spájaní vlákien.

Pre mokrý spôsob výroby sú výhodnejšie ihličnaté dreviny s dlhšími vláknemi, čo je dôležité pri vzájomnom spsťovaní vlákien, ku ktorému dochádza pri odvodňovaní a formovaní vláknitého koberca.

Pri suchom spôsobe výroby VD sa skôr používajú listnaté dreviny z dôvodov schopnosti aktivácie vlastných pojivových vlastností.

Pri MDF je možné použiť ako listnaté tak aj ihličnaté dreviny.

Drevná surovina pre trieskové dosky – súčasný stavtechnológie a techniky výroby TD umožňuje spracovávať v podstate všetky druhy drevín vyskytujúcich sa v strednej Európe a to vo vhodnej zmesi.

Sortimenty dreva

- lesné sortimenty – trieda C, D a nižšie hrúbkové dimenzie pod 20 cm, zelená štiepka nenašla uplatnenie

- priemyselný odpad – najvýznamnejšie sú krajnice a odrezky z piliarskej výroby

- staré drevo – drevo starých, z používania vyradených drevných výrobkov, pri jeho využití sa musí najprv pristúpiť k jeho dekontaminácii, ak bolo pôvodne upravené ochrannými resp. zušľachťujúcimi chem. látkami – toto predražuje výrobu, odporúča sa len primiešavať, sem patrí aj starý papier .

Chemické pomocné látky

Spojivá

Organické spojivá – lepidlá

UF – lepidlá (močovinoformaldehydové ) – dostupné, relatívne nízka cena, vysoká reaktivita – stali sa najdôležitejším a najrozšírenejším lepidlom pri výrobe TD a polotvrdých VD. problém – v priebehu lisovania sa menej viazaný formaldehyd uvoľňuje a časť zostane zachytená v lisovacom materiále, z dôvodu minimalizácie úniku formaldehydu z dosák sa dnes v porovnaní s minulosťou, redukuje molárny pomer (formaldehydu a močoviny) na minimum, pohybuje sa od 1,25 až 1,05 (pomer v minulosti bol 1,6 až 2), pri nižšom pomere ako 1,1 je už veľmi problematické dosiahnuť požadovanú kvalitu dosák, riešenie – vyššie nánosy lepidla alebo sa tieto lepidlá modifikujú 3 až 8 % melamínu.

MF – melamínformaldehydové lepidlá – vysoká cena – použitie len zriedkavo, používajú sa pre modifikáciu UF lepidiel s cieľom zvýšenia odolnosti materiálov proti vlhkosti., ich výhodou je, že neuvoľňujú formaldehyd.

PF - Fenolformaldehydové lepidlá – druhým najpoužívanejším lepidlom vo výrobe AM, aj pre TD aj ptr VD, PF lepidlá dávajú spoje odolné voči vlhkosti (kondenzácia fenol + formaldehyd + NaOH- vzniká rezol dobre rozpustný vo vode, takto sa nanáša na častice, dalším kondenzačným procesom počas lisovania prechádza do prechodného štádia – rezitolu a do konečného štádia – rezit, vytvrdzuje za tepla pri teplote 140°C bez tvrdiva a za studena pri použití kyslých tvrdív.

Diizokyanátové lepidlá MDI lepidlá sa používajú na výrobu predovšetkým TD pre náročnejšie podmienky.

Anorganické spojivá - predovšetkým cement, v prípade minerálnych spojív sa nejedná v skutočnosti o lepidlá ale o maltoviny, v ktorých drevné častice obvykle plnia funkciu plniva, hmotnostný podiel dreva je zvyčajne menší. Okrem cementov portlandského a Sorelovho sa používa ako minerálne spojivo sadra, prípadne vodné sklo.

prísady

Tvrdivá

pri UF lepidlách, u tvrdív je dôležité, aby mali kvázi latentný charakter, a aby drevné častice nanesené lepidlovou zmesou, ktorej súčasťou býva aj tvrdidlo, vykazovali potrebnú životnosť, t.z., aby vytvrdzovací proces sa začal urýchľovať – prebiehať až počas lisovania, teda pri zvýšenej teplote.

Hzdrofobizačné prostriedky - AM vykazujú značné hrúbkové napúčanie a pri použití UF lepdiel nízku odolnosť proti pôsobeniu vody, prípadne vlhkého vzduchu. V dôsledku nadmerného hrúbkového napúčania dochádza ku zhoršeniu hladkosti povrchu dosák ako aj k poklesu mechanických vlastností, preto je nutné eliminovať alebo aspoň zmierňovať vhodnými voduodpudzujúcimi prostriedkami pôsobenie vody. Najrozšírenejšie prostriedky sú látky na báze parafínov, ktoré sa môžu aplikovať na drevné častice v rôznej forme.

Ochranné látky – chrániť AM pred poškodením biologickými škodcami (plesne, drevokazné huby, hmyz). Dôležité je aj zníženie horľavosti AM.

Technológia výroby AM

Skladovanie, čistenie (kovové častice, minerálne nečistoty, odkôrňovanie).

Dezagregácia dreva = dezintegrácia dreva = delenie rastlého dreva, ako napr. lesných sortimentov ale aj priemyselného odpadu na časti a častice (štiepku, triesku, vlákno).

Pre výrobu drevných častíc sa používajú strojné zariadenia s reznými alebo drviacimi nástrojmi, upevnenými na pohyblivých nosičoch:

- sekačky – štiepkovacie stroje

- trieskovacie stroje – roztrieskovače

- drviace stroje – mlyny

- rozvlákňovacie stroje.

25. Technologický postup výroby DVD suchým spôsobom

Formovanie – vrstvenie vláknitého koberca za sucha - nekonečný pás (sito) – pod ktorým je vákuová komora, 2 vrstviace hlavy pre povrchy aj pre stredy. Novšie zariadenie – zlepšenie vrstvenia s vyšším nánosom lepidla na vlákna v dôsledku intenzívnejšej dezintegrácii vláknitých zhlukov pomocou oihlených valcov v prepadovej šachte vrstvičky s prípadným zvlhčovaním. Po nanesení a hrúbkovej egalizácii postupuje vláknitý koberec medzi vrchný a spodný zahusťovací pásový dopravník (predlis), ktorý je súčasťou vrstviaceho zariadenia.

Vláknité dosky vyrábané suchým spôsobom – tieto vláknité dosky majú v štádiu formovania vláknitého koberca vlhkosť nižšiu ako 20 % a hustotu 600 kg. m^-3:

- polotvrdé vláknité dosky (MDF) sa vyrábajú s prísadou syntetického spojiva pôsobením teploty a tlaku, úpravou môžu získať doplnkové vlastnosti, napr. zvýšenú odolnosť proti ohňu, odolnosť proti vlhkosti, biologickú odolnosť.

26. Technologický postup výroby DTD

Drevotriesková doska – je formovaný doskový drevný materiál, vyrobený lisovaním za tepla z malých a) drevných častíc (triesok, hoblín, pilín, lamiel), b) iných lignocelulózových častíc (napr. ľanové pazderie, konopné pazderie, bagasy..) s lepidlami.

Drevotriesková doska – rozdelenie podľa:

- spôsobu výroby

- plošne lisované

- kalandrovo lisované

- výtlačne lisované- plné (bez otvorov) a vyľahčené (s rúrkovými otvormi)

- stavu povrchu

- surové (nebrúsené)

- brúsené alebo hobľované

- upravené kvapalnými látkami (napr. lakom), upravené nalisovaním pevného materiálu – dyhy, impregnovaného dekoračného papiera, fóliou...)

- tvaru

- ploché

- s profilovaným povrchom

- s profilovanými bočnými plochami

- veľkosti a tvaru častíc

- trieskové dosky

- dosky z veľkoplošných triesok (waferboard)

- dosky z dlhých tenkých orientovaných triesok (OSB)

- dosky z iných triesok

- štruktúry dosky

- jednovrstvové

- viacvrstvové

- s plynulým prechodom vrstiev

- výtlačne lisované vyľahčené dosky

- použitia

- dosky na všeobecné účely

- dosky na vnútorné zariadenia (vrátane nábytku) do suchého prostredia

- dosky na nosné a vystužovacie účely v stavebníctve ( do suchého prostredia, do vlhkého prostredia)

- dosky na špeciálne účely – dosky so zvlášť zvýšenou pevnosťou, dosky so zvýšenou odolnosťou proti biologickému pôsobeniu, dosky so zvýšenou ohňovzdornosťou, akustické dosky.

Dokončovanie drevovláknitých dosák

Zušľachťovanie – spôsob dokončenia vláknitých dosák je závislý od toho, či boli vyrobené m.sp. alebo s.sp., či sa použilo lepidlo alebo nie.

Dosky vyrobené m.sp. (bez lepidla) sa zušľachťovali tepelne – čo sa nazýva tvrdenie – výrazne sa zlepšujú mechanické a fyzikálne vlastnosti, toto možno dosiahnuť buď predĺžením lisovacieho času – neefektívne, alebo v tvrdiacich komorách (kontinuálne alebo diskontinuálne), kde sú dosky uložené v špeciálnych vozíkoch vo vodorovnej polohe nad sebou s odstupom 35 mm, aby mohol prúdiť horúci vzduch – 3 až 5 hodín.

Vlhčenie – VD vychádzajúce z lisu alebo tvrdiacich komôr majú w = 1,5%, preto sa musia pred expedíciou klimatizovať alebo z dôvodu skrátenia času vlhčiť. Vlhčenie prebieha v komorách pri teplote 60 až 70°C relatívnej vlhkosti vzduchu 90% a rýchlosti prúdenia vzduchu 2 až 6 m.s^-1, čas trvania 6 – 8 hod.

Polotvrdé vláknité dosky – medium density fibreboard

MDF – homogénna štruktúra a dobré vlastnosti – náhrada rastlého dreva – v nábytkárskom priemysle, vyrábajú sa s nízkou hustotou (600 kg.m^-3), so strednou hustotou a s vysokou hustotou (900 kg.m^-3), majú uzavreté bočné plochy – to spolu s homogénnou štuktúrou ich zvýhodňuje pri frézovaní a profilovaní s možnosťou jednoduchej povrchovej úpravy náterovými látkami. Ako surovina na výrobu sa používa menej hodnotné lesné sortimenty a štiepky, využiteľný odpad z priemyselného spracovania dreva, vyrábajú sa 3 – vrstvách, tendencia smeruje k jednovrstvovým homogénnym doskám. Technologický proces výroby kombinácia DTD a DVD suchým spôsobom. Výroba vlákna ako pri VD tu sa používa vyšší nános lepidla, ktorý je porovnatľný s DTD, nanášanie lepidla sa uskutočňuje vstrekovaním do výstupného potrubia, ktorým sa odvádza vlákno od Defibrátora do sušiarní. Vrstvenie vláknitého koberca si vyžaduje odlišný systém – používajú sa dopravné sitá, na ktoré sa vláknitý koberec vrství, pričom súčasťou vrstviacej hlavy je podtlaková skriňa. Navrstvený vláknitý koberec má väčšiu hrúbku, preto sa žiada jeho účinnejšie predlisovanie.

Podobne ako z triesok sa výlisky tvarujú aj z vlákna – hlavný odberateľ – automobilový priemysel – výroba rôznym spôsobom , mokrým spôsobom – Fibrit – technológia spočíva v odvodnení a lisovaní vláknitej suspenzie sa špeciálnych tvarovacích lisoch, dajú sa dobre povrchovo upravovať lakovaním, kašírovaním, fóliami.

Povrchová úprava aglomerovaných materiálov – možno je rozdeliť nasledovne:

- podľa podmienok použitia upraveného materiálu pre:

vnútorné účely – interiérové použitie
vonkajšie účely – exteriérové použitie

- podľa materiálu použitého na povrchovú úpravu:

tekuté náterové hmoty – mokrá povrchová úprava
plášťovacie materiály – suchá povrchová úprava
kombinovaná – plášťovací matriál a náterová látka.

Povrchová úprava náterovými látkami – len pri lisovaných DVD – polievanie, reliefovanie – reliefový plech sa upevní na hornú lisovaciu platňu a ktorý pri lisovaní vytlačí svoj reliéf do povrchu VD.

Povrchová úprava práškovými látkami - nie je rozšírená

Povrchová úprava plášťovacími materiálmi –

- plášťovanie fóliami – kašírovanie tenkými papierovými fóliami, termoplastickými fóliami, v taktových alebo priebežných lisoch, v nich sú fólie pomocou lepidiel PVAC nalepované na povrch upravovaného materiálu za tepla alebo studena, jestvuje valcové kašírovanie za studena, kontinuálne termokašírovanie madzi oceľovými pásmi lisu, profilované dielce sa povrchovo upravujú v tzv. membránových lisoch.

- plášťovanie nalisovaním – laminácia - nalisovanie samovytvrdzovateľných papierov, ktoré sú impregnované syntetickými živicami najčastejšie UF, MF (melamímformaldehydové), PF na nosný materiál pod tlakom a väčšinou za pôsobenia teploty

27. Technologický postup výroby krájaných dýh

Krájané dyhy

Pri výrobe dekoračných dýh je guľatina spravidla krátená na dĺžku a rozrezávaná na prizmu pred hydrotermickou úpravou.

Dyha je vynášaná z krájacieho stroja a ukladaná v presnom poradí. Každá prizma je označená.

Pozdĺžne delenie priziem pre výrobu krájaných dýh sa robí pomocou zvislých alebo horizontálnych pásových píl.

V súčasnej dobe sa používajú pre pozdĺžne delenie aj okružné píly, ktoré sú umiestnené nad polohovacím dopravníkom, výrez sa najprv ohranatí, môže sa rozrezať na polovičky, štvrťky, najväčšou výhodou je pozdĺžna manipulácia na tretinky, ktorá umožňuje získavať širšie dyhové listy z výrezov menších priemerov.

V zásade existujú 2 základné smery, ktorými môže byť rezaná dyha – rovnobežne s ročnými kruhmi – centrické lúpania, rovnobežne so stržňovými lúčmi – štvrťkové krájanie.

Ak je prizma krájaná v smere od stržňa k beli, tento spôsob sa volá spätný rez a používa sa vtedy, keď je jadrová časť spracovávanej dreviny mimoriadne hodnotná.

Excentrické lúpanie – pri normálnom lúpaní sa snažíme získať maximálne množstvo dýh a pri excentrickom lúpaní vhodným upnutím, sa snažíme získať dyhy s najkrajšou kresbou.

Krájanie dýh – pozdĺžne a priečne krájanie. Priečne krájanie sa používa na výrobu väčšiny dekoračných dýh.

Horizontálne krájacie stroje – majú na stole upevnený výrez a suport s nožom a tlakovnicou robia vratný horizontálny pohyb. Stroj s výrezom sa zdvíha zospodu nahor po každom odkrojení o hrúbku dyhy. Delia sa do 2 skupín – ľahké do dĺžky noža 4100 mm (počet rezov 50 až 60 za min.) a ťažké do dĺžky noža 5200mm.

Zvislé krájacie stroje – prizma je upevnená na pevnom stole, ktorý vykonáva pohyb priamočiary vratný. Nôž je upevnený dole a rez sa realizuje pri pohybe prizmy zhora nadol.

Šikmé krájacie stroje – podobné horizontálnym, s tým rozdielom, že rezné ústrojenstvo aj stôl s prizmou vykonávajú pohyb priamočiary vratný navzájom proti sebe.

Uloženie noža je určené výškou ostria tlakovnice nad ostrím noža a horizontálnou vzdialenosťou medzi ostrím noža a tlakovnice.

Zosadzovanie okrasných dýh – rôznym spôsobom za účelom získania čo najkrajšej kresby.

28. Spôsob výroby štiepok, triesok a vlákna

Výroba štiepok

- prvým stupňom dvojstupňovej výroby triesok alebo vlákna

Štiepky sa vyrábajú na :

- kotúčových (diskových) sekacích strojoch

- bubnových sekacích strojoch.

Menšie kusy sa spracovávajú na kotúčových sekačkách objemnejšie na bubnových sekačkách. Rozmery štiepok vhodné pre výrobu triesky a vlákna sú – dĺžka 20 až 50 mm, šírka – 20 až 40 mm a hrúbka 3 až 5 mm. Je žiadúce, aby veľkosť štiepok bola čo najrovnorodejšia, preto sa vyrobené štiepky musia triediť ( bubnové alebo rovinné sitá), nadrozmerné kusy sa domieľajú na dezintegrátoroch a piliny a jemná frakcia sa využívajú na výrobu energie. Štiepky vhodnej frakcie sa dopravujú dopravníkmi do vertikálnych zásobníkov alebo sa skladujú na voľnom priestranstve.

Výroba triesok:

Triesky predstavujú 90 % hmotnostný podiel v trieskových doskách, ovplyvňujú ich vlastnosti. Hustota dosky – jej rozloženie v priečnom reze dosky (po hrúbke) sa označuje ako profil hustoty- je tvorený odlišným charakterom triesok, no predovšetkým ich rozdielnym zhustením v profile dosky.

Medzi kritériá charakterizujúce kvalitu triesok patrí stupeň štíhlosti (štíhlostný pomer) . Je to pomerné číslo vypočítané nasledovne:

s = l/ h. ρ₀

kde je :

- s – stupeň štíhlosti

- l – dĺžka triesok (mm)

- h – hrúbka triesok (mm)

- ρ₀ – hustota a.s. dreva g.cm^-3

Kvalitné číslo pevnosti v ohybe, ktoré vyjadruje pomer pevnosti v ohybe a hustoty trieskovej dosky:

K = δ_oh. 100/ ρ_k

kde:

K – kvalitné číslo (MPa.m³. kg^-1)

δ_oh – pevnosť v ohybe (MPa)

ρ_k- hustota naklimatizovanej dosky (kg. m^-3).

Rovnomernosť triesok z hľadiska hrúbky - triesková hmota je o to kvalitnejšia, o čo rovnomernejšie sú predovšetkým povrchové triesky. U stredových triesok sa pripúšťa väčšia rozmerová tolerancia. Za kvalitnú trieskovú hmotu možno považovať hmotu, ktorá obsahuje aspoň 30 % -ný podiel triesok optimálnej hrúbky, tá je pre povrchové triesky 0,20 až 0,25 mm a pre stredové triesky 0,4 až 0,7 mm.

Pri výrobe triesok je dôležité, aby krájanie nožmi prebiehalo rovnobežne so smerom vlákien dreva, na rozdiel od sekania, kedy je drevo delené nožmi kolmo alebo šikmo na smer vlákien.

Trieskovacie stroje možno rozdeliť na:

- kotúčové trieskovacie stroje so zvislým alebo vodorovným hriadeľom

- bubnové trieskovacie stroje

- frézovacie trieskovacie stroje s vonkajšou alebo vnútornou frézou

- prstencové trieskovacie stroje.

Najkvalitnejšie triesky možno získať jednostupňovým trieskovaním na kotúčových resp. bubnových trieskovačoch. Priemer kotúča býva 1500 mm a môže mať 10 až 14 krájacích nožov. Získavajú sa triesky rovnomernej hrúbky a pomocou narezávacích nožov je nastaviteľná aj dĺžka triesok ale tieto zariadenia majú menší výkon., do úzadia.

Bubnové – vysoký výkon, horšia kvalita triesok v porovnaní s kotúčovými, mnohé vylepšenia – široké použitie.

Prstencové trieskovacie stroje – pre kusový odpad, napr. štiepok, tvoria spravidla druhý stupeň výroby triesok, triesky menej kvalitné – použitie do stredových vrstiev.

Zvýšené požiadavky nábytkárskeho priemyslu na jemnosť a kvalitu povrchu TD si vynútili používať do povrchových vrstiev jemné triesky – tie sa vyrábajú na mlynoch – dávkovanie je ako u prstencových trieskovačoch strednou časťou rotora, pri domieľaní sú triesky vrhané na sitové alebo profilované prstence vo vnútri domieľacích strojov až kým nedosiahnu žiadúcu veľkosť, určenú otvormi sít, cez ktoré prechádzajú.

Domieľanie triesok – kladivové mlyny sa používajú tak na domieľanie povrchových ako aj stredových triesok, veľkosť triesok je určovaná použitými sitami, v ktorých sa domieľací rotor otáča.

Vlhkosť drevných častíc, čo najrovnomernejšia – sušenie osobitosti oproti masívnemu drevu – sušený materiál sa ohrieva – dodáva sa teplo, ktoré v ňom obsiahnutú vodu premieňa na paru, ktorá sa potom odvádza:

- sušenie malých drevných častíc, u ktorých nehrozí zvýšené poškodenie vplyvom vnútorných napätí

- veľký merný povrch drevných častíc a tým podstatne vyššia intenzita sušenia

- používanie vyšších sušiacich teplôt spojená so zvýšeným rizikom vzniku požiaru

- sušenie drevných častíc prebieha v prevažnej väčšine vo vznose horúcich plynov

- relatívne nízke konečné vlhkosti drevných častíc.

Povrchové triesky sa sušia na teplotu 3 až 5 % a stredové 1 až 3 %. Významný vplyv na rýchlosť sušenia má aj rýchlosť prúdenia vzduchu ako sušiaceho média. Za rovnakých ostatných podmienok možno pri sušení triesok na konečnú vlhkosť 5 % skrátiť čas sušenia približne o 44 % zvýšením rýchlosti prúdenia vzduchu z 1 na 4 m.s^-1.

Triedenie triesok

Pre jednotlivé vrstvy bežných trieskových dosák sa triesky podľa hrúbky posudzujú nasledovne:

- hrubá frakcia – pre povrchové vrstvy nad 0,3 mm

- pre stredové vrstvy nad 0,8 mm

- vhodná frakcia - pre povrchové vrstvy 0,1 až 0,3 mm

- pre stredové vrstvy 0,4 (0,2) až 0,6 (0,8) mm

- prach (prepad sitom s otvormi 0,1 mm).

Nanášanie lepidla a chemikálií na triesky

- kvalitu lepenia ovplyvňuje nielen rovnomernosť nánosu lepidla ale aj jeho najjemnejšie rozptýlenie na ploche triesok – to všetko závisí aj od rozmerovej rovnomernosti triesok – preto je veľmi dôležité ich triedenie.

Nanášačky

bubnová nanášačka – lepidlová zmes sa striekala na pozvoľne premiešavané triesky v bubni pomocou vzduchových trysiek, týmto spôsobom sa rozprášilo aj veľký objem vzduchu, ktorý víril jemný podiel triesok, upchával trysky.....náročná údržba, čistenie..

rýchlobežné prstencové nanášacie zariadenia – lepidlová zmes sa privádzala dutým hriadeľom miešadla k roztrekovacím tŕňom v nanášacej zóne, ktoré vyúsťovali do prstenca pohybujúcich sa triesok

moderné prstencové nanášacie zariadenia sa vyznačujú:

znížením otáčok hriadeľa oproti pôvodným prstencovým nanášačkám, čo zabraňuje domieľanie triesok
väčším objemom a dĺžkou s predĺženým časom nanášania 50 až 70 s
striekaním lepidla dýzami pomocou stlačeného vzduchu
excentrickým uložením hriadeľa
elektronicky riadením vyprázdňovaním
separáciou prachového a jemného podielu a jeho primiešavaním do miešacej zóny.

Vrstvenie koberca

- proces rekonštitúcie dezintegrovaného dreva do kompaktného celku

- dôležité činitele pri vrstvení – rovnomernosť vrstvenia po ploche dosky ale aj po hrúbke dosky (profil), plynulosť procesu

- vrstviace zariadenie sa skladá zo zásobníka s dávkovacím zariadením a z vrstviacej hlavy

Vrstvičky

triesky sa vrstvia na pohyblivú podložku (plech, pásový dopravník, podložné sito)

graduované vrstvenie –vrstviace zariadenie so schopnosťou separovať rozmerové frakcie triesok a do trieskového koberca ich ukladať tak, že sa jemnejšie triesky ukladali do povrchových vrstiev s pozvoľným prechodom k hrubým trieskam, ktoré sa ukladali v stredových vrstvách – graduácia sa mechanicky docielila tak, že rozmetacie valce na výstupe triesok z vrstviaceho zariadenia udeľovali trieskam kinetickú energiu, ktorou triesky boli vrhané v závislosti od veľkosti triesok do rôznej vzdialenosti na spodnú podložku, pričom dochádzalo pri ich ukladaní na podložku ku separácii jemných a väčších triesok.

Lisovanie

- iniciačné faktory – tlak, teplota

- vonkajšie faktory – lisovací čas, rýchlosť uzatvárania lisu – rýchlosť zhusťovania – zmeny týchto faktorov nastavením lisovacích parametrov a technikou lisovania

- vnútorné faktory – ktoré sú určené vlastnosťami koberca drevných častíc.

Tlak – pomocou hydraulických lisov – a spolupôsobením tepla – zhusťovanie koberca – je uľahčené súčasnou plastifikáciou drevných častíc pôsobením tepla a vlhkosti, teplo je privádzané do koberca z vyhrievaných platní lisu.

Pre vlastnosti výrobku je rozhodujúca miera zhustenia a súdržnosť jednotlivých častíc. Teplota lisovacích platní je konštantná, koberec drevných častíc musí byť natoľko prehriaty, aby v ňom prebehli žiadúce zmeny predovšetkým vytvrdnutie lepidla, kritickými a pre stanovenie lisovacieho času rozhodujúcimi sú teplotné pomery vo vnútri koberca, kde teplota dosahuje pri lisovaní najnižšie hodnoty a to za najdlhší čas. Otázka prehriatia koberca je teda kľúčová – zrýchlenie prestupu tepla do stredu koberca – zvýšením lisovacej teploty, použitím parného nárazu – spočíva vo zvlhčení povrchu koberca vodou, ktorá sa pri styku s horúcimi platňami lisu intenzívne odparuje a para ako nositeľ tepla preniká do stredu a tak sa koberec rýchlejšie prehrieva, další spôsob je predohrev koberca – pomocou mikrovlnného predohrevu.

Lisovací diagram – čas od začiatku zhusťovania koberca – dotyk oboch lisovacích platní s povrchom koberca a počiatkom otvárania lisu, kedy sa preruší kontakt jednej platne lisu s povrchom vylisovaného plošného alebo tvarového výlisku.

Lisovací cyklus – čas potrebný na zaplnenie a vyprázdnenie lisu, čas na uzatváranie lisu po začiatok zhusťovania a čas vlastného lisovacieho diagramu.

Lisovanie DTD – viacetážové lisy – trojstupňový lisovací diagram (uzatvorenie lisu a zhustenie koberca na hrúbku surovej dosky, udržanie koberca pod tlakom, otvorenie lisu), kontinuálne lisy – lisovací čas je určený rýchlosťou lisovacích pásov a dĺžkou lisu – modernejšie, tlak a teplota sa dajú nastaviť pre jednotlivé lisovacie zóny.

Dokončovanie aglomerovaných materiálov

- chladenie

- omietanie, delenie, formátovanie

- kondicionovanie

- brúsenie a triedenie

- skladovanie

Dokončovanie trieskových dosák

Chladenie a kondicionovanie – ochladeniu dosák a k vyrovnaniu teploty v ich celom priereze, odporúča sa, aby chladenie bolo tak intenzívne, aby teplota klesla pre skladovaním aspoň na 70 °C. – Chladenie v hviezdicovom chladiči.

Omietanie, delenie – štvorstranné kotúčové píly, ktoré odrezávajú okraje o šírke 15 až 30 mm, dalej sa tento formát ešte delí na základný výrobný formát.

Brúsenie a triedenie – nerovnosti v povrchu dosák vznikajú nerovnomernosťou vrstvenia trieskového koberca, čo má za následok nerovnomernú hustotu v ploche dosky a tiež prenesením lisovacích platní, častejšie však lisovacích podložiek do povrchových vrstiev dosky – nevytvárajú sa optimálne podmienky pre kvalitné lepidlové spojenie medzi trieskami- povrchy vykazujú kyprú, riedku, poréznu štruktúru s nedostatočnou súdržnosťou triesok.

Triedenie podľa platných noriem, ktoré vymedzujú dovolené odchýlky.

Skladovanie a expedícia – v krytých halách s ustálenou klímou – teplota 15 až 25 °C a relatívna vlhkosť vzduchu 45 až 55 %.

Dosky z orientovaných triesok OSB oriented strand board -

sa vyrábajú najčastejšie v 3 –vrstvách, s pozdĺžnou orientáciou triesok v povrchových vrstvách a priečnou orientáciou v stredových vrstvách – štíhlejšie triesky – lepšie orientovať pri vrstvení koberca , dĺžka – 60 až 150 mm, na orientáciu v pozdĺžnom smere sa používajú vrstviace stroje s rotujúcimi diskami, ktoré pracujú so súčasnou graduáciou triesok, je opačná ako pri klasických DTD, tu idú najväčšie triesky do povrchových vrstiev a menšie prepadávajú smerom k stredovým vrstvám. Doska z orientovaných triesok – OBS

- OBS/1 dosky na všeobecné použitie a na vnútorné zariadenia (vrátane nábytku) v suchom prostredí

- OBS/2 nosné dosky na použitie v suchom prostredí

- OBS/3 nosné dosky na použitie vo vlhkom prostredí

- OBS/4 nosné dosky s vysokou zaťažiteľnosťou na použitie vo vlhkom prostredí.

Doska z orientovaných triesok – OBS – oriented strand board - viacvrstvová doska z dlhých, tenkých drevených triesok s vopred stanoveným tvarom a hrúbkou, vyrobená pomocou spájacieho prostriedku. Triesky vo vonkajších vrstvách sú orientované rovnobežne s dĺžkou alebo šírkou dosky, triesky v strednej vrstve, resp. v stredných vrstvách môžu byť orientované náhodne alebo vo všeobecnosti kolmo na triesky vonkajších vrstiev

- hlavná os – smer v rovine dosky, ktorý vykazuje najvyššie hodnoty pevnosti v ohybe,

- vedľajšia os – smer v rovine dosky, ktorý je kolmý na hlavnú os.

Tvarované výlisky – lisujú sa vo formách, ktoré udávajú konečný tvar výrobku - spôsob Werzalit - surovina a technologický postup ako pri výrobe TD, triesky po navrstvení do formy sa predlisujú a predlisky sa lisujú .

Vlákno - Vláknité dosky

Výroba a analýza vlákna – rozvlákňovaním dreva a iných lignocelulózových surovín sa získavajú samostatné vlákna, častejšie zväzky vlákien, ktoré tvoria základné stavebné - konštrukčné jednotky vláknitých výrobkov.

Kvalitné vlákno sa získa vtedy, ak sa vhodným procesom uvoľnia vzájomné spojenia medzi bunečnými vláknitými elementami v strednej lamele a tieto sa čo najmenej poškodené vzájomne, spravidla mechanicky oddelia.

Vlastnosti vlákna a tiež spotreba energie pri rozvlákňovaní sú závislé od použitých mlecích nástrojov, od tlaku a času jeho trvania, teploty, vlhkosti, prípadne použitých chemikálií.

Ak sa použijú nástroje s reznou schopnosťou (ostré nástroje), potom dochádza pri rozvlákňovaní aj k čiastočnému rezaniu vlákien bez fibrilácie – v takomto prípade vzniká ostro mleté vlákno, ktoré pri tvorbe koberca ma dobrú schopnosť odvodňovania, vhodné na výrobu lisovaných vláknitých dosák.

Ak sa použijú tupé nástroje, prípadne dochádza k rozvlákneniu tlakovým trením, získava sa vlákno mazľavo mleté – má schopnosť vysokej hydratácie, ľahko napučiava, zle sa odvodňuje, má vyšší stupeň fibrilácie, čo na druhej strane napomáha lepšiemu splsťovaniu.

Proces rozvlákňovania

- mechanický

- termomechanický

- chemomechanický

- explózny (vystreľovací).

Mechanický spôsob rozvlákňovania – predstavuje dezagregáciu dreva iba pôsobením trenia, napr. brúsením. Princíp spočíva v tom, že sa vykrátené guliače alebo polená pritláčajú na povrch rotujúceho a zvlhčovaného kamenného valca, pričom zrnitý kameň vytrháva zväzky vlákien. Dnes sa používa tzv. Bauerov mlyn, ktorý slúži na výrobu vlákna mletím štiepok. Štiepky sa domieľajú medzi 2 protismerne rotujúcimi mlecími kotúčmi vo vodnom prostredí. Mletie má vysoké nároky na spotrebu energie.

Termomechanický spôsob – najrozšírenejší, spôsob Defibrátor, ktorý navrhol Švéd Asplund, ktorý zistil, že s teplotou zahrievania štiepok klesá spotreba energie na ich rozvláknenie až na jednu pätinu. Pri ihličnatých drevinách je to teplota 175 °C pri listnáčoch 165°C – príčinou zníženia spotreby energie je plastifikácia strednej lamely, ktorá predstavuje v dreve amorfnú zložku spájajúcu drevné vlákna do kompaktnej hmoty. Jej plastifikácia, ktorá sa stala bežnou vo väčšine rozvlákňovacích postupov, umožňuje ľahšie oddelenie vlákien pôsobením mechanických síl mlecích kotúčov. Štiepky sa najskôr pedohrievajú a plastifikujú v predohrievači a potom sú dopravované do mlecej komory defibrátora. Segmenty sú vymeniteľné a sú ryhované postupne od hrubého prevedenia v strednej časti po jemné ryhovanie v obvodovej časti.

V mlecej komore – 2 mlecie kotúče usporiadané ako rotor + stator alebo 2 protibežné kotúče.

Chemomechanické rozvlákňovania – používa sa pri ťažko rozvlákniteľných lignocelulózových surovinách, poľnohospodárske odpady alebo niektoré tropické dreviny. Namiesto vodnou parou sa drevo plastifikuje jednopercentným lúhom sodným, v ktorom sa surovina varí pri tlaku 0,5 až 0,6 MPa.

Explózny – vystreľovací spôsob – najstarší spôsob, spojený s predohrievaním, bol vyvinutý Masonom – oceľový valec – priemer 500 mm a výška 1500 mm, množstvo štiepok 100 až 300 kg. Po naplnení sa uzatvorí plniaci otvor a privedie sa para o tlaku 2 až 2,4 MPa. Štiepky sa v kanóne predohrievajú touto parou pri teplote 210 °C až 220 °C počas 30 až 40 s. Nasleduje vpustenie vysokotlakej pary o tlaku až 8,5 MPa, ktorým sa pôsobí na štiepky 2 až 5 s. Teplota v kanóne sa zvýši približne na 285 °C . Rýchlym otvorením vypúšťacieho ventilu dôjde k explózii – vystreleniu štiepok nasýtenou tlakovou parou proti roštovej platničke vo vypúšťacom potrubí. Rýchlosť pohybu štiepok je okolo 1000 až 1200 m.s^-1. Vlákno získané explóznym spôsobom je kvalitatívne odlišné od vlákna získaného ostatnými spôsobmi. Má machovitý charakter a obsahuje pozdĺžne roztrhané bunkové elementy, ktoré si zachovávajú pôvodnú dĺžku, čo je z hľadiska tvorby dosky a väzieb medzi vláknami veľmi výhodné.

Kvalitu vlákna a hospodárnosť procesu rozvlákňovania ovplvňujú:

- tlak, teplota a čas ich pôsobenia pri predohrievaní štiepok – plastifikácia

- dávkovanie štiepok

- tlak vyvinutý mlecími kotúčmi pri rozvlákňovaní

- vzdialenosť medzi mlecími kotúčmi (0,1 až 0,4 mm)

- otáčky a stav rozvlákňovacích kotúčov a segmentov

- druh suroviny a vlhkosť – odporúča sa najmenej 50%.

Jemnosť mletia – v Defibrátorových sekundách.

Sušenie vlákna – pri styku vlhkého vlákna s prúdiacim horúcim vzduchom dochádza k rýchlemu odparovaniu z povrchu – povrch oproti stredu presušený – II.stupeň – nižšia teplota a dlhší čas na rovnomerné presušenie vlákna

Triedenie vlákna

- pri výrobe VD m.sp. – vo vodnej suspenzii – pomocou vibračného rovinného triediča, vodná suspenzia vlákna prechádza cez sito s kruhovými otvormi Ø 3 až 7 mm.

Nanášanie lepidla a chemikálií na vlákno

m. sp. – lepidlo a chemikálie sa najčastejšie pridávajú do vodnej suspenzie vlákna a to diskontinuálne do zmiešavacích látkových nádrží alebo kontinuálne do glejacej skrine. Pre zlepšenie vlastností dosák sa pridáva lepidlo v množstve do 3 % a hydrofobizačný prostriedok do 2 % .

s.sp. – nanášanie lepidla:

- pred rozvlákňovaním (do parného potrubia predohrievača)

- počas rozvlákňovania dutým hriadeľom rozvlákňovača medzi mlecie kotúče

- po rozvlákňovaní počas pneumatickej dopravy vlákna

- v špeciálnych nanášacích zariadeniach.

Lisovanie MDF – podobne ako DTD – vláknitý koberec zo suchého vlákna má iné charakteristiky ako trieskový koberec, vyžaduje si intenzívnejšie predlisovanie.

Lisovanie DVD m.sp., vláknitý koberec po odvodnení je pokladaný na podložný plech so sitom z dôvodu ľahšieho odvádzania vody pri lisovaní , táto skutočnosť ovplyvňuje celý lisovací diagram, v ktorom je nevyhnutná fáza sušenia. Lisovací diagram pozostáva z 3 fáz:

- fáza zhusťovania a mechanického vytláčania vody a prehriatie koberca – prebieha pri maximálnom tlaku

- fáza sušenia a plastifikácie – prebieha pri zníženom tlaku

- fáza tvrdenia.

Lisovací faktor sa pohybuje pri lisovacej teplote 180 až 200°C od 2 do 3,5 min.mm^-1hrúbky dosky.

Lisovanie VD – suchým a polosuchým sp. – kratšie, nižší obsah vody, lisovací čas u dosák o hrúbke 3,2 mm je od 180 s a u polosuchého do 360 s.

Náuka o dreve - rozšírená...

Dřevěné dveře z masívu

TOPÁNKY KABELKY

Krejčovství Knoflíček