**Szabó Imre** # Faanyagok alkalmazástechnikája ## 1. BEVEZETÉS A fa — kedvező műszaki tulajdonságai következtében — a legfontosabb nyersanyagok egyike. Alkalmasságát mi sem bizonyítja jobban, mint hogy az utóbbi évtizedekben az iparilag hasznosítható fafajokból a fogyasztás nagymértékben növekedett, felhasználási területe pedig állandóan szélesedik. Napjainkban szinte alig találunk olyan iparágat, ahol ne folyna fafeldolgozó tevékenység. A fát azonban számos esetben nem a tulajdonságainak leginkább megfelelő célra használják. Ennek oka — az esetek többségében — a szakmai ismeretek hiánya, következménye pedig a felhasználás gazdaságosságát veszélyezteti. A gazdaságosság céljából ismernünk kell a felhasználási terület sajátosságait és a fa tulajdonságait. Felhasználáskor mindenképpen számolnunk kell a fa inhomogén felépítésével, a különböző szöveti, alaki és színhibákkal, valamint a higroszkópos tulajdonságokból adódó méretváltozásokkal. Máskor a fa rugalmassági, esetleg keménységi stb. értékei alapján határozható meg a legcélszerűbb felhasználási terület. A világ nyersanyagtermelésében a faanyag mind mennyiségben, mind értékben megelőzi a nyersolajat, az acélt, a nyersvasat, és a kőszén mögött a második helyen áll. Jelentősége és felhasználási területe az utóbbi évtizedekben nagyon megnövekedett és a jövőben még jobban növekedni fog, mert a többi nyersanyaggal szemben folytonosan újratermelődik. A fa egyes kedvezőtlen tulajdonságai miatt (dagadás, vetemedés, repedés stb.) néhány területen alkalmatlan anyagnak bizonyult ugyan, de azok a kedvező eredmények, amelyeket a fa nemesítése területén elértünk, további felhasználási lehetőségeket nyitnak számára. így pl. alig pár évtizede még a farostlemezek és a forgácslapok majdnem ismeretlenek voltak, ma ezek a termékek a továbbfeldolgozó ipar legfontosabb alapanyagát képezik, jelentős megtakarítást lehetővé téve pl. a fenyőfűrészáruban. A világ szárazföldi területének mintegy 29 %-át, Magyarország területének pedig közel 19 %-át erdő borítja. | Erdőterület összesen (millió ha) | Használat alatt (millió ha) | Használaton kívül (millió ha) | Erdősültség (%) | ha/fő | A fenyőerdők aránya (%) | | :------------------------------- | :-------------------------- | :---------------------------- | :-------------- | :---- | :---------------------- | | 3773 | 1466 | 2307 | 29 | 1,18 | 49 | ``` A világ erdőterülete ``` | Az erdővagyon leltár főbb adatai | Egység | 1996 év | | -------------------------------- | ------------- | ------: | | Erdőterület | ezer ha | 1727,3 | | Erdősültség | % | 18,5 | | 1000 lakosra eső erdőterület | ha/1000 fő | 169 | | Lomb/fenyő állományok aránya | % | 85/15 | | Fakitermelés | millió br. m³ | 6,0 | ``` Magyarország erdőterülete ``` A faipar által feldolgozásra kerülő faanyagból a legnagyobb mennyiséget a fűrészipar dolgozza fel mind mennyiségben, mind termelési értékben, és ezzel a feldolgozó iparágak között az első helyet foglalja el. Az utóbbi időben azonban a fűrészipar fejlődése lelassult, és a feldolgozás mindinkább áttolódik a korszerűbb feldolgozó iparágakra (farostlemez-, forgácslap-, kartonlemez-, stb. előállítás). Korábban a kitermelt faanyag jelentős részét tüzelésre használták fel, de a szükséglet ebből a faválasztékból egyre jobban csökken, és a felszabaduló mennyiséggel a feldolgozható iparifa mennyisége bővíthető. Fejlődése során az emberiség sok mindent felhasználva (kövön, cserépen, csonton, fémen, viaszon, bőrön, szöveten) örökítette meg a beszédet, gondolatot, amíg eljutott a papírig. Az írás csak akkor vált igazán a kultúra széles körű fejlesztőjévé, amikor a papír lett a hordozója. A papír, kultúraformáló szerepén kívül, más vonatkozásokban is egyre nagyobb jelentőségű lett. Az ipar számos ágazatában felhasználták, így az ipar fejlődése a papíripar fejlődésével mindig szorosan összefüggött. A papírkészítés fejlődésének történetében két kor különböztethető meg: a kézi, azaz a kézi papírkészítés és a gépi papírgyártás kora. *A papírkészítés fejlődési szakaszai:* - a kínai — kelet-ázsiai időszak, az őskor, i.u. 105-751. Jellemzője: a közvetlenül felhasznált rostnövény, a kézi erővel végzett, enyhe kémiai hatással segített rostosítás, lapképzés bambusz vagy textil merítőszitával, végül a keményítő használata; - az arab időszak (751-1276). Jellemző változás: a rongy nyersanyag; - az európai papírmalom — zúzómű időszak (1276-1670). Jellemző változás: a rostosítás vízierővel (zúzómű), lapképzés a fémhuzalos — vízjeles merítőszitával, végül az állati enyv; - a papírmalom — holland időszak (1670-1799). Jellemző változás: a rostosítás forgó őrlőberendezéssel = hollandi). *A papírgyártás korában két fontosabb időszak:* - a papírgyártó gép — rongypapír időszak, 1799-1845. Jellemző változás: a gépi lapképzés (papírgyártó gép) a gyantaenyvezés; - a papírgyártó gép — cellulózpapír időszak, 1845-től napjainkig. Jellemző változás: a facsiszolat, ill. a cellulóz a fő nyersanyag, a növények kémiai feltárása, a teljes gépesítés, a folyamatos technológia. A papírgyártás és — nemesítés legújabb korát a teljes automatizálás, a nem fás növények kiterjedtebb, valamint a különféle vegyi anyagok széles körű használata jellemzi. | Földrész | Gyártás (M tonna) | Felhasználás (M tonna) | | ---------- | ----------------: | ---------------------: | | Európa | 81 | 73 | | É-Amerika | 100 | 92 | | L-Amerika | 13 | 15 | | Ázsia | 82 | 92 | | Afrika | 3 | 4 | | Ausztrália | 3 | 4 | | Összesen | 282 | 280 | ``` A világ termelés – felhasználás (1996) ``` | Papírfajta | 1988 (%) | 1992 (%) | 1996 (%) | |---|---:|---:|---:| | Újság | 11 | 19 | 16 | | Író-nyomó | 20 | 27 | 29 | | Csomagoló | 51 | 35 | 34 | | Karton lemez | 11 | 7 | 9 | | Háztartás-higiénia | 5 | 9 | 9 | | Egyéb | 2 | 3 | 3 | ``` A magyarországi papírfogyasztás összetétele ``` ## 2. A FAANYAG ### 2.1. Faipari anyagcsoportok A faipar alapvető feladatai közé tartozik a különböző faszerkezetek — bútoripari, építőipari stb. gyártása a faipari alapanyagok megmunkálása révén. Ezeknek az anyagoknak a mechanikai tulajdonságai a terhet viselő rúd–, illetve lemezszerkezetek szempontjából meghatározó jelentőségűek, és az anyag megmunkálása miatt nélkülözhetetlen a megismerésük. Bár a kettő között nem húzható éles határ, jelen munkában az utóbbi kap nagyobb hangsúlyt. A faiparban felhasznált alapanyagok, amelyek a mechanikai viselkedés és a szilárdsági anyagjellemzők szerint, továbbá a megmunkálás szempontjából is eltérő tulajdonságúak, a következők szerint csoportosíthatók a csökkenő szilárdság és a növekvő homogenitás sorrendjében: 1. Természetes szerkezeti faanyagok, általában rönk, illetve fűrészáru vagy egyéb formában; 2. Modifikált faanyagok, amelyek lehetnek modifikált makrostruktúrájú (MM) anyagok és plasztifikálással modifikált (MP) anyagok; 3. Rétegeléssel előállított termékek, mint: - Rétegelt lemezek (RL) és - a többrétegű tartóelemek (RR); 4. Forgácslemezek, faforgács és kémiai kötőanyag felhasználásával - faforgács és cement kötőanyag felhasználásával, és - egyéb faforgács alapú termékek; 1. Farostlemezek, a fa rostosításával, nagyüzemi módszerekkel mesterségesen előállított, különböző célú lemeztermékek; 2. Vegyi anyagok, főként felületkezelő és kötőanyagok (ragasztók). Az utóbbi csoportba sorolt vegyi, főként kötőanyagok (műgyanták) az anyagjellemzőket, a fizikai hatásokra (hőmérséklet, nedvességtartalom) való reagálást befolyásolják. Az első őt anyagcsoportban meghatározó szerepe van a természetes faanyag fizikai és mechanikai tulajdonságainak, ezért az első anyagcsoport kiemelt jelentőségű, jellemzői a többire is jelentős hatással vannak. **A természetes szerkezeti faanyagok.** Választékát, a követelményeket, továbbá az alapvető fizikai és mechanikai jellemzők egységes meghatározási módját a vonatkozó szabvány előírások tartalmazzák. **A modifikált faanyagok.** A modifikáció a gyengébb minőségű fafajok anyagi tulajdonságainak céltudatos megváltoztatását célozza; itt különleges szerepe van a tulajdonságok alakításával kapcsolatos általános törvényszerűségek elemzésének, ami a modifikáció technológiájának elméleti alapját képezi. A probléma a faanyag strukturális felépítésének különböző szintjein oldható meg. *A modifikálás lehetséges :* - a makrostruktúra mesterséges megváltoztatásával (MM) ami magában foglalja - a faanyag üregeinek más anyagokkal való kitöltését: - az üregek idegen anyaggal és a sejtfalakat alkotó anyagokkal való együttes kitöltését; - egyéb erősítő anyagok (műanyagok) beépítésével való kitöltést. - a faanyag plasztifikálásával, vagyis a deformálhatóság alakítását célzó beavatkozással (MP), amely lehet - hidrotermikus kezelés, amikor a plasztifikátor szerepét a víz tölti be megfelelő hőmérsékleten, - folyékony ammóniummal végzett plasztifikálás, amikor általában lúgok (gyakorlatilag az ammónium) működnek plasztifikátorként. Ez a csoportosítás sematikus és relatív, mivel a modifikáció folyamatában a tulajdonságok változása makroszkopikus szintű átalakulás mellett molekuláris és szupramolekuláris szinten is bekövetkezik. **Rétegeléssel előállított termékek** két nagy csoportba sorolhatók: az egyiket a furnér elemekből ragasztással előállított különféle rétegelt lemezek (RL) alkotják, a másik csoportba a fűrészáru felhasználásával gyártott rétegelt — ragasztott (RR) tartók különböző típusai tartoznak. **A forgácslemezek, farostlemezek.** Ezek faforgács és kötőanyag, illetve defibrálással nyert farost és kötőanyag felhasználásával gyári úton, préseléssel előállított lemeztermékek. A kötőanyag általában valamilyen műgyanta, de lehet más is. A cementkötésű faforgácslemezek pl. — előnyös tulajdonságaik révén — kedvelt építőipari alapanyagok. **A faiparban használt vegyi anyagok.** Közülük kiemelkednek a műgyanták, így: - a karbamid, amely formaldehid alapú (KF), - a fenol, amely szintén formaldehid alapú (FF) és - a rezorcin alapú (RC) kötőanyagok, továbbá - a modifikáló - a felületkezelő és - a favédő vegyszerek. A felhasznált vegyi anyagok a termék tulajdonságaira, így a szilárdsági jellemzőire, de a megmunkálás szerszám— és energiaigényére is hatással vannak. ### 2.2. A fa felépítése (mikroszerkezet) #### 2.2.1.A sejt A növények külső alakra nagyon eltérőek lehetnek, abban azonban mind megegyeznek, hogy sejtekből épülnek fel. Általában minden sejtben megkülönböztetjük a sejtfalat és a sejt belsejét kitöltő színtelen kocsonyás testet, a plazmát a sejtmaggal. A fiatal élő sejt fala a gázok és a víz számára átjárható és folyékony, valamint szilárd szerves élő anyagokból áll. ##### 2.2.1.1. A sejtfal A fiatal sejtek sejtfala rendkívül vékony. A sejtek növekedése az élő protoplazma működésének következménye. A sejtfal felületi kiterjedésben és vastagságban növekedik. A vastagodás folyamatos, de nem egyenletes a sejt élete folyamán. A sejtek többségének sejttartalma korán elhal, sejtfalaik pedig fokozatosan elfásodnak. Elfásodás közben a cellulózvázba lignin rakódik. A sejtfal finom felépítését a Nägeli-féle micellaelmélet magyarázza. Ismeretes, hogy a frissen képződő sejtek fala tiszta cellulózból áll. A cellulóz fonál — és láncmolekuláját több glükózmolekula hosszú lánccá egyesítve alkotja. Ezek a hosszú, vékony, fonálszerű molekulák alkotják az ún. micellát. A micella 5 000 - 10 000 molekulából áll. A micellák sorokban helyezkednek el, rendszerint csavarvonal formájában. A micellasorokból alkotott nyalábokat fibrilláknak nevezzük. A fibrillák fénymikroszkóppal is láthatók; kb. 100 egymás mellett párhuzamosan elhelyezkedett fibrilla képezi a lamellát. A lamellákból épülnek fel a sejtfalak egyes rétegei. A micellaelmélettel a fa valamennyi fizikai és mechanikai tulajdonságát meg tudjuk magyarázni. A micellák kettősen fénytörő kristályos testecskék, amelyek egymáshoz képest elmozdíthatók, és melyeket csak a molekuláris vonzóerők, a kohéziós erők tartanak össze. A sejtfalaknak micellákból való felépítésével megmagyarázható a sejtfalak dagadása és összeaszása. A sejtek falai rendkívül nagy számú, finom, csavarvonal alakú fonalból épülnek fel. A sejtfalak három rétegből állnak. A legkülső, a primer réteg igen vékony. A középső, a szekunder réteg, amely a sejtfal vastagságát leginkább befolyásolja, vastagabb, és benne a micellák és micellanyalábokból álló fibrillák több sorban, váltakozva jobbra és balra csavarodva helyezkednek el. A sejtfalaknak ez a felépítése a kábel drótjaihoz hasonló. A legbelső, a tercier réteg vékony, és nem minden sejtfalban van meg. A farostoknak micellákból való felépítését a röntgenvizsgálatok is igazolták. A finom építőelemek nagyságára is először a röntgenoptika adott felvilágosítást. Az egyes kutatók szerint a cellulózmicellák megközelítő vastagsága 50-60 Å. Az 1 cm³ pórusmentes fában levő micelláris elemek belső felülete kb. 450-660 m² . Ez a rendkívül nagy belső felület okozza a fa higroszkóposságát. A rostok finomfelépítésének azonban nemcsak a higroszkóposságra van befolyása, hanem a fák szilárdsági tulajdonságaira is. A Nägeli-elmélet szerint a fa vázát alkotó sejtfalak kristályos természetű, finom építőelemekből vannak összetéve. Az egyes kristályelemek homogének, de anizotrópok, ami azt jelenti, hogy a tulajdonságaik a különböző irányokban eltérőek. Nemcsak a sejtfalak, hanem az egész fa maga is anizotróp és inhomogén anyag. Az anizotrópia és az inhomogenitás adja a fa jellegét, és ha a fát, mint nyersanyagot vagy mint építési anyagot tekintjük, a műszaki tulajdonságaiban jelentkező eltéréseket legtöbbször a fa inhomogén voltára vezethetjük vissza. #### 2.2.2. A fa szöveti szerkezete A fák műszaki felhasználhatósága szempontjából fontos minőségi jellemző a szöveti szerkezet. Ez meghatározza a fa további felhasználásának lehetőségeit és módját. A szöveti tulajdonságok azonban nem csupán a felhasználhatóság elbírálására adnak módot, hanem a makroszkopikus és mikroszkopikus jellemzők alapján lehetőséget adnak a fafaj felismerésére is. ##### 2.2.2.1. A fák mikroszkopikus felépítése A fát alkotó sejtek nem egyformák, hanem rendeltetésüknek megfelelően különböző alakúak. E sokféle sejtet három fő alakra lehet visszavezetni. A víz szállítására szolgáló edények a lombosfáknál és az áledények a fenyőknél, a tápanyagszállításra és raktározásra szolgáló parenchimatikus sejtek és a szilárdítást végző farost — vagy libriform sejtek. **Edények és áledények** Az edények vagy tracheák egymás fölötti sejtek összeolvadásával keletkeztek, és a lombosfákban csakis a nedvek és az anorganikus tápanyagok áramlanak bennük. Az edények bő üregű, vékony falú sejtek, amelyek belül gyűrűs, csavaros, lépcsős stb. vastagodással merevítettek. A csőedények egymással nyílt, a többi sejtekkel pedig kereszt vagy létra alakú áttörésekkel közlekednek. A lombosfákat felépítő edények hossza és átmérője a gyűrűs likacsú fáknál nagyobb, mint a szórt likacsúaknál: A lombosfák a vízszállító edények elhelyezése szerint lehetnek gyűrűs vagy szórt likacsúak. A gyűrűs likacsú fákban az évgyűrűk belső határán gyűrű alakban helyezkednek el az edények, a szórt likacsúaknál pedig az évgyűrűben többé — kevésbé egyenletesen elszórva. A gyűrűs likacsú fákban az edények szabad szemmel láthatók. A 0,1 mm-nél kisebb edénykeresztmetszet szabad szemmel már nem látható. | Fafaj | Edényátmérő (mm) | |---|---:| | Akác | 0,01–0,40 | | Bükk | 0,016–0,08 | | Szil | 0,02–0,34 | | Nyír | 0,03–0,13 | | Kőris | 0,03–0,3 | | Tölgy | 0,035–0,34 | | Dió | 0,12–0,24 | ``` Az edények mérete a különböző fafajok esetében ``` Az edényeknek az évgyűrűk korai és késői pásztájában való elhelyezkedése és egymáshoz viszonyított átmérője sok fafajra nézve jellemző és a lombosfák egymástól való megkülönböztetésének alapját képezik. A fenyőkben a vízszállító elemek hosszúra megnyúlt sejtek, amelyek szilárdításra is szolgálnak, ezek az ún. áledények vagy tracheidák. A tracheidák sejtfalai nem egyformák, és aszerint változnak, hogy milyen feladatot látnak el. A tisztán vízszállításra szolgáló áledények vékony falúak, bő üregűek, a szilárdítást szolgáló áledények, a rosttracheidák pedig vastag falúak, kis üregűek. A tracheidák hossza változó, a fenyőknél 0,7 – 4 mm. A tracheidák alkotják a fenyők faanyagának 90 – 95 %-át. Átmérőjük 0,004 – 0,080 mm. **Paranchimatikus sejtek** A paranchimatikus sejtek közé tartoznak a fa parenchima–, a bélsugár– és a bélsejtek. A paranchimatikus sejtek alakja többnyire kocka– vagy téglatest. Faluk fiatal korban vékony, később, különösen azokban, amelyek szilárdítási feladatot is ellátnak, megvastagszik. A fa parenchimasejtek feladata a tápanyagszállítás és raktározás. A paranchimatikus sejtek csoportjába tartoznak a bélsugársejtek is, amelyek feladata a tápanyagszállításon kívül a tápanyag raktározása is. A gesztesedés megindulásával a bélsugársejtek is elhalnak, sejtfaluk megfásodik, üregük pedig gesztesítő anyaggal tömődik el. A fa belét alkotó paranchimatikus sejtek, a bélsejtek alakja metszetben többnyire sokszög alakú, leggyakrabban hatszög. A bélsejtek fala vékony és korán elhal. Fiatal korban tartaléktápanyagot tartalmaznak, később levegővel, szerves vagy szervetlen anyaggal telnek meg. Ellenállásuk csekély, ezért könnyen összenyomódnak. **Farost– vagy libriform sejtek** A farostsejtek feladata a szilárdítás. Alakjuk megnyúlt orsó alakú, végük erősen kihegyezett. Kis üregű, vastag falú sejtek, tömeges előfordulásuk a fát szívóssá teszi. A farostsejtek csak a lombosfákban fordulnak elő, a fenyőfélékben feladatukat az áledények látják el. **Váladéktartók** Váladéktartók csak bizonyos fafajokban fordulnak elő. Általában váladéktartóknak nevezzük azokat a fában előforduló üregeket vagy csőrendszereket, amelyek bizonyos anyagok kiválasztására vagy elraktározására szolgálnak. Hazai fafajaink közül a fenyőfélékben előforduló gyantajáratok érdemelnek említést. **A fenyőfélék fájának felépítése** A fenyők egyszerűbb felépítésűek, mint a lombosfák, és nagyobb szabályosságot is mutatnak. A fenyőfélékben a vizet a tracheidák szállítják. A bütümetszeten látható, hogy a tracheidák sugárirányban helyezkednek el, a kambiumból kiindulva a bélig, a vízszállító elemek között radiálisan helyezkednek el a bélsugarak, amelyek parenchimatikus sejtekből állnak. A bélsugarak a fenyőfélékben egy sejtsor vastagságúak, ritkán kétsorosak, és akkor középen gyantajáratot találunk. Mivel a bélsugarak egy sejtsor vastagságúak, a keresztmetszeten nem láthatók. A fatest anyagát a tracheidák alkotják. Az évgyűrűhatárok rendszerint felismerhetők <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-001.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` Fenyőfélék fájának mikroszkópikus felépítése ``` **A lombosfák fájának felépítése** A lombosfák fájának felépítése sokkal változatosabb és szabálytalanabb, mint a fenyőké. A lombosfák alapanyagát a farostsejtek alkotják, s ezek között helyezkednek el az edények és a faparenchima sejtek. A lombosfáknál a tracheidák csak másodlagos szerepet töltenek be, és vannak fajok, ahol ezek teljesen hiányoznak. A vízszállító edények az évgyűrűn belül egyenletesen elszórva vagy az évgyűrűn bel ül, a bél felőli részen, gyűrű alakban helyezkednek el. E szerint különböztetjük meg a szórt likacsú és gyűrűs likacsú fákat. Szórt likacsúak pl. a bükk, gyertyán, éger, juhar, nyír, hárs, fűz; gyűrűs likacsúak pedig pl. a tölgy, szelídgesztenye, szil, kőris, akác. <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-002.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` Lombos fafajok mikroszkopikus felépítése ``` A lombosfák bélsugarai egy vagy több sejtsor vastagságúak. A bélsugarak száma, vastagsága, eloszlása jellemző az egyes fafajokra, és kihat a f a felhasználhatóságára. ##### 2.2.2.2. A fák makroszkópos felépítése A fák makroszkópos felépítését szabad szemmel is megfigyelhetjük, ha a szöveti szerkezetet megfelelően kialakított metszeten szemléljük. Más képet nyerünk, ha a fa hosszirányára merőlegesen vagy hosszirányban, az évgyűrűkhöz érintőleges vagy sugárirányban vizsgáljuk a fa felépítését. Jól megfigyelhetjük a fák makroszkópos felépítését, ha a törzs- vagy ágrészből egy ék alakú metszetet alakítunk ki az. A fa keresztmetszetén a következő részeket különböztetjük meg kívülről befelé haladva: a külső kérget, a belső kérget vagy a háncsréteget, a kambiumot, az évgyűrűket, és a belet. Az évgyűrűkön belül találjuk a korai és kései pásztát és egyes fafajoknál szabad szemmel is fe lism rhetjük a tápanyag szállítására szolgáló edényeket, az esetleges váladéktartókat e (gyantajáratokat) és az egyes fafajoknál látható bélsugarakat. <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-003.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` Négyéves fatörzsminta 1, 2, 3, 4 - első, második stb. évgyűrű; 5 - keresztmetszet; 6 - kambium; 7 - háncs; 8 - parakéreg; 9 - húrmetszet; 10 - sugárirányú metszet; 11 - bél; 12 - bélsugár ``` **Kéreg** A kéregszövetek védik a kambiumot a sérülésektől és a kiszáradástól. Az erdei fák fiatal hajtásait parenchimasejtekből álló felbőr borítja, amelyet az első év letelte után paraszövet helyettesít. A parasejteket az ún. parakambium hozza létre, amely legtöbbször már az első évben kifejlődik, és működése lehetővé teszi, hogy a kéreg a törzs vastagodásával lépést tudjon tartani. A kéreg külső rétegei elszáradnak és az egyes fafajokra jellemző módon megrepedeznek és változó vastagságú kéregcserepekben, gyűrűkben, esetleg hosszanti szalagokban válnak le. A külső kéreg mellett meg kell említeni a belső kérget alkotó háncsszövetet is, amelyet szintén a k ambium hoz létre. A belső kéreg sejtjei nem fásodnak el. **Kambium** A fa keresztmetszetén a belső kéreg után következik a kambium. A kambium osztódásra képes sejtréteg, amely a növények másodlagos háncs– és fásszöveteit hozza létre. A kambiumsejtek osztódásuk révén befelé fásszöveteket képeznek, amelyek az előz ő évi fapalástot gyűrű alakban övezik, és mivel ez évenként képződik, évgyűrűnek nevezzük. **Évgyűrűk** Az egyes fák műszaki tulajdonságait, pl. a térfogatsúlyt, szilárdsági tulajdonságokat, elsősorban az évgyűrűk felépítése, az évgyűrűket alkotó sejtformák viszonylagos mennyisége, méretei és elhelyezkedése határozza meg. Az évgyűrűkön belül két réteget különböztethetünk meg, amelyek közül a belső az ún. tavaszi vagy korai pászta, ez mindig lazább szerkezetű és puhább, mint az évgyűrű külső része, az ún. őszi vagy kései pászta. A korai pásztában, különösen a nedvkeringés megindulásakor képződő sejtek rendszerint nagy üregűek és vékony falúak, a tenyészidő további részében képződő sejtek többnyire kis üregűek és vastag falúak, ezért a két pászta keménysége és tömöttsége között igen nagy lehet a különbség. Az évgyűrűk korai és kései pásztáját egyes fafajoknál, pl. a fenyőféléknél jól meg lehet különböztetni, a lombosfák között a gyűrűs likacsú fáknál szintén elég éles a határ, ellenben a szórt likacsú fáknál a korai pásztától elkülöníteni nem lehet. A korai és kései pászták nemcsak a tömöttségben, hanem színben is különböznek. A gyakorlatban szabályos és szabálytalan évgyűrűszerkezetről beszélünk. Szabályos évgyűrűi annak a fának vannak, melyben az évgyűrűk szabályos kör alakúak, és az évgyűrűk középpontja egybeesik a törzskeresztmetszet elméleti középpontjával. Ha az évgyűrűk egyforma szélesek, akkor egyenletes évgyűrűszerkezetről beszélünk, és ha az egyforma szélesség mellett még keskenyek is, akkor finomszövetű a fa. Amely fa évgyűrűi nem egyforma szélesek, azt egyenlőtlen szövetűnek, és ha amellett az évgyűrűk szélesek is, akkor durva szövetűnek nevezzük. Az évgyűrűszerkezetből következtetni lehet a fa műszaki tulajdonságaira és ennek alapján felhasználhatóságára. A fenyőféléknél pl. a keskeny, egyenletes évgyűrűszerkezet rendszerint nagyobb térfogatsúlyt eredményez, ezzel együtt pedig a fa szilárdsági tulajdonságai is javulnak. A lombosfáknál ilyen általános érvényű szabályról nem beszélhetünk. **A kései és korai pászta** Az évenként keletkező új fapalást nem egyforma szöveti elemekből épül fel. A tavasszal képződő sejtek rendeltetése a növény életműködéséhez szükséges nedvek szállítása, a később képződött sejtek feladata pedig a szilárdítás. Ennek megfelelően a tavasszal képződött sejtek falai vékonyak és üregük bő, a nyáron képződő sejtek kis üregűek és vastag falúak. A korai és kései pászta sejtjeinek sejtfalvastagsága között különösen a fenyőféléknél igen nagy a különbség. A korai és kései pászta sejtfalvastagsága közötti eltérés miatt e kettő aránya jelentősen befolyásolja a fák térfogatsúlyát. Ezért az anyagvizsgálatoknál, a szöveti tulajdonságok leírásánál feltétlenül ki kell térni a korai és kései pászta arányára is. **Bél és bélsugarak** A kétszikű növények keresztmetszetén belül találjuk a belet, amely csupa nagy üregű, vékony falú sejtből áll. A bélnek a kifejlődött fa szempontjából nincs jelentősége. Nagysága és formája fafajonként változik, keresztmetszete lehet kör, négyszög, hatszög vagy csillag alakú. Nagysága a legtöbb fafajnál 1–2 mm, egyes fafajoknál azonban a 10–15 mm-t is elérheti, ilyen pl. a balsafa vagy a szappanfa, más fafajoknál, mint pl. a vörösfenyőnél és a borókánál olyan kicsi, hogy szabad szemmel alig vagy egyáltalán nem látható. A bélsugarak a fa sugárirányú metszetén egyes fafajoknál nagy, fénylő bélsugártükrök alakjában jelennek meg. Különösen szép bélsugártükröket találunk a bükk és a tölgy sugármetszetén. A bélsugártükrök a fát széppé és értékessé teszik. A fa húrmetszetén a bélsugarak ke vésbé jól láthatók, egyes fafajoknál orsó alakú, sötét színű vonalak alakjában jelentkeznek. A bélsugarak nagysága és száma befolyás olja a faanyag hasíthatóságát, ami egyes választékok készítésekor lényeges tulajdonság. **Geszt és szíjács** A fiatal fa színe az egész keresztmetszeten belül egyforma, legtöbbször sárgásfehér, mivel a sejtfalakat alkotó cellulóz is fehér, és a sejtek falába idegen anyagok még nem rakódtak be. Ilyenkor a fiatal évgyűrűket az idősebbektől elhatárolni nem lehet, mert különbség közöttük legfeljebb csak a víztartalomban van. A legkülső évgyűrűk sejtjei még vízzel teljesen telítettek: a víztartalom kívülről a bél felé haladva mindinkább csökken. Bizonyos kor elérése után a fa belső részei lényeges változáson mennek át A sejtek elhalnak, és a sejtfalakba festő– és ún. gesztesítőanyagok, pl. fagumi, gyanták, mézgák, cserző– és ásványi anyagok stb. rakódnak be, a sejtüregek pedig töltőanyagokkal, tilliszekkel telnek meg. Ezt a folyamatot nevezzük gesztesedésnek, és az ilyen anyagokkal telítődött szöveti részeket hívjuk gesztnek. A külső, az életműködésben még résztvevő szöveteket szijácsnak nevezzük. A geszt legtöbb fafajunknál — a berakódott festőanyagok következtében — más színű, mint a szíjács. De nemcsak színben van különbség, a geszt műszaki tulajdonságai is sokban eltérőek. A geszt rendszerint keményebb, nagyobb térfogatsúlyú és szilárdságú, mint a szíjács. Tartóssága is messze felülmúlja a szíjácsét. A gesztbe n nincsenek könnyen romló anyagok, és a berakódott gesztesítőanyagok a tartósságát növelik. A geszt és a szíjács nagysága az egyes fafajoknál igen változó, de a szíjács a geszthez viszonyítva mindig kisebb. Igen keskeny szíjácsúak a tiszafa, az akác, a s zelídgesztenye, a tölgy és a vörösfenyő, míg a többi fafajok legnagyobb része széles szíjácsú. Vannak olyan fafajok, ahol a keresztmetszeten belül színben eltérést nem találunk. Az ilyen fáknál a fatest belső, bél körüli része és a külső, kéreg felé eső része között csak víztartalomban van különbség. A belső, az életműködésben már részt nem vevő szöveti részek víztartalma jóval kisebb, általában fele az élő farészek víztartalmának, az ilyen fafajoknál gesztről nem beszélhetünk és a belső, életműködésben már részt nem vevő szöveti részeket érettfának nevezzük. Érettfája van pl. a bükknek, a hársnak, lúc– és jegenyefenyőnek. A nem színes gesztű fák második csoportját képezik az ún. szíjácsfák, mint pl. az éger, rezgőnyár, gyertyán, hegyijuhar és a koraijuhar. Ezeknél a fafajokn ál a belső és külső részek között sem színben, sem egyéb tulajdonságokban nincs különbség. Végül a harmadik csoportba tartozik a kőris és a mezei szil. Ezeknél a fafajoknál megkülönböztetünk szíjácsot, érettfát és gesztet is. A gesztesedés bizonyos kor elérése után kezdődik. Megindulásának ideje a talajtól és az éghajlattól függ. Jó talajon, ahol a fa gyorsan nő, a gesztesedés később kezdődik. A meleg éghajlat elősegíti, a ned ves éghajlat késlelteti, a száraz pedig gyorsítja a gesztesedést. A geszt kialakulására a napsütésnek is befolyása van, mert a napsütés sietteti és elősegíti a geszt elszíneződését. **A fa rajzolata, színe, fénye, szaga, íze** A makroszkópos tulajdonságok közé soroljuk a fa rajzolatát is, amit az évgyűrűk formája, alakja, valamint a szöveti elemek nagysága határoz meg. A fa rajzolata eléggé jellemző az egyes fafajokra, és így megfelelő támpontot ad a fa felismerésére. Meg kell azonban jegyezni, hogy a rajzolat más–más formát mutat a különböző metszeteken. A bütümetszeten az évgyűrűk koncentrikus vagy excentrikus körök alakjában jelentkeznek, lehetnek oválisak vagy hullámosak, de egészen szabálytalan formát is mutathatn ak. A sugármetszeten az évgyűrűk egymással párhuzamos vonalak formájában jelentkeznek és ezeknek a vonalaknak egymástól mért távolsága adja az évgyűrűk vastagságát. A húrmetszeten mutatja a fa a legváltozatosabb rajzolatot. Az évgyűrűhatárok itt különböző rajzolatok alak jában jelentkeznek, eltorzult görbék, paraboloidok és ellipszis formájúak. A húrmetszet annál szebb, minél nagyobb a különbség az évgyűrűn belül színben és tömöttségben. A rendellen es növekedés mindig szép rajzolatot ad. Ez ugyan műszaki szempontból hiba és csökkenti a fa felhasználhatóságát, viszont az ilyen fából termelt furnérok igen értékesek és keresettek. A fának a színe is jellemző, de a szín még az eg yes fafajokon belül sem állandó, a szín nagymértékben függ a fa korától, a talajviszonyoktól, általában a termőhelytől. A szín nem alkalmas a fa felismerésére, mert igen változékony. A fa fénye az ipari felhasználás szempontjából alárendelt, mert az egyes készítmények fényezésével, politúrozásával és lakkozásával tetszés szerinti fényhatást lehet elérni. A fák illata a szagok széles skáláját öleli fel, amelyek között néhány kellemetlen is lehet. Valamennyi szag a fában levő gyantáktól és éterikus olajokból származik, amelyek rövidebb– hosszabb idő után elillannak. Különféle felhasználásnál az illat lehet követelmény, pl. dísztárgyak, szivardoboz stb. Bizonyos fafajok íze a vízben oldható anyagoktól ered. A legtöbb fafaj édes, a csersavat tartalmazó fák keserűek. Ezeken kívül a fákban más íz nem fordul elő. #### 2.2.3. A fa szöveti hibái **Központos és külpontos bélelhelyezkedés** A fa minősítésekor az iparifa-választékok felkészítésekor, általában a fa valamely felhasználásra való alkalmasságának megítélésekor fontos a fatörzs keresztmetszetén a bél elhelyezkedése. Ez lehet központos és külpontos. A bél elhelyezkedése központos, ha helye megegyezik a szabályos kör keresztmetszet középpontjával. Minden más esetben külpontos vagy excentrikus bélelhelyezkedésről beszélünk. A külpontosság mértéke változó: ha túl nagy, akkor pl. a fűrészrönk minősítésekor hibának számít, mert az ilyen fából készült szelvények (deszkák, pallók stb.) az egyenlőtlen szöveti szerkezet miatt gyakran repedeznek és erősen vetemednek. **A csavarosság, csavartrostúság** Csavarosságon azt a rendellenes rostnövést értjük, amikor a rostok lefutása nem párhuzamos a fa hossztengelyével, ill. a fapalást alkotójával, hanem irányuk ettől eltér. A csavarodás elsősorban faji tulajdonság. A ledöntött csavaros növésű fa a száradás következtében még tovább csavarodik: az is oka annak, hogy a csavartrostú fa felhasználásától idegenkednek. A csavartrostúság mindig hiba. A gyakorlatban azt a fát, amelynél a csavarodás mértéke 12 m-en belül egy teljes kör, ipari célra felhasználni nem szabad. **Hullámosrostúság és fodrosság** Hullámosnak nevezzük a rostok lefutását, ha azok hullámvonalban görbülnek, ez a görbület jelentkezhet a bélsugár síkjában és a fapalástban. A hullámok hossza igen változó, leginkább rövidek, 2-4 mm hosszúak, de néha lehetnek igen hosszúak. A hullámvonal kilengése sem egyforma, általában kicsiny, azonban esetenként több cm is lehet. A hullámosság némely esetben hibának számít, pl. olyan készítményeknél, ahol szilárdsági igénybevétel is van, vagy olyan fáknál, amelyeket hajlítással kell feldolgozni. A hullámosrostúság a fa szilárdságát csökkenti, de a finom hullámosság a furnér készítésére igen keresett. **Csomorosság** Csomorosságnak nevezzük az élő fatestben az alvórügyeknél, tűgöcsöknél, az évgyűrűknek a választék hosszmetszetén jelentkező különös rajzolatokat, amelyek főleg a nyár– és a juharfánál fordulnak elő. A csomorosság megnehezíti a fafeldolgozást, de furnérkészítéshez a szép rajzolata miatt keresett (madárszemű juhar, csomoros nyár). **Ággöcs, göcsösség** Göcsnek nevezzük az ágaknak azt a részét, amely a törzs fájába van benőve. Az élő ág évről évre évgyűrűt fejleszt, amelyek láthatók az ágaknak a fatörzsben fekvő részén is. A göcs a fába csúcsával befelé álló kúp alakban fejlődik ki. Az élő ág az ún. benőtt göcs, az elhalt ágé pedig a kihulló göcs. Félig benőtt göcs az, amelyik a szelvény egyik oldalán teljesen össze van nőve, a másik oldalon kihulló. A göcsök fája mindig keményebb, tömöttebb, rendszerint sötétebb színű és ez, különösen a fenyőféléknél, szembetűnő. A fa száradása közben a göcs nagyobb mértékben zsugorodik össze, mint a farész, aminek következményeként a göcsben repedések keletkeznek. A fa testével össze nem nőtt göcsrészek a repedés és összeaszás következtében a fa feldolgozásakor kihullanak. Az ággöcsök szerszámokkal nehezebben munkálhatók meg. A fa megmunkálásánál a göcsök körüli rostok is felszakadoznak, miáltal durva megmunkálási felület képződik. A göcsöknél a fa szilárdsága lényegesen csökken. A göcsösség mindig hiba, mert erősen korlátozza a fa felhasználhatóságát. Nagyság szerint a felületen látható méret alapján megkülönböztetünk tűgöcsöt (7 mm-ig), kis göcsöt (20 mm-ig), közepes göcsöt (40 mm-ig), nagy göcsöt (70 mm-ig) és igen nagy göcsöt (70 mm átmérő felett). A göcsök alakja szerint megkülönböztetünk kerek, ovális és szárnyas göcsöket. Az egészégi állapot szerint megkülönböztetünk egészséges, ún. teljesen benőtt göcsöket; részben benőtt göcsöket, kihulló, korhadt és részben korhadt göcsöket, valamint átgyantásodott göcsöket. A göcsök száma szerint megkülönböztetünk egyes göcsöket, göcscsoportokat és számos göcsöt. **Ikerbelűség, kettős bél** Amikor a fa keresztmetszetén két bél látható, ikerbelűségről beszélünk. Az ikerbelűség mindig hiba, egyrészt, mert hajlamos a repedezésre, másrészt, mert az ilyen fából készült ipari választékok a különböző szöveti szerkezet miatt erősen vetemednek. **Álévgyűrűk** Az álévgyűrűk származhatnak fagykárosításból vagy a lombozat – pl. rovarrágásból eredő – elpusztulásából. Ezek az évgyűrűk azonban lazább szerkezetűek, egyenetlenek, és emiatt a fa szilárdságát csökkentik. Az ilyen fából készült fűrészáru könnyebben hasad el. **Belső szíjács, holdgyűrű** A tölgynél és a diónál gyakran előfordul egy gyűrű vagy sarló alakú, világos, szíjácsszerű szöveti rész a gesztben, amit holdgyűrűnek nevezünk. Sovány talajon növő és erős fagynak kitett, legtöbbször egyedül álló törzseken fordul elő. A holdgyűrű szövete csersavban szegény és víztartalma nagyobb. **Hegedési szövetek, sebszövetek** A hegedési szövetek a fának vagy a kéregnek sérülése következtében keletkeznek. Alakjuk szabálytalan és a seb formája szerint változik. A hegedési szövetek a fa értékét lerontják. **Gyantatömlők** A gyantatömlők vagy gyantatáskák egy évgyűrűn belül keletkezett húrirányú hasadékokban legtöbbször hegedési szövetekben képződnek, a hasadékban összegyülemlett gyantából. Ha a gyantatömlők nagyobb számban fordulnak elő a fa testében, akkor a fa műszaki célokra alkalmatlan, mert csökken a szilárdsága, és a fa megmunkálása, de különösen festőanyagokkal való kezelése vagy furnérral borítása célszerűen nem oldható meg. A bútorokba bedolgozott gyantatömlős fából a felmelegedés folyamán a gyanta még évek után is kiválik. A gyantatömlőt tartalmazó lucfenyő – bármilyen szöveti szerkezete is legyen – hangszerfának nem alkalmas. **Benövés** Gyakran előfordul, hogy a fába bevert szöget, kampót vagy a rákötött drótot a fa benövi. Az ilyen benövéseket tartalmazó fa csak tűzifának használható fel. <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-004.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` A fában előforduló különböző repedések ``` A rostok irányában való kisebb – nagyobb mérvű szöveti elválásokat, ha azok a fa keresztmetszetének csak egy részére terjednek ki, repedésnek, ha pedig az egész keresztmetszeten áthaladnak, hasadásnak nevezzük. A repedések és hasadások a fa egyes részeinek különböző mértékű összeaszása révén keletkeznek. Megkülönböztetünk naprepedéseket, sugárrepedéseket, gyűrűs repedéseket, stb. A naprepedések a ledöntött fában száradáskor keletkeznek. A fa összeaszásának következménye berepedés és vetemedés. A száradás következtében beálló repedezés nagyban befolyásolja a fa műszaki felhasználhatóságá. A bélrepedések sokszor már az élő fában is megvannak. Keletkezésük legtöbbször a szél hatására vezethető vissza. Ilyen bélrepedései vannak igen gyakran a vörösfenyőnek. A bélrepedések nemcsak a szél hatására keletkeznek, hanem a fában fellépő feszültségek következtében is, amelynek oka az egyenlőtlen évgyűrűszerkezet. A sugárrepedések – gyakorlati megfigyelések szerint – gyakoribbak a sarjról nőtt törzsekben, mint a magról keletkezett faegyedekben. Gyűrűs repedésen az évgyűrűk mentén futó repedéseket értjük, ez lehet részleges elválás, amely az évgyűrűnek egy részére terjed ki, és lehet teljes kör, amikor a fa belső része elválik a külsőtől. Az ilyen repedés legtöbbször a fa idősebb korában lép fel. Azt a gyűrűs repedést, amely a szíjács és a geszt határán keletkezik, gesztelválásnak, azt a szöveti elválást pedig, amely a bél körüli 4-5 évgyűrűt foglalja magába, bélelválásnak nevezzük. Leggyakoribb a gyűrűs likacsú fákban, de előfordul az összes fafajnál. A gyűrűs repedések egy fán belül gyakran megismétlődnek: az ilyen többszörös évgyűrű– repedéses fát kártyás fának is nevezik. A gyűrűs repedéses fát műszaki célokra egyáltalán nem vagy csak igen korlátozott esetekben lehet felhasználni. Fagyrepedések, fagylécek majdnem mindig szijácsrepedések. Lehetnek fedettek vagy nyíltak. A fagyrepedések úgyszólván mindig felújulnak, és így az évenkénti hegedési szövetektől a fa hosszirányában ormok, ún. fagylécek keletkeznek. A fagyrepedés megkönnyíti a gombák behatolását, ezért a fagyrepedés környékén gyakran korhadásos részt is találunk. A fagyrepedéses fát műszaki célokra felhasználni alig lehet, mert a szilárdsága erősen csökken, csak bizonyos választékok, pl. hasított bányabordaléc készítésére alkalmas. A fagyrepedés egyébként elárulja a fa jó hasíthatóságát és megmutatja a rostmenet irányát. A faanyag külső és belső részeinek egyenlőtlen száradása következtében keletkezett repedéseket nevezzük száradási repedéseknek. Megkülönböztetünk bütürepedést, amely nem hatol hosszan a fatestbe és csak a bütün mutatkozik. Ez lehet egyoldali bütürepedés, amely a választéknak csak az egyik lapjáig terjed és átmenő bütürepedés (bütühasadás), amely a választék mindkét lapjára átterjed. Az oldalrepedés a választék oldalán mutatkozik, annak belsejébe hatol, de a bütüre nem terjed ki. A vízszintes repedés a választék szélesebb oldalával párhuzamosan halad. A száradási repedés a leggyakoribb fahiba, nagymértékben csökkenti a faanyag szilárdságát és felhasználhatóságát <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-005.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` Száradási repedések. ``` A repedésnek a minőségre gyakorolt hatása függ a repedés méreteitől és helyétől, valamint a faanyag rendeltetésétől és víztartalmától. Az átmenő bütühasadás a legkárosabb, mert a faanyagot kettérepeszti. Hajszálrepedés minden minőségű faanyagon előfordulhat. Nedvesebb faanyagnál általában kisebb repedés engedhető meg, mint a szárazabbnál. **Törések** Jelentősek a hónyomás, hótörés, zúzmara és jégeső által okozott törések. Különösen a nagy viharok okozta törések, rostszakadások számíthatnak hibának. Ha az így károsított faanyagot időben nem dolgozzák fel, akkor a rovar– (szú) és gombakárosítók is fellépnek, ami a fa felhasználását tovább csökkenti. **Villámkárosítás** Az egyedül álló vagy az állományból kimagasló fákat gyakran sújtja a villám. A villám rendszerint követi a farost lefutását. A villámsújtás csak a fa külső felületén és a kéregrészben tesz kárt. A villámkárosítás a belső repedések keletkezése miatt olyan nagy mérvű is lehet, hogy a fa műszaki felhasználásra alkalmatlanná válik. ### 2.3. A fa kémiai tulajdonságai A fa kémiai összetevői a cellulóz, a hemicellulóz és a lignin. A fő összetevőket még különböző organikus és nem organikus anyagok egészítik ki, amelyek a sejtüregekben rakódnak le. Az egyes összetevők százalékos eloszlását a 6. táblázat mutatja. | Összetevő | Fenyők (%) | Lombosfák (%) | | ------------ | ---------: | ------------: | | Cellulóz | 40–45 | 45–50 | | Hemicellulóz | 25–30 | 22–35 | | Lignin | 26–34 | 22–30 | | Extraktok | 0–5 | 0–10 | ``` A fa kémiai összetétele fenyőfélék és lombosfák esetében ``` A cellulóz: Hosszú láncú óriás molekulája szőlőcukor (D-glükóz) molekulából épül fel. Az összekapcsolódáskor (polimerizáció) a szőlőcukor molekulája $C_6H_{12}O_6$ egy vízmolekulát veszít, így a cellulózmolekula képlete $(C_6 H_{12} O_6)_n$. A polimerizáció fokától függően a cellulózmolekula lánc hossza 5 μm . A fában levő cellulóz mintegy 70 %–a kristályos formában van jelen. Itt a cellulózmolekulák meghatározott sík rétegben helyezkednek el, és a rétegeken belül erős hidrogénkötések vannak. Ezért a kristályos régió a víz számára átjárhatatlan. Az egyes kristályos régiók hossza kb. 60 nm, s közöttük nem kristályos (amorf) régiók helyezkednek el. A nem kristályos részben a víz szilárdan kötődik a hidroxilcsoportokhoz. A cellulózmolekula a nem kristályos zónában is megtartja nagyfokú hosszanti rendezettség ét, s ezzel biztosítja a faanyagok nagy húzószilárdságát szálirányban. Az egymás melletti rétegekben elhelyezkedő cellulózmolekula – láncok a másik két fő alkotóelembe vannak ágyazva, vagyis hemicellulózba és ligninbe. A beágyazott cellulóz molekulaláncok alkotják a mikrofibrillát. A hemicellulóz: Szintén szénhidrát, és összetétele különböző a fenyőfélékben és a lombos fafajokban. A hemicellulóz különböző poliszaharidok keveréke, amelyek alkotó monomer elemei a glükóznak, mannózok, galaktózok, xilózok, arabinózok, metil–glükoronsavak és galakturonsavak. A fenyőfélékben a fő alkotóelemek a galakto–glükomannan és az arabino- glükoronoxilan, míg a lombosfafajokban a glükoron-oxilán és a glükomannan. Ezeknek a keverékeknek a kristályosodási foka alacsony és a polimerizáció foka is csak 150-200 között van. A molekulaláncok rendezettsége messze elmarad a cellulózmolekula rendezettségétől, ezért a hemicellulóz szilárdsága mind nyomásra, mind húzásra kisebb. A lignin: Molekulája összetett vegyületcsoportokból áll, amelyek alapvető szerkezeti egysége a fenil-propán vegyületcsoport. Az egységen elhelyezkedő funkciós csoportok között különböző szerkezetű lineáris és gyűrűs vegyületcsoportok ( $CH_2OH$ és $CH_3O−$ ) alakulnak ki. A lignin bioszintézise különbözik a fenyőfélékben és a lombos f afajo kban, ez ért kémiai összetétele is különbözik. A fenyőfélékben keletkező lignin fenyőalkohol polimerizációja folyamán keletkezik és a fa tömegének 25-34 %–át teszi ki. A lombos fákban a lignin fenyőalkoholból és szinapilalkoholból polimerizálódik, mennyisége a fa tömegének 22-30 %–át teszi ki. A lignin két jól elkülöníthető helyen található a fában: cellulózzal és hemicellulózzal együtt a sejtfalon belül és mint kötőanyag az egyes sejtek külső felületén. Az extrakt-anyagok: A fatestben zömében az utólagos elváltozások eredményeképpen jönnek létre és rakódnak le a sejtüregekben. A fa növekedésekor a belső évgyűrűk felhagynak a víz szállításával, majd az élettevékenységgel, és a faparenchima, valamint a bélsugársejtek elhalnak. Az elhaló parenchimaelemek gesztesítő anyagokat választanak ki és raknak be a sejtüregekbe. A gesztesítő anyagok közé sorolhatók a cserzőanyagok, a festőanyagok, a gyanták, a fagumi, a ligninánok, a flavonoidok, a sztilbenek, valamint egyéb szerves és szervetlen anyagok. Ez utóbbiak fafaj – specifikusak is lehetnek, pl. a Pinus–félékben a pinosylvin, az akácban a robinetin, tölgyfában a tannin. A gesztesedési folyamatban egyrészt az említett anyagok rakódnak le a sejtüregekben, másrészt ún. töltősejtek (tilliszek vagy tillák) hatolnak be az edényekbe és eltömítik azokat. A fenyőkben a tracheidák működése azáltal szűnik meg, hogy a gödörkék tóruszai a nyílást lezárják, s az üregek megtelnek terpentinbalzsammal. Az említett folyamatok eredményeként a fatest működésen kívüli, belső részét gesztnek, a külső, működő részt pedig szíjácsnak nevezik. Az extrakt anyagok – különösen a szilícium–oxidok és a kalciumsók – bizonyos mértékig a megmunkáló–szerszámok kopását is befolyásolják. Nagyobb azonban a jelentőségük a faanyag tartóssága és színe szempontjából. A fa tartóssága elsősorban a csersavtartalomtól függ. Leggyakrabban a geszt barnás színét is a csersav oxidációs termékei adják. A szíjács nagyobb nedvességtartalma és tápanyagtartalma következtében kevésbé áll ellen a károsítóknak. A fagy, a rovarok és mechanikai hatások okozta sérüléseken a gombák a sejtekbe hatolnak és a sejtfalat bontják. A megtámadott szövet és környezete gumiszerű anyagot választ ki és tillákat képezhet. Ezt a folyamatot álgesztesedésnek nevezik. Ha a gombakárosítás nem nagy mértékű, akkor egészséges álgesztről beszélünk. Ilyenkor az álgesztesedett rész ellenállóbb lehet, mint a szíjács. Nagyfokú gombakárosítás esetén beteg álgeszt keletkezik, ami nagymértékben rontja a fa értékét. Az álgesztes sejtek ezen kívül megnehezítik a fa telítését. ### 2.4. A fa szerkezetének átalakulása, tönkremenetele A fa biológai anyag, ezért az idő múlásával és a környezeti hatások eredményeként benne átalakulási folyamatok (degradáció) mennek végbe. Az átalakulási folyamatok sebessége nagyon különböző lehet, és megfelelő eljárásokkal, illetve külső körülmények teremtésével az lényegesen lassítható. Az átalakulások a fa szilárdságát, szívósságát, alakját és színét érintik. A fa szerkezetének átalakulását, tönkremenését a következő folyamatok okozzák: - biológiai folyamatok, - fotokémiai folyamatok, - kémiai folyamatok, - termikus folyamatok, - mechanikai terhelések. A biológiai kártevők: Közülük legfontosabbak a farontó gombák, amelyek életműködéséhez nedvesség, tápanyag, enyhe hőmérséklet szükséges és az, hogy ne legyenek jelen számukra toxikus anyagok. Ez a felsorolás egyúttal a védekezés lehetséges módszereit is körvonalazza. A gombák közül azok a legveszélyesebbek, amelyek a fa kémiai lebontását okozzák a gombasejtek (hifa) által kiválasztott enzimek útján. Ezek a gombák két csoportra, a barna korhadást és a fehér korhadást okozó gombákra oszthatók. A barna korhadás során a cellulózt és hemicellulózt bontják el, míg a lignint kevésbé (Serpula lacrymans). A fa színe ilyenkor sötétedik és lebomláskor a fa nyomás hatására morzsolódik. A fehér korhadást okozó gombák a sejtfal összes összetevőit megtámadják, a fa nyomás hatására szálakra esik szét. A megtámadott fa tömege, szilárdsága és szívóssága – hasonlóan egy oxidációs folyamat hatásához – csökken. A védekezés módszerei: Száraz klíma és megfelelő hőmérséklet fenntartása, a geszt rész felhasználása, ellenállóbb gesztű fafaj kiválasztása, telítőanyagok alkalmazása. Fotokémiai folyamatok: A napfénynek tartósan kitett faanyag felületén fotokémiai elváltozások lépnek fel. Az ultraibolya sugárzás a lignin degradációját okozza, s ezzel a felületi sejteket összetartó réteg sérül meg. A fa rossz hővezetési tényezővelrendlkezik emiatt a napsugár a felületi réteget jelentősen felmelegíti, ezért általában a fotokémiai hatás hőhatással párosul. A fotokémiai hatás mindig felületi jelenség, a mélyebb rétegeket nem érinti. Kémiai folyamatok: A fa általában jól ellenáll a kémiai hatásoknak, ezért sok olyan helyen alkalmazzák, ahol az acél kevésbé ellenálló (pl. műtrágya tárolásához). A fémek általában pH–5 érték alatt korrodálnak, a fa viszont pH–2 értékig ellenálló. Bázikus viszonyok között a fa pH–11 értékig ellenálló, e fölött a lignin és hemicellulóz viszonylag gyorsan bomlik. A kémiai ellenállás javul a sűrűség növekedésével és az alacsony permeabilitással, mivel így a vegyi anyagok kevésbé tudnak behatolni a fába. Az erősen oxidáló anyagok, mint pl. a klór és a kén–dioxid, megtámadják a lignint és a fa szálakra bomlik. A fémsók nedvesség jelenlétében szintén kémiai lebomlást okoznak. Termikus folyamatok: Nagyobb hőmérsékleten a biológiai anyagokban, így a fában is, termikus bomlási folyamatok (lassú oxidáció) indulnak el. Ezek a bomlási folyamatok 50–60 °C fölött már érezhetők, s néhány év alatt a szilárdság és a szívósság észrevehetően csökken. A lombos fák érzékenyebbek a megnövekedett hőmérsékletre, mint a fenyőfélék. 250 °C hőmérséklet fölött a fából éghető gázok szabadulnak föl, amelyek meggyújthatók, s a láng tovább gyorsítja az anyag fölmelegedését és a gázfejlődést Az égés tovaterjedése különböző kezelésekkel csökkenthető. Ezek az égés gátló anyagok nem csökkentik alapvetően magát a gyújthatóságot, inkább csak az égés tovaterjedését gátolják. Az égés gátló anyagok sok esetben csökkentik a fa szilárdságát és szívósságát, ezért az alkalmazott vegyszer kiválasztásakor erre is gondolni kell. A fa termikus kezelése sok esetben telített gőzzel történik, atmoszférikus nyomáson, vagy túlnyomáson. A gőz behatolva a pórusokba, hidrolízis reakciókat is létrehozhat, ezért ilyenkor a szilárdság jobban csökken. A gőznyomás növelése növeli a gőz behatolását az anyagba, így hatását még intenzívebben fejti ki. Ezért gőzöléskor a hőmérséklet, gőznyomás és gőzölési idő kiválasztása nagyon fontos. Már említettük, hogy a hőmérséklet növekedése csökkenti a szilárdságot és a törési energiát, a szakadónyúlást pedig növeli. Ennek fő oka a hemicellulóz és a lignin lágyulása. A hemicellulóz 50°C, a lignin 90°C fölött kezd el észrevehetően lágyulni. 150°C–on a fa világosbarna színt kap, s ez a termikus lebomlás jele, amely már súly–veszteséggel jár. 2 órás kezelés 150°C–on a szárazanyag–tartalomban 1,2–1,5 %–os súlyveszteséget okoz. A törési energia maximális értékét kb. –50°C hőmérsékleten éri el (20–25 Ncm/cm² ), de 0 °C–ig nem sokat csökken. 100°C–on a törési energia kb. a fele a 20°C–on mérhető értéknek. A rostok mechanikai szétválasztásához (defibrálás) szükséges energia a hőmérséklettől függően az előbbiekhez hasonló változást mutat. A maximális érték itt is –50°C, ahol az energiaigény a maximális értéknek kb. 10 %–a. Összefoglalásként a fenti anatómiai ismertetés alapján megállapítható, hogy a fa igen bonyolult felépítésű anyag, amely minden részletében még pontosan nem ismert. Ebből következik, hogy a fizikai–mechanikai tulajdonságok az anyagszerkezet jellemzőinek függvényében ma még nem adhatók meg elegendő pontossággal. Az ilyen összefüggések kidolgozása elkezdődött és az ismeretek szisztematikus feldolgozása végül oda fog vezetni, hogy a fizikai–mechanikai tulajdongások a fa finomszerkezeti jellemzőinek segítségével megadhatók lesznek. ### 2.5. A kezeletlen és kezelt faanygok tartóssága Az faanyag tartóssága az az időtartam, amely alatt a fa, valamely műszaki célra alkalmazva, ép és egészséges állapotban megmarad. A fa, mint szerves anyag, alkalmazása szerint hosszabb-rövidebb idő alatt romlásnak indul s elveszti szilárdságát. Romlásának okai: a víz, a levegő oxigénje, a légköri behatások, a tűz, valamint a gombák és rovarok által okozott betegségek. Ha abból a feltevésből indulunk ki, hogy a felhasznált vagy beépített fát távol tudjuk tartani a környezet hatásaitól, akkor az így felhasznált fa tartóssága nagyobb lesz, mint a külső hatásoknak kitett fáé. Ebből következik, hogy különbséget kell tennünk a fa természetes és gyakorlati tartóssága között. A fa természetes tartóssága a fa szöveti szerkezetétől és az anyagi összetételétől függ. Ez utóbbi azt jelenti, hogy a fa tartalmaz–e és milyen mértékben természetes tartósítóanyagokat. A fák természetes tartósságára nagy befolyással van a döntés idejének helyes megválasztása és főleg a ledöntött fa szakszerű kezelése. Természetesen a fadöntés idejének helyes megválasztása vagy a ledöntött fa kezelése nem növeli a fa természetes tartósságát, de ha a döntés utáni kezelésben hibát követünk el, fokozódik a különböző károsítások fellépéseinek veszélye, miáltal a fa eredeti természetes tartóssága csökken. Természetes tartósságuk alapján az európai fafajokat három csoportba oszthatjuk: - igen tartós fák: tölgy, vörösfenyő, szil, akác, szelídgesztenye, feketedió; - meglehetősen tartós fák: bükk, kőris, lucfenyő, jegenyefenyő, erdeifenyő és gyertyán; - kevéssé tartós fák: juhar, nyír, nyár, éger, hárs, fűz és vadgesztenye. A fák gyakorlati tartóssága attól függ, hogy milyen mértékben sikerül csökkenteni a fák romlását előidéző külső hatásokat. Minthogy a gyakorlatban a ledöntött vagy feldolgozott fánál a káros külső tényezők hatását teljes mértékben kiküszöbölni nem tudjuk, a fák eredeti tartóssága a külső körülményeknek megfelelően változik. Ezért különböztetjük meg a természetes és a gyakorlati tartósságot. A gyakorlati tartósság jelentős mértékben függ a felhasználás körülményeitől. A gyakorlatban figyelembe véve a különböző célokra és különböző körülmények között felhasznált vagy beépített faanyagok ellenállását a környezet romboló hatásával szemben, a hazai fafajokat tartósság szerint Lámfalussy a kővetkezők szerint csoportosítja: - igen tartósak: akác, tölgy, eper, szelídgesztenye, vörösfenyő; - tartósak: feketefenyő, erdeifenyő, szil, boróka, gledicsia, kecskefűz; - kevésbé tartósak: lucfenyő, jegenyefenyő, kőris; - nem tartósak: bükk, gyertyán, juhar, cser, éger, nyír, nyár, cseresznye, hárs. Kollmann összeállítását a tartósítóanyagokkal nem kezelt faanyagok vagy választékok élettartamára a tárolás, ill. felhasználás helyétől függően a táblázatban közöljük. A táblázat alapján legkisebb a tartóssága a földbe, ill. a pályatestbe telítetlenül beépített talpfának; itt még az igen tartós tölgy is csak 14–20 évig, átlag 16 évig tart el. A szabadban tárolt faanyag tartóssága valamivel kisebb, mint a szabadban fedél alatt tárolt vagy ott beépített faanyagé. Legtartósabbak az állandóan száraz helyen tárolt vagy beépített fák. Ezek szinte korlátlan ideig eltarthatók, de teljesen hasonló a helyzet a víz alatt tárolt vagy beépített fák esetében is. <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-t007.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` A faanyag tartóssága a fafajtól és a felhasználástól függően ``` **A fák gyakorlati tartósságának fokozása** A fa tartósságának növelése, történjék az technikai vagy kémiai eljárásokkal, a faanyag- takarékosságot szolgálja. Ma már szigorú előírások szabályozzák a fából előállított készítmények (faválasztékok) élettartamának növelését. A technikai eljárások csak megelőző, időleges védelmet nyújtanak. Rendeltetésük, hogy a károsítók életműködéséhez szükséges tényezők korlátozásával a károsítás veszélyességét és mértékét csökkentsék (pl. szárítás, gőzölés, kilúgozás). A kémiai eljárások célja a fa tartósságának növelése különböző szerves és szervetlen gomba–, ill. rovarölő szerek vizes vagy olajos oldatának a fa felületére vagy a fatestbe való bevitelével. A faanyag védelméhez szükséges védőszert megfelelő eljárásokkal kell a faanyagba juttatni. A kialakult eljárások közül legegyszerűbb a mázolás vagy szórás az épületszerkezeti és asztalosipari faanyagok tartósításának módszerei között. A mázolással (bekenéssel) vagy szórással felhordott védőanyagok a felhasználástól függően lehetnek kátrány– és ásványolajtermékek, fenolszármazékok, olajban oldódó fémsók, vízben oldódó védőszerek: higany–, fluor–, króm–, arzén–, réz– és cinkvegyületek stb. A bemerítés, fürösztés, áztatás általában kisebb méretű faelemek vagy választékok védőszerrel való felületkezelésére használt eljárás, a bemerítés rövid ideig tartó, a fürösztés 4- 6 órát igénybe vevő eljárás. Ezek az eljárások a mázolásnál gyorsabbak, a választék egész felületére kiterjednek és a védőszer az esetlegesen már meglevő repedésekbe is behatol. Az áztatást nyitott betonmedencében vagy tartályokban végzik, ideje 4–10 nap. A nedvkiszorító eljárás a frissen döntött élőnedves kérgezetlen rönkök vagy vezetékoszlopok tartósítására alkalmas. Az eljárásban használt 1 %-os réz-szulfátoldatot egy 10-15 m magas állványra elhelyezett tartályba szivattyúzzák fel, ahonnan csővezetéken keresztül jut el a telítendő rönkhöz. Kétféle pneumatikus eljárás ismert: a teljes és takarékos telítés. A teljes telítés vagy Bethell-eljárás lényege, hogy nagy nyomással, zárt hengerben a telítendő faválasztékot (pl. talpfát, vezetékoszlopot, hídgerendát stb.) először gőzölik, majd légritkításnak teszik ki, és végül nagy nyomáson impregnáló–anyaggal telítik. A légritkítással a fa sejtüregeiben levő levegő jelentős része eltávozik a fából, ami a telítőszer behatolását könnyíti meg. A teljes telítési módnál bármely impregnáló–anyagot használhatunk, tisztán vagy kátrányolajjal keverve. A teljes telítési eljárásnál a sejtek falai és a sejtek pórusai teljesen telítődnek. A takarékos vagy Rüping-féle eljárás lényege, hogy a védőfolyadék, pl. kátrányolaj, benyomása előtt a kazánba nagynyomású levegőt nyomnak, amely behatol a sejt üregeibe. A fa éghetőségét megszüntetni nem lehet, legfeljebb a csökkentéséről lehet szó, mert ha a hőmérséklet egy bizonyos fokot elér, a fa elbomlik. A fa nehezebben gyullad meg, ha tömör, sima felületű, legömbölyített élű, nagy keresztmetszetű és nedves. Tehát a kiálló részek lesimításával, gyalulással a fa gyúlékonyságát csökkenteni lehet. A gyakorlatban használt tűzvédelmi anyagok késleltetik a gyulladást és lassítják a tűz továbbterjedését. A legegyszerűbb tűzvédelem a mésztejjel vagy cementtejjel való bekenés vagy a mész–, ill. cementhabarccsal való bevonás. Bármilyen lángmentesítő anyagot kívánunk felhordani, a fát a kezelés előtt ki kell szárítani és a szennyeződést meg kell tisztítani. A gyakorlatban használt tűzvédelmi anyagok legtöbbje vízüveget tartalmaz. ### 2.6. A faanyag fizikai tulajdonságai #### 2.6.1. A faanyag sűrűsége Az abszolút tömör (pórusmentes) faanyag sűrűsége: $ \rho_{tf}=\frac{m_0}{V_{tf}}=1{,}53-1{,}56\ \text{g/cm}^3 $ (cellulóz: 1,58 g/cm³ ) (lignin: 1,42 g/cm³ ) ahol: $m_0$ = abszolút száraz tömeg; $V_{tf}$ = pórusmentes fa térfogata. Az abszolút száraz állapotú (U= 0%) fa sűrűsége: $ \rho_0=\frac{m_0}{V_0}\ \text{g/cm}^3 $ *ahol:* $V_0$ = az abszolút száraz állapotra kiszárított fa térfogata. A fenti két sűrűségtípus ismeretében meghatározható az abszolút száraz fa porozitása (P), mivel: $ ρ_0 = ρ_{tf} (1 − P) $ innen $ P = 1 - \frac{\rho_0}{\rho_{tf}} $ ha $ρ_{tf}=1,53 {g/cm}^3$, akkor: $ P = 1 − 0,653ρ_0 $ Vizsgálati, vagy nedves sűrűség: $ \rho_n=\frac{m_n}{V_n}\ \text; {g/cm}^3 $ *ahol:* $m_n$ és $V_n$ = a vizsgált faanyag tömege, illetve térfogata. Légszáraz sűrűség: $ \rho_=\frac{m_{12}}{V_{12}}\ \text ; {g/cm}^3 $ *ahol:* $m_{12}$ és $V_{12}$ = a légszáraz állapotú (12% nettó nedvességtartalmú) faanyag tömege, illetve térfogata. A sűrűséget leginkább a fafaj és a nedvességtartalom befolyásolja. Néhány fontosabb fafaj sűrűségi értékeit a 8. táblázatban mutatjuk be. A fanedvesség és a sűrűség kapcsolatát jól szemlélteti a Kollmann F. (1958) által megszerkesztett grafikon. | Fafaj | Absz. száraz, ρ_0 | Légszáraz, ρ | |---|---|---| | | sűrűség, kg/m3 | | | Erdeifenyő | 490 | 510 | | Lucfenyő | 430 | 460 | | Duglaszfenyő | 470 | 500 | | Vörösfenyő | 550 | 580 | | Bükk | 680 | 710 | | Tölgy | 650 | 680 | | Kőris | 650 | 680 | | Akác | 720 | 760 | | Óriásnyár | 410 | 440 | | Balsa | 130 | - | | Pock | 1,230 | - | ``` Néhány fafaj sűrűsége abszolultszáraz és légszáraz állapotban ``` <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-006.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` A faanyag sűrűségének és nedvességtartalmának kapcsolata. ``` #### 2.6.2. A faanyag nedvességtartalma A fa nedvességtartalma a fa valamennyi tulajdonságát jelentősen befolyásolja. Nettó nedvességtartalom: A fában lévő összes víz tömege a teljesen száraz faanyag tömegének százalékában kifejezve: $ U = \frac{m_n - m_0}{m_0}\cdot 100\ \% $ ahol: $m_n$ - nedves tömeg, $m_0$ - abszolút száraz tömeg A faanyag különböző nedvességi állapotainak gyakorlatban legfontosabb határértékei az MSZ 6786/2 szerint, nettó %–ban: | Nedvességi állapot | U, % | |---|---| | élőnedves | ≥ 50,1 | | félnedves | 30,1 – 50 | | félszáraz | 18,1 – 30 | | légszáraz | 12,1 – 18 | | szobaszáraz | 6,1 – 12 | | túlszárított | 0 – 6 | | abszolút száraz | 0 | ``` A faanyag különböző nedvességi állapotainak gyakorlatban alakalmazott megnevezése a határértékekkel ``` **A fa nedvességtartalmának gyakorlati jelentősége:** - szállításkor nagymennyiségű víz szállítása; - a víztartalom változása a faanyag alakváltozását és repedését is okozhatja; - a különböző biológiai károsítók (gombák, rovarok) fellépéséhez meghatározott fanedvességre van szükség; - a nedvességtartalom szoros kapcsolatban van a faanyag energetikai hasznosításának hatékonyságával; - a faipari műveletek többsége (mechanikai megmunkálás, ragasztás, felületkezelés) csak meghatározott fanedvesség mellett végezhető el; - a nedvességtartalom ismerete nélkülözhetetlen a szárítási, gőzölési, hajlítási és telítési technológiáknál. F**izikai alapösszefüggések** A víz a fában két alapvető formában van jelen: - szabad víz és - kötött víz **A kötött víz** (a sejtfalak mikrokapillárisaiban) mennyisége függ: - az elemi rostok felületétől, - a levegő hőmérsékletétől és páratartalmától. A kiszárított faanyag a külső légnedvesség hatására ismét nedvesedik, de már az eredeti állapotának megfelelő nedvességet nem veszi fel. A faanyag egyensúlyi nedvesség–tartalmának a száradással, illetve a nedvesedéssel kialakuló értékei közötti különbsége, azonos hőmérséklet mellett ábrázolva, adja a hiszterézis görbét. A görbe egyik ága a nedvesítés, a másik ága a száradás során kialakuló egyensúlyi fanedvességeket ábrázolja. <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-007.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` A hiszterézis jelensége ``` A nedves fa száraz levegőn nedvességet ad le. Száraz fa a nedves levegőből vizet vesz fel. Ha sem nedvességfelvétel, sem nedvességleadás nincs, a fa nedvességtartalma a levegő nedvességtartalmával ún. nedvességegyensúlyi állapotban van. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy azonos hőmérsékletű és relatív nedvességtartalmú levegőben, a száradó vagy nedvesedő faanyag – bizonyos idő eltelte után – mindig egy és ugyanazon nedvességtartalomra áll be. Minden hőmérséklethez és relatív légnedvességhez tartozik egy – a fafajnak megfelelő – egyensúlyi nedvességtartalom. Fenyők egyensúlyi nedvességtartalmát foglalja össze 20° C hőmérsékleten, a levegő nedvességtartalmának függvényében. A 100 % relatív légnedvességnél a max. érték: rosttelítettségi pont: ≅ 30% fa-nedvességi értéknek felel meg. | Fafaj | | A fa nedvességtartalma, ha a relatív légnedvesség, % | | | | | | | | | | | ---------- | --- | ---------------------------------------------------- | --- | --- | --- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | | | | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | | Lucfenyő | A | 3,5 | 5,5 | 7,5 | 8,5 | 10,0 | 11,5 | 12,5 | 15,0 | 19,0 | 29,0 | | | B | 3,5 | 6,0 | 8,0 | 9,5 | 11,0 | 12,5 | 14,0 | 16,0 | 19,5 | 29,0 | | Erdeifenyő | A | 3,5 | 5,3 | 6,6 | 7,5 | 7,8 | 10,5 | 12,0 | 14,5 | 18,5 | 30,0 | | | B | 3,5 | 5,5 | 7,7 | 9,5 | 10,5 | 12,0 | 13,5 | 16,0 | 19,5 | 30,0 | ``` Fenyők egyensúlyi nedvességtartalma 20° C-on, a levegő nedvességtartalmának függvényében A: egyensúlyi fanedvesség nedvesedéskor B: egyensúlyi fanedvesség száradáskor ``` Az egyensúlyi fanedvesség értéke számítással az alábbi összefüggéssel határozható meg: $ M=\frac{1800}{W} \left[ \frac{Kh}{1-Kh} +\frac{K_{1}Kh+2K_{1}K_{2}K^{2}h^{2}}{1+K_{1}Kh+K_{1}K_{2}K^{2}h^{2}} \right] $ ahol: $W=349+1,29T+0,0134T^2$, $K = 0,805 + 0,000736 T- 0,00000273 T^2,$ $K_1 = 6,27-0,00938 T- 0,000303 T^2,$ $K_2= 1,91 + 0,0407 T- 0,000293 T^2$ T = hőmérséklet, °C; h = relatív páratartalom (tizedekben kifejezve); M = egyensúlyi fanedvesség, %. A szabad víz mennyisége elsősorban a pórustérfogattól függ. A kötött– és a szabad víz felvételét az idő függvényében az ábrán mutatjuk be. <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-008.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> ``` A természetes faanyag légnedvesség (kötött víz)– és víz (szabad víz) felvétele a; légnedvesség (kötött víz); b; szabad víz ``` **A nedvességtartalom — változás következményei** A rosttelítettségi határ alatti nedvességváltozás csökkenti vagy növeli a sejtfalon belül az elemi rostok egymástól való távolságát, s ezáltal a fatest méretei változnak, a faanyag zsugorodik, illetve dagad. Térfogati zsugorodás: $ Z = \frac{V_n - V_0}{V_n}\cdot 100\ \% $ Térfogati dagadás: $ d = \frac{V_n - V_0}{V_0}\cdot 100\ \% $ Zsugorodás-dagadás kapcsolata: $ Z = \frac{d}{1+0{,}01d} \quad \quad Z = \frac{d}{1+0{,}01d} $ ahol: Z = a térfogati zsugorodás %– ban, d = a térfogati dagadás %– ban, $V_n=$ a rosttelítettséget meghaladó nedvességű faanyag térfogata, $V_o=$ az abszolút száraz állapotú faanyag térfogata. A térfogati (Z), a húrirányú ($Z_h$,) a sugárirányú ($Z_s$,) és a rost–irányú ($Z_r$) zsugorodások arányai: $ Z:Z_h:Z_s:Z_r \quad 1,00:0,63:0,34:0,03 $ *ahol:* U = rosttelítettségi határ, K = zsugorodási együttható (1% nedvességváltozásra vonatkoztatva) Egy fa alkatrész lineáris méretváltozása az alábbi összefüggéssel számítható: $ \Delta L = K_z\cdot (\Delta U)\cdot \frac{L}{100} $ *ahol:* Δ L = nedvességváltozás utáni méretváltozás (mm); $K_z$ = zsugorodási együttható = az 1 % nedvességváltozás hatására bekövetkező méretváltozási százalék (%/%), Δ U = a faanyag nedvességváltozása (%), L = a faanyag mérete a nedvességváltozás előtt (mm). Néhány fontosabb fafaj zsugorodási jellemzőit (Z) és zsugorodási együtthatóit (K) a táblázatban összegezzük. | Fafaj | $Z_r$ | $Z_s$ | $Z_h$ | $Z_{térfogati}$ | $K_s$ | $K_h$ | $K_{térfogati}$ | | ---------- | ----- | ----- | ----- | --------------- | ----- | ----- | --------------- | | Erdeifenyő | 0,4 | 0,4 | 7,7 | 12,1 | 0,13 | 0,26 | 0,40 | | Lucfenyő | 0,3 | 3,6 | 7,7 | 11,5 | 0,12 | 0,26 | 0,40 | | Vörösfenyő | 0,3 | 3,3 | 7,8 | 11,4 | 0,11 | 0,26 | 0,38 | | Tölgy | 0,7 | 3,0 | 8,2 | 12,9 | 0,12 | 0,33 | 0,51 | | Akác | 0,4 | 3,9 | 5,8 | 10,1 | 0,15 | 0,23 | 0,40 | | Bükk | 0,3 | 5,8 | 11,8 | 17,9 | 0,19 | 0,39 | 0,60 | | Nyár | 0,5 | 4,5 | 8,0 | 13,0 | 0,15 | 0,27 | 0,43 | ``` Néhány fontosabb fafaj zsugorodási jellemzője és zsugorodási együtthatója ``` #### 2.6.3. A faanyag hőtechnikai tulajdonságai Hőtágulás. A faanyag hő hatására bekövetkező méretváltozása. A fa hőtágulása igen kedvező (3 – 4-szer kisebb az acélénál). A gyakorlatban a fa hőtágulását csak különleges esetekben veszik figyelembe. A fa hőtágulási együtthatójának értéke jelentősen függ az anatómiai irányoktól: $α_{rost} = (2,5 – 5,4) ⋅ 10^{−6}$ $α_{sugár} = (15 – 35) ⋅ 10^{−6}$ $α_{húr} = (24 – 75) ⋅ 10^{−6}$ A fajhő az a hőmennyiség, amely egységnyi tömegű test hőmérsékletének 1°C-kal való felemeléséhez szükséges (kJ/kg K). 111 7, + ,0 487 ⋅ t + ,4 187 ⋅ U (18) c = ; kJ/kgK 100 + U A különböző fafajok fajhője csak kismértékben tér el egymástól, de ugyanakkor függ a faanyag mindenkori nedvességtartalmától és aktuális hőmérsékletétől. Ezért célszerű diagramokat alkalmazni (9. ábra). A hőnek a faanyagban való terjedése - a hővezetési és - a hődiffúziós tényezővel jellemezhető: A hővezetési tényező a faanyag hővezető képességére, a hőáramlás intenzitására jellemző szám. [Ábra: 9. ábra. Közepes fajhő a hőmérséklet és nedvességtartalom függvényében] A hővezetési tényező az alábbi összefüggéssel fejezhető ki: Q ⋅ x (19) $ λ = ; W/mK A ⋅ Δt $ Q – egységnyi idő alatt átáramló hőmennyiség, A – a faanyag felülete, Δ t – a két szemben fekvő felület közötti hőmérséklet- különbség, x – a két felület távolsága. Néhány fafaj és egyéb anyag hővezetési tényezője a 12. táblázatban található. ### 12. táblázat. Néhány fafaj és egyéb anyag hővezetési tényezője | Fafaj | Térfogatsúly | Víztartalom | Átl. hővez. tényező, 20°C–on, [W/m K] | | | |---|---|---|---|---|---| | | kg/m3 | % | rostirányban λ_r | sugárirányban λ_s | húrirányban λ_h | | Lucfenyő | 410 | 16 | 0,1908 | 0,1044 | 0,0900 | | Jegenyefenyő | 450 | 15 | - | 0,092 | | | Duglaszfenyő | 450 | 15 | - | 0,087 | | | Kőris | 740 | 15 | 0,2628 | 0,1404 | 0,1512 | | Dió | 650 | 12 | 0,2844 | 0,1260 | 0,1188 | | Hegyi juhar | 630 | 15 | 0,370 | 0,137 | 0,156 | | Tölgy | 690 | 15 | 0,21-0,30 | 0,137 | 0,155 | | Balsa | 160 | 15 | - | 0,042 | 0,066 | | Nyír | 650 | 15 | - | 0,114 | 0,135 | | Mahagóni | 700 | 15 | 0,26644 | 0,1440 | 0,1332 | | Okumé | 430 | 12 | - | 0,090 | | | Farostlemez | szigetelő | 12 | | 0,05–0,07 | | | | félkemény | 12 | | 0,07–0,19 | | | | kemény | 12 | | 0,14–0,20 | | | Forgácslap | 550–850 | 10 | | 0,04–0,12 | | Átl. hővez. tényező, 20°C–on, [W/m K] A hődiffúziós tényező az anyagban a hővezetés sebességére, illetve az egyenetlen hőmérséklet–eloszlás kiegyenlítődésének sebességére jellemző szám. A hődiffúziós tényező értéke függ a faanyag hővezetési tényezőjétől, a fa sűrűségétől és a fajhőtől. $ λ (20) $ $ a = ; m² /s c ⋅ ρ $ *ahol:* λ – hővezetési tényező [W/m K]; c – fajhő [kJ/kg K]; ρ – sűrűség [kg/ m ]. 3 A különböző fafajok hődiffúziós tényezői a 10. ábrán láthatók. A hődiffúziós tényezőnek fontos szerepe van az instacioner termikus folyamatok leírásánál. A gyakorlatban a kü- lönböző hőkezelések és gőzölések, valamint a hőprések hatásidejének (prés- idő) számításához és a faanyag belsejében kialakuló hőmér- sékletmező meg- határozásához alkal- mazzuk a hődiffúziós tényezőt. [Ábra: 10. ábra. Különböző fafajok radiális irányban mért hődiffúziós tényezői a hőmérséklet és a nedvességtartalom függvényében; a– bükk, b– tölgy, c–kőrís, d– nyír, e– luc, jegenye fenyő, f–erdei fenyő] - termikus bomlás: 150 – 350°C, (a gázok eltávozásával kezdődik és a fa öngyulladásával fejeződik be), - lobbanáspont: 220 – 260°C, (külső láng hatására a gázok lángra lobbannak), - égési pont: 260 – 290°C, (az anyag önállóan tartósan égni kezd), - gyulladási pont: 350 – 470°C, (a faanyagból távozó gázok önmaguktól meggyulladnak). #### 2.6.4. A faanyag akusztikai tulajdonságai A faanyagok hangtani tulajdonságainak gyakorlati jelentősége: - épületek, burkolatok, lég– és testhang gátlása, - hangszerek gyártása és - a hangtani jelenségeken alapuló roncsolásmentes anyagvizsgálatok. A hanghullámok terjedési sebessége E (21) $ c = ; m/s ρ $ *ahol:* E = rugalmassági modulus, Pa; ρ = sűrűség, kg/m3 A hang terjedési sebességét (fában, vízben, levegőben) a 13. táblázatban mutatjuk be. ### 13. táblázat. A hang terjedési sebessége fában, vízben, levegőben, m/s egységben kifejezve | Fafaj, anyag | Rost-irányban | Sugár-irányban | Húr-irányban | |---|---|---|---| | Lucfenyő | 5500 | 1200 | 800 | | Erdeifenyő | 5030 | 1450 | 850 | | Tölgy | 4175 | 1665 | 1400 | | Víz | 1435 | | | | Levegő | 333 | | | Húr-irányban A hangforrások által kibocsátott hangenergia a levegőben léghangként Erdeifenyő 5030 1450 850 (láb)hangként terjed. A léghang– gátlás jellemzőinek ismerete fontos a Tölgy 4175 1665 1400 válaszfalaknál, az ajtó– Víz 1435 ablakszerkezeteknél; a testhang– gátlásé pedig a padlóburkolatoknál, Levegő 333 illetve a padlószerkezeteknél. A természetes faanyag nem tekinthető jó hangszigetelőnek, mivel a közepes (500 körüli) frekvenciaszámú hangoknak csak 3 – 20 %–át nyeli el; pl. egy 3 cm vastag erdeifenyő deszka mindössze 12 dB – t (egy válaszfalnak 40 dB – t kell elnyelni). Ezzel szemben a fagyapotból készült Heraklit – lemez hangelnyelési foka 0,8 – 0,9 (80 – 90 %). Rezonancia fa alatt olyan faanyagot értünk, amely felerősíti a mechanikai rezgések által ébredő hangokat és azoknak megfelelő hangszínt biztosít (a hangszerben lévő húr mechanikai energiáinak 3 – 5 %–a megy át a fába hangenergiaként). A hangszerfák minősége akusztikai állandóval (K ) jellemezhető: E (22) $ K = m 4 /kg ⋅ s A ρ $ Néhány fafaj akusztikai állandója: K : 12 ; K : 11 ; K : 6 m 4 kg ⋅ s A A A(bükk) (lúcfenyö) (erdeifeny ő) A jó hangszerfánál fontos az egyenletes, keskeny évgyűrűszerkezet, a késői pászta alacsony aránya és a göcsmentesség. Az akusztikai tulajdonságokat a frekvencia, a fafaj, a sűrűség, a nedvességtartalom, a hőmérséklet, a gyantatartalom, a göcsösség és a szöveti homogenitás jelentősen befolyásolja. #### 2.6.5. A faanyag elektromos tulajdonságai A faanyag elektromos tulajdonságainak gyakorlati jelentősége: elektromos fa nedvesség mérése, nagyfrekvenciás melegítés, szárítás, ragasztás elektromos lakkszórás és elektromos szigetelés alkalmával. A fajlagos (térfogati) ellenállás: R ⋅ A (23) $ ρ = Ω cm l $ *ahol:* R = a mintadarab ellenállása, Ω A = keresztmetszet, m² l =az anyag hossza, m (Az ρ = 10 17 – 10 18 Ω cm ⇒ a fa jó elektromos szigetelő !) (fa) ⎛ 1 1 ⎞ $ A fajlagos ellenállás reciprokát fajlagos vezetőképességnek ⎜ κ = ; ⎟ nevezzük. ⎜ ⎟ ⎝ ρ Ω ⋅ m ⎠ $ A nedvességtartalom a fajlagos ellenállásnál alapvető szerepet játszik. Ezt mutatja a következő táblázat melyben a nyír fajlagos vezetése van feltüntetve néhány nedveségtartalom esetén. ### 14. táblázat. A nyír fajlagos vezetése néhány nedvességtartalom esetén | Nedvességtartalom, U (%) | Fajlagos ellenállás, ρ (Ω cm) | |---|---| | 0 | 5,1 * 10^16 | | 8 | 4,2 * 10^10 | | 20 | 1,0 * 10^8 | | 30 | 1,0 * 10^5 | Fajlagos ellenállás, ρ ( Ω cm) A villamos átütési szilárdság (elektromos): az a feszültség melyet a fa elektromos átütés nélkül képes elviselni. U (24) $ E = kV/mm d $ *ahol:* U = az átütési feszültség, kV; d = a faanyag vastagsága, mm. Az átütési szilárdság a fafaj, a rostirány és a nedvességtartalom függvényében változik. A erdeifenyőnél U=0 %– nál 7,2; U=33 %– nál 10,5 kV/mm az átütési szilárdság értéke (Dr. Molnár S.; Varga F.-né dr. (1998)). Más szakirodalmi adatok szerint (Dr. Kurt K. (1954)) ez $ az érték (fafajtól és rostiránytól függetlenül) U= 15 %– nál 5,4–5,6 kV/mm. A dielektromos állandó ( ε ) az a viszonyszám, amely megmutatja, hogy egy kondenzátor $ kapacitása hányszorosára növekszik, ha a levegő helyett egy adott szigetelőanyagot helyeznek a lemezei közé. $ ε = (25) $ c – a kondenzátor kapacitása, ha lemezei között fa van fa c – a kondenzátor kapacitása, ha lemezei között levegő van levegő A fa dielektromos állandóját a frekvencia, a fafaj, a sűrűség, az anatómiai irány és a nedvességtartalom befolyásolja. A 15. táblázatban néhány anyag dielektromos állandója található (Kovács Illés szerint) ### 15. táblázat. Néhány anyag dielektromos állandója | Anyagmegnevezés | ε | |---|---| | Levegő (légüres tér) | 1,0 | | Papír | 2,0 | | Alkohol | 25,0 | | Víz | 80,6 | | Bükk absz. száraz rostokkal || | 2,6 | | Bükk absz. száraz rostokkal ⊥ | 3,6 | | Tölgy absz. száraz rostokkal || | 2,0 | | Tölgy absz. száraz rostokkal ⊥ | 3,6 | A különböző fafajokkal végzett kísérletek szerint a frekvencia növelésével a dielektromos állandó Levegő (légüres tér) 1,0 csökken. Ezt bizonyítják a 16. táblázat adatai is (L M. Kovaljcsuk), ahol a 8–12 % Papír 2,0 nedvességtartalmú fenyő frekvenciától függő Alkohol 25,0 elektromos tulajdonságai találhatók. Víz 80,6 Bükk absz. száraz rostokkal || 2,6 Bükk absz. száraz rostokkal ⊥ 3,6 Tölgy absz. száraz rostokkal || 2,0 Tölgy absz. száraz rostokkal ⊥ 3,6 ### 16. táblázat. A frekvencia függvényében a dielektromos állandó, a veszteségi szög tangense és a veszteségi faktor | Frekvencia, MHz | Dielektromos állandó, ε | A veszteségi szög tangese, tgδ | Veszteségi faktor, K=ε * tgδ | |---|---|---|---| | 2 | 2,6 | 0,041 | 0,107 | | 5 | 2,5 | 0,042 | 0,105 | | 10 | 2,4 | 0,046 | 0,110 | | 20 | 2,0 | 0,051 | 0,117 | ### 17. táblázat. A dielektromos állandó változása a sűrűség és a nedvességtartalom függvényében | Sűrűség, kg/m3 | Dielektromos állandó, ε | | | | | |---|---|---|---|---|---| | | Nedvességtartalom, % | | | | | | | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | | 200 | 1,45 | 1,65 | 1,90 | 2,10 | 2,55 | | 400 | 1,85 | 2,20 | 2,75 | 3,30 | 4,00 | | 600 | 2,25 | 2,85 | 3,50 | 4,50 | 5,45 | | 800 | 2,70 | 3,45 | 4,50 | 5,70 | 6,95 | | 100 | 3,20 | 3,95 | 5,35 | 7,00 | - | | 1200 | 3,60 | 4,65 | 6,25 | - | - | | 1400 | 4,00 | - | - | - | - | ## 0. 5 10 15 20 befolyásolja a dielektromos állandót, és pedig úgy, hogy a sűrűség növekedésével nő a 400 1,85 2,20 2,75 3,30 4,00 dielektromos állandó, természetesen azonos nedvesség–tartalom mellett 800 2,70 3,45 4,50 5,70 6,95 (17. táblázat). ### 18.táblázat. 15 % nedvességtartalmú fenyő és bükk dielektromos állandója és tgδ–ja | Jellemzők | Fafaj | | |---|---|---| | | fenyő | bükk | | Sűrűség, g/cm3 | 0,55 | 0,70 | | Dielektr. állandó, ε | 8,2 | 9,4 | | tgδ (10MHz) | 0,059 | 0,058 | A 15 % nedvességtartalmú fenyő és bükk elektromos tulajdonságai a 18. táblázatban találhatók (LM. Kovaljcsuk szerint). ### 20. táblázat. A dielektromos állandó és az anatómiai irányok kapcsolata | Fafaj | Dielektromos állandó, ε | | | |---|---|---|---| | | rostirányban | sugárirányban | húrirányban | | Lucfenyő | 3,06 | 1,98 | 1,91 | | Bükk | 3,18 | 2,20 | 2,40 | | Tölgy | 2,86 | 2,30 | 2,46 | [Ábra: 11. ábra. A kondenzátort és az ohmikus ellenállást tartalmazó áramkör valamint a töltőáram és a veszteségi áram közötti kapcsolat vektorábrája] A dielektromos veszteségi tényező és a frekvencia közötti összefüggés meglehetősen bonyolult, mivel nagymértékben függ a frekvenciatartománytól; a frekvencia növekedésével (2–20 MHz tartományban) a veszteségi tényező is növekszik. ### 21. táblázat. A dielektromos vesztességi tényező néhány fafaj és a nedvességtartalom esetén | Fafaj | Dielektromos veszteségtényező, tgδ | | | | | | | |---|---|---|---|---|---|---|---| | | Nedvességtartalom, % | | | | | | | | | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | | Tölgy | 0,025 | 0,025 | 0,045 | 0,15 | 0,31 | 0,52 | - | | Bükk | 0,02 | 0,02 | 0,03 | 0,12 | 0,24 | 0,38 | - | | Pinus echianta | 0,01 | 0,01 | 0,02 | 0,09 | 0,21 | 0,35 | 0,50 | Dielektromos veszteségtényező, tg δ Nedvességtartalom, % nedvességtartalom Tölgy 0,025 0,025 0,045 0,15 0,31 0,52 - függvényében a 21. táblázatban Bükk 0,02 0,02 0,03 0,12 0,24 0,38 - láthatók (Kovács Pinus echianta 0,01 0,01 0,02 0,09 0,21 0,35 0,50 Illés szerint). ### 22. táblázat. A dielektromos tényező vesztességi az anatómiai irányokban néhány fafaj esetén | Fafaj | A dielektromos tényező max. értéke, tgδ*10^-4 | | | |---|---|---|---| | | Rostirányban | Sugárirányban | Húrirányban | | Lucfenyő | 625 | 345 | 310 | | Bükk | 585 | 298 | 319 | | Tölgy | 465 | 285 | 325 | Lucfenyő 625 345 310 változását a 22. táblázat szemlélteti. Bükk 585 298 319 Tölgy 465 285 325 $ A fa teljesítménytényezője cos ϕ : I ϕ = (27) $ $ cos r I t Fánál a cos ϕ értéke ≤ 0.1 $ ### 2.7. A faanyag mechanikai tulajdonságai A faanyagok felhasználási lehetőségét legfőképpen a szöveti, mechanikai, kémiai és technológiai tulajdonságok határozzák meg. A faszerkezetek minden eleme meghatározott funkciót tölt be, ami az egyes területeken más és más igénybevételekkel jár. Szigorúbb követelményeket kell támasztani a tartószerkezeti elemek szilárdsági tulajdonságai terén, mint pl. a burkolati anyaggal szemben, amely nem hord számottevő terhet. Ezzel szemben a faburkolati anyag, (pl. parketta) kopásállósága jóval nagyobb kell, hogy legyen, mint a koptató hatásoknak ki nem tett szerkezeti elemeké. Az alkalmazott faanyagnak az alábbi hatásoknak, igénybevételeknek kell megfelelnie: - környezeti hatások - mechanikai igénybevételek - kémiai hatások - az építmény funkciójából eredő terhelések. A mechanikai tulajdonságok főként a teherviselő faszerkezetek szempontjából alapvetőek. Ezek határozzák meg ugyanis a különböző terhelő erőkkel szembeni ellenállást és az alakváltozás jellemzőit. A faanyag mechanikai tulajdonságainak két csoportját különböztetjük meg: az alakváltozási – rugalmassági jellemzők és a szilárdsági jellemzők. #### 2.7.1. A faanyag statikus rugalmasságának jellemzése A fának, mint ortotróp anyagnak a rugalmassági – alakváltozási jellemzőit derékszögű koordináta rendszerben célszerű vizsgálni (12. ábra). [Ábra: 12. ábra. Az ortogonálisán anizotrop fatest derékszögű koordináta rendszerben.] *ahol:* σ = normál feszültségek, ε = a normál feszültségek okozta alakváltozások. A természetes faanyag rugalmassági tulajdonságainak megismeréséhez célszerű a fa σ − ε jelleggörbéjéből kiindulni. A jelleggörbe jellemző pontjai és szakaszai a 13. ábrán láthatók. [Ábra: 13. ábra. A természetes faanyag alakváltozási jelleggörbéje] A-B : a feszültség és alakváltozás közötti képlékeny szakasz, (A: arányossági határ, B: töréshatár.) B-B : a törést követő szakasz, ahol a max. feszültség ( σ ) nem minden esetben okoz o B feltétlenül teljes törést. A feszültség tovább nem növekszik, hanem fokozatosan csökken a $ mintadarab kettéválásáig, de a B töréshatárhoz tartozó ε még növekszik ε (teljes fajlagos max Ö alakváltozás) értékéig. A csúsztató (nyíró) rugalmassági modulus (G) a nyírófeszültségek ( τ ) és az azokhoz kapcsolódó alakváltozások (lapszögváltozások) ( γ ) hányadosa: τ (29) $ $ G = γ A Poisson-féle állandók ( μ )az egymásra merőleges irányú normál feszültségek alakváltozás $ viszonyai valamely iránykombinációra értelmezve. $ μ = a rostirányban húzott fa sugárirányú deformációja; rs μ = a sugárirányban húzott fa rostirányú deformációja sr $ $ ε (30) $ $ μ = s rs ε r $ A fára vonatkozóan tehát 6 modulus és 6 Poisson állandó fejezi ki a rugalmas tulajdonságokat. A rugalmassági jellemzőkre viszonylag kevés adat áll rendelkezésünkre. Néhány légszáraz állapotú fafajra Rónai F., Somfalvi Gy. (1982) alapján mutatunk be adatokat (23. táblázat). ### 23. táblázat. Néhány fontosabb hazai fafaj szálra merőleges ütő – hajlító szilárdsága | Fafaj | Ütő – hajlító szilárdság, J/cm2 | |---|---| | Duglaszfenyő | 3,8 | | Erdeifenyő | 4,0 | | Lucfenyő | 4,0 | | Vörösfenyő | 6,0 | | Akác | 13,5 | | Bükk | 10,0 | | Kőris | 6,8 | | Nyár (óriás) | 5,0 | | Tölgy | 6,8 | #### 2.7.2. A faanyagok szilárdsága A faanyagok szilárdságát alapvetően a terhelés módja és iránya határozza meg, azonban a fizikai jellemzők (nedvességtartalom, hőmérséklet) és az anatómiai, szöveti jellemzők befolyásolják, egyes esetekben jelentős mértékben módosítják azokat. A terhelés módja és jellege alapján a szilárdságokat a következők szerint osztályozhatjuk: a) rövididejű (pillanatnyi) szilárdságok: - statikus, (adott konstans terhelési sebesség mellett a terhelési idő a max. terhelés eléréséig 1-3 perc); - dinamikus (a terhelési idő kisebb, mint 0,1 másodp., hirtelen, lökésszerű a terhelés); b) tartós nyugalmi teher okozta szilárdságok (a teher állandó, tetszőleges hosszú ideig hat), c) tartósan ismétlődő teher okozta szilárdságok (a terhelési idő tetszőlegesen hosszú, a terhelés a minimális és a maximális értékek között periodikusan változik). A fenti szempontok alapján a fa– és faalapú anyagok szilárdsági jellemzőit a 14. ábra szemlélteti [Rónai, Somfalvi 1982.]. A szilárdságot a szabványelőírások szerint kell meghatározni, és egységesen 12 % nettó nedvességtartalomra vonatkoztatva kell megadni. A szabványos vizsgálatok laboratóriumi körülmények között, kisméretű próbatestekkel modellezik a valóságban fellépő igénybevételeket és a szerkezeti elem viselkedését, így elméletileg hibamentes, szabályos szerkezetű, felépítésű próbatesteket szabad csak felhasználni. A tananyagban a fával való építés szempontjából fontosnak ítélt rövid idejű szilárdság néhány alapesetével foglalkozunk, amelyek tájékoztatást nyújtanak a szerkezeti elemben létrejövő maximális feszültségekről, ill. az elem teherbírásáról. [Ábra: 14. ábra. A fa és faalapú anyagok szilárdságának csoportosítása] #### 2.7.3. Rövididejű statikus és dinamikus szilárdságok vizsgálata ## Húzószilárdság Húzószilárdság, rostokkal párhuzamos: [Ábra: 15. ábra. A rostokkal párhuzamos húzószilárdsági vizsgálat próbateste] A húzószilárdság az alábbi összefüggéssel fejezhető ki: F (33) $ σ = max N/mm² (MPa) A $ *ahol:* F = a max. húzóerő, max A = a húzásra igénybevett keresztmetszet A rugalmassági modulus: σ (34) $ E = ; N/mm² ε és ha Δl (35) $ $ ε = l akkor F ⋅ l (36) $ $ E = ; N/mm² A ⋅ Δl $ ahol: $ E = a rugalmassági modulus (keményfáknál – 12700; puhafáknál – 12200 N/mm² ) σ = a húzószilárdság, ε = a fajlagos megnyúlás, Δl =a megnyúlás abszolút nagysága, l = a mérendő hossz $ Húzószilárdság, rostokra merőleges (faszerkezeteknél ritkán fordul elő). A gyengített keresztmetszetben az évgyűrűk, vagy párhuzamosan a), vagy merőlegesen b) fekszenek a 25 mm-es élhez viszonyítva. Az eredmények kiértékelése a rostokkal párhuzamos irányú húzószilárdsági vizsgálatoknál leírtak alapján történik. A húzószilárdság (U = 12%) keményfáknál => 96, lágyfáknál => 74, fenyőfáknál => 75 N/mm [Ábra: 16. ábra. A rostokra merőleges irányú húzószilárdsági vizsgálat próbateste] ## Nyomószilárdság Nyomószilárdságon a fának a rostok irányában, vagy a rostokra merőleges irányban történő terheléssel szemben kifejtett ellenállását értjük. Rostokkal párhuzamos nyomószilárdság A vizsgálati próbatest 20 × 20 mm– es élhosszúságú hasáb, melynek magassága: min. 30 mm; max. 60 mm. A nyomószilárdság és a rugalmassági modulus számítása a húzószilárdságnál alkalmazott összefüggések értelemszerű alkalmazásával számíthatók. Rostokra merőleges nyomószilárdság A rostokra merőleges nyomószilárdság az arányossági határon mérhető terhelőerőből ( F ) számítható: F (37) $ σ = a N/mm² mer A $ *ahol:* σ = a rostokra merőleges nyomószilárdság, mer F = az arányossági határhoz tartozó terhelés, a A = a nyomásra igénybevett felület. Háromféle terhelési eset különböztethető meg (17. ábra.): [Ábra: 17. ábra. A rostokra merőleges irányú nyomószilárdság három esete] C : a felület szélességének és hosszúságának csak egy meghatározott része terhelt (pecsétszilárdság). A nyomószilárdság nagysága a főbb fafajcsoportoknál: keményfáknál =>47, lágyfáknál => 40, fenyőféléknél => 34 N/mm² . A rugalmassági modulus a rostokkal párhuzamos irányú terhelésnél: keményfáknál => 12400, fenyőféléknél => 10800 N/mm² . ## Nyírószilárdság A fa ellenállása nyíróerőkkel szemben aránylag kicsi. Tiszta nyírás a faszerkezeteknél igen ritkán fordul elő; a nyírófeszültségek általában más feszültségekkel együtt jönnek létre. A nyírószilárdság próbatesteket a 18. ábrán mutatjuk be [Ábra: 18. ábra. A nyírószilárdsági vizsgálat próbatestei] [Ábra: 19. ábra. A leggyakoribb nyírási esetek] A nyírószilárdság az alábbi összefüggéssel számítható: F (38) $ τ = N/mm² ny A $ *ahol:* F = a nyíróerő legnagyobb értéke, A = a nyírásra igénybevett sík(ok) területe. A nyírószilárdság nagysága a főbb fafajcsoportoknál: - keményfáknál 7,1 N/mm² - lágyfáknál 5,5 N/mm² - fenyőféléknél 5,6 N/mm² . ## Csavarószilárdság A faanyagú tartókon csavaró igénybevétel ritkán, inkább csak járulékosan fordul elő. M M $ τ = cs = 4,8 ⋅ cs N/mm $ cs K a 3 cs ahol: M = csavarónyomaték, cs a 3 Kcs = csavarási keresztmetszeti tényező. (Négyzet keresztmetszetnél: K = ) cs 8,4 A csavarószilárdság (rostirányú) nagysága a főbb fafaj – csoportoknál: keményfáknál 15 ~ 25 N/mm² , fenyőféléknél 9 ~16 N/mm² . ## Kihajlási szilárdság A rövid, rúd alakú test hossztengelyében működő F nyomóerő hatására a rúd F F megrövidül. Ha a nyomóerőt bizonyos határon túl növeljük, akkor a rúd tönkremegy. Ha a keresztmetszeti méreteihez képest hosszú, egyenes tengelyű rúdra működik a nyomóerő, akkor csak bizonyos határig rövidül meg, azon túl pedig oldalirányban elgörbül, kihajlik. A kihajlás oka, hogy a nyomóerő hatásvonala nem esik tökéletesen egybe a rúd szimmetriatengelyével, illetve a rúd anyageloszlása sem homogén. Különösen érvényes ez a faanyagra! A nyomóerő növelésével a rúd egyre jobban kihajlik, és ezze a görbületet fokozó nyomaték is növekszik mindadíg amíg az erő a kritikus F értéket el nem éri és a rúd eltörik. t $ A kihajlási szilárdság ( σ ): k F (40) $ $ σ = t ; N/mm² k A Minden kihajlási szilárdság érékhez meg kell adni egy ún. λ karcsúsági számot. l λ = a karcsúsági szám = i ahol, l = a rúd hossza, I , (10×10mm négyzet keresztmetszet esetén i = 2,887mm) i = inerciasugár = A A = a rúdkeresztmetszet területe, $ I = tehetetlenségi nyomaték = a rúd keresztmetszetétől, méretétől és alakjától függő állandó. Az anyag rugalmassági tulajdonságai (E ) mellett a kihajlási szilárdság értékét elsősorban a $ rúd karcsúsága ( λ ) határozza meg, így a λ ≥ 100. (Euler – képlet) π 2 E σ = 0 N/mm² (41) $ $ k λ 2 A törőfeszültségre kapott összefüggést σ és λ között harmadfokú hiperbola (Euler – k $ hiperbola) ábrázolja, ami a plasztikus határ kezdetéig érvényes. Az Euler – féle rugalmas kihajlásra tett megállapítások ily módon a λ >100 tartományra vonatkoznak (20. ábra). A plasztikus kihajlással a magyar származású Tetmayer L. foglalkozott és a kritikus $ törőfeszültségre ( λ <100) σ = a − bλ alakú egyenest vezetett le. k $ [Ábra: 20. ábra. A törőfeszültségek változása a karcsúság függvényében] A fára vonatkoztatott átlagos törőfeszültség ( λ > 100): (42) $ $ σ = 29,3 − 0,194 λ k $ (A kihajlási szilárdság megadásakor a hozzá tartozó karcsúsági számot is meg kell adni, pl. $ σ = 37N/mm² (λ = 50) ) k $ ## Hajlítószilárdság A mechanikai tulajdonságok jellemzői között legfontosabb a hajlítószilárdság, mivel meghatározása egyszerű, és a hajlító igénybevétel a gyakorlatban igen sokszor előfordul. A szakítószilárdság — nagy általánosságban — mintegy kétszerese a nyomószilárdságnak. A hajlítószilárdság a Navier–féle összefüggéssel határozható meg, de meg kell jegyezni, hogy az összefüggés csak abban az esetben ad helyes eredményt, ha a semleges tengely pontosan egybeesik a próbatest szimmetriatengelyével. Ez a fánál, mint inhomogén anyagnál sohasem áll fenn. A hajlítószilárdság értéke egypontos ( σ ), illetve kétpontos ( σ ) terhelésnél az alábbi h1 h2 összefüggésekkel számolható (A terhelési sémák és a próbatest méretei a 21. ábrán találhatók): 3 ⋅ F ⋅ l (43) $ σ = max N/mm $ h1 2 ⋅ a ⋅ b 2 3 ⋅ F (44) $ σ = max 2 N/mm $ h2 2 ⋅ a ahol: F = a maximális terhelés, N; max l = az alátámasztási távolság, mm; a, b = a próbatest keresztmetszeti méretei. [Ábra: 21. ábra. Egy és kétpontos terhelési sémák hajlítószilárdsági vizsgálatoknál] A hajlítószilárdság (légszáraz) nagysága a főbb fafaj – csoportoknál: - keményfáknál 120 N/mm² , - puhafáknál 62 N/mm² , - fenyőféléknél 85 N/mm² . A rugalmassági modulus (egypontos) terhelésnél: 3 ⋅ F ⋅ l 3 (45) $ E = ; N/mm $ 64 ⋅ a ⋅ b 3 ⋅ y ahol: F= az arányossági határon uralkodó terhelés, l = az alátámasztási köz, y = a behajlás valóságos nagysága, a;b = a próbatest keresztmetszeti méretei. A hajlító rugalmassági modulus légszáraz állapotban a főbb fafaj – csoportok átlagában: - keményfáknál 14000 N/mm² , - puhafáknál 8500 N/mm² , - fenyőféléknél 11800N/mm² . ## Az ütő-hajlító szilárdság A próbatest: 20×20×300 mm (szabadfelfekvés – 210 mm). A mérést Charpy – féle ütőművön végzik (24. ábra). A mérésnél a kalapács "túllendülési" szögét kell leolvasni és ebből határozható meg az ütőmű által kifejtett fajlagos ütő – hajlító munka: m ⋅ g ⋅ h m ⋅ g ⋅ (h − h ) (46) $ w = = e u 2 ; J/cm A A $ *ahol:* w= a fajlagos ütő–hajlító munka, J/cm² m = a kalapács tömege, g h = a töréshez szükséges magasság, cm A = a próbatest keresztmetszete, cm² Az ábrából következik, hogy: h = h - h e u Az ábra alapján felírható, hogy: $ h = R − R ⋅ cosα = R ⋅ (1 − cosα ), u u u h = R − R ⋅ cos( 180 ° − α ) = e e [ ] = R 1 − cos( 180 ° − α ) e $ h h h h mivel: $ cos( 180 ° − α ) = − cos α , e e ezért: h = R ⋅ (1 − cosα ) ; e e így: h h u u h = h − h = e u = R ⋅ 1( − cos α ) − R ⋅ 1( − cos α ) = e u = R ⋅ (cos α − cos α ) u e $ [Ábra: 22. ábra. A Charpy – féle ütőmű vázlata] Az újabb ütőművek esetén már nem a tullendülési szöget, hanem a törési munkátolvassuk le Joule-ban. Ez úgy lehetséges, hogy a skála a kalapács tömegének megfelelően van feltüntetve a berendezésen. A kalapács tömege és a berendezés ejtési magassága határozza meg, hány Joule-os az adott kalapács. Néhány fontosabb hazai fafaj (szálra merőleges) ütő – hajlító szilárdsága a 23. táblázatban található. ### 23. táblázat. Néhány fontosabb hazai fafaj szálra merőleges ütő – hajlító szilárdsága | Fafaj | Ütő – hajlító szilárdság, J/cm2 | |---|---| | Duglaszfenyő | 3,8 | | Erdeifenyő | 4,0 | | Lucfenyő | 4,0 | | Vörösfenyő | 6,0 | | Akác | 13,5 | | Bükk | 10,0 | | Kőris | 6,8 | | Nyár (óriás) | 5,0 | | Tölgy | 6,8 | ## Keménység A fa keménységén azt az ellenállást értjük, amelyet a fába nyomott tárggyal szemben kifejt. A keménység abszolút számokkal való jellemzésére különböző vizsgálati eljárások alakultak ki, amelyek elsősorban a benyomott tárgy alakjában különbőznek. A tárgy lehet ismert átmérőjű acéltű, kúp alakú nyomótest, ismert átmérőjű golyó stb. Statikus és dinamikus keménységvizsgálati módok különböztethetők meg. Mi a fontosabb statikus eljárásokat ismertetjük. Janka – féle eljárás (23. ábra): A Janka – féle keménységi szám megállapítására egy 11,284 mm átmérőjű acélgolyót "egyenlítőjéig", 5,642 mm–ig nyomunk a faanyagba. A 23. ábrán látható, hogy az alkalmazott "golyó" félgömb, melynek vetülete pontosan 1 cm² . A Janka – féle szám az alábbi összefüggéssel határozható meg: F (48) $ H = N/mm² J 100 $ [Ábra: 23. ábra. A Janka – féle keménységvizsgálat elve és az alkalmazott próbatest] (Az eljárásnak azonban van néhány hiányossága, így más mérési módszereket is kidolgoztak). Brinnell–Mörath – féle keménységvizsgálati eljárás (24. ábra). A fa keménységmérésének legelterjedtebb módszere a Brinnell–Mörath – féle eljárás. Ehhez 10 mm átmérőjű acélgolyót használnak, amelyet az európai fafajoknál 50 N–os, a nagyon kemény trópusi fáknál 100 N– os terhelésnél nyomnak a vizsgálandó faanyagba. Igen puha fáknál ez az erő csak 10 N. h h [Ábra: 24. ábra. A Brinnell–Mörath – féle keménységvizsgálat elve] A Brinnell–Mörath – féle keménység az alábbi összefüggéssel számítható: F (49) $ H = N/mm² B D ⋅ π ⋅ h $ *ahol:* F = a terhelő erő, D = az acélgolyó átmérője, h = a benyomódás mélysége Célszerűbb a benyomódási kép átmérőjét mérni: − (50) D − D 2 d 2 $ h = 2 $ *ahol:* d = a golyó benyomódásából keletkező gömbsüveg átmérője Behelyettesítve: 2 F H = N/mm² (51) $ B ⋅ π ⋅ − − $ D ( D D 2 d 2 ) Fontosabb fafajok Brinell–Mörath keménységét a 24. táblázatban foglaltuk össze: ### 24. táblázat. Fontosabb fafajok Brinell–Mörath keménysége | Fafaj–csoport | Keménység, N/mm2 | | |---|---|---| | fafaj | Bütüfelületen | Oldalfelületen | | **Igen puha fák:** | | | | Hárs | - | 16 | | Fűz | 35 | 16 | | Óriás nyár | 36 | 12 | | **Puha fák:** | | | | Lucfenyő | 32 | 12 | | Erdei fenyő | 40 | 19 | | Vörösfenyő | 53 | 19 | | **Középkemény fák:** | | | | Szelídgesztenye | 38 | 18 | | Tölgyek | 66 | 34 | | Bükk | 72 | 34 | | Kőris | 65 | - | | Hegyi juhar | 62 | 27 | | **Kemény fák:** | | | | Akác | 74 | 48 | | Gyertyán | 71 | 36 | | **Igen kemény fák:** | | | | Buxus | 114 | 59 | Krippel–Pallay – féle keményséqvizsgálati eljárás: (25. ábra). A Janka– és a Brinell – Mörath–féle eljárások hibáinak kiküszöbölésére Krippel és Pallay olyan gömbsüveg alakú nyomótestet készítettek, melynek benyomódási mélysége 2 mm. A benyomott gömbsüveg felülete 2 cm² (25. ábra). [Ábra: 25. ábra. A Krippel–Pallay – féle keménységvizsgálat elrendezési vázlata] A Krippel–Pallay – féle eljárás szerint a keménységi szám: F (52) $ H = ; N/mm $ K − P 200 ahol: F = a golyó 2 mm mélyre történő benyomásához szükséges erő Összefoglalásként néhány fontosabb fafaj statikus szilárdsági jellemzőit a 25. táblázatban közöljük. ### 25. táblázat. Néhány fontosabb fafaj fontosabb szilárdsági jellemzői | Fafaj | Szilárdsági jellemzők, MPa | | | | |---|---|---|---|---| | | Húzó | Nyomó | Hajlító | Nyíró | | Erdeifenyő | 104 | 47 | 87 | 10.0 | | Jegenyefenyő | 84 | 40 | 62 | 5.1 | | Lucfenyő | 90 | 43 | 66 | 6.7 | | Vörösfenyő | 107 | 53 | 84 | 9.0 | | Akác | 148 | 59 | 120 | 16.0 | | Bükk | 135 | 53 | 105 | 8.0 | | Dió | 100 | 58 | 119 | - | | Éger | - | 40 | 85 | 4.5 | | Gesztenye | 107 | 66 | 107 | 8.5 | | Hárs | 85 | 44 | 90 | 4.5 | | Juhar | 100 | 53 | 117 | 9.0 | | Kőris | 104 | 48 | 102 | - | | Nyár (óriás) | 80 | 35 | 65 | 6.8 | | Nyír | 137 | 43 | 125 | 12.0 | | Tölgy | 90 | 53 | 91 | 9.0 | ## Egyéb (technológiai) tulajdonságok A kopásállóság a külső felületi koptatóerőkkel (kéz, láb, kerék stb.) szembeni ellenállóképességet fejezi ki. Ha a bükk kopásállóságát 1,0-nak vesszük (csiszolásos vizsgálat), akkor az akác 0,37, a gyertyán 0,45, a kőris 1,53, a tölgy 1,56, a vörösfenyő 1,83, a lucfenyő 2,03, az éger 3,34 kopásállóságú. Tehát a keménységi jellemzővel összhangban a gyertyán és az akác a legkopásállóbb fafajunk. A hasítószilárdság valójában nem más, mint egy ék alakú szerszám behatolásával szembeni ellenállóképesség. E jellemzőt a (tűzifa, rostfa, papírfa) hasítógépek méretezésénél célszerű figyelembe venni. Néhány fontosabb fafaj rostirányú jellemzője: kőris 0,96, tölgy 0,88, bükk 0,86, akác 0,62, vörösfenyő 0,52, lucfenyő 0,51, erdeifenyő 0,42 N/mm². A hasíthatóságot jelentősen befolyásolja a nedvességtartalom, a göcsössé és az anizotróp szerkezet. A szeg– és csavarállóság a szegek, facsavarok kihúzásához szükséges munkával mérhető. Ismerete rakodólapok, ládák és egyéb szegezett (csavarozott) szerkezetek szempontjából fontos. ### 2.8. A fontosabb hazai fenyő – és lombosfafajok #### 2.8.1. Fenyő félék A fenyőfélék fájára jellemző, hogy az évgyűrű korai pásztája élesebben különül el a kései pásztától Az évgyűrű határa is biztonságosabban megállapítható, mint a lombosfáknál. Az egyes fenyőfajokat makroszkopikus úton a geszt jelenléte vagy hiánya, a fa színe, továbbá a gyantajáratok jelenléte vagy hiánya alapján különböztethetjük meg. Jellemző lehet még a fa sűrűsége, keménysége, évgyűrűszerkezete, a kéreg keresztmetszete és színe, a kéregrepedések alakja. Lucfenyő (Picea abies) Sárgásfehér fájában a geszt színe megegyezik a szijácséval. Az évgyűrű korai pásztája fokozatosan megy át a kései pásztába. Erős lupéval a fa keresztmetszetén világos pontok alakjában láthatók a gyantajáratok. Elsősorban ennek alapján különböztethető meg a jegenyefenyőtől, melynek gyantajáratai nincsenek. Kérge vöröses, kéregpikkelyei kerekek vagy lekerekítettek. Műszaki jellemzői: Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,30 0,43 0,64 g/cm³ nyomó 35,0 50,0 79,0 MPa ρ 0,33 0,47 0,68 g/cm³ hajlító 49,0 78,0 136,0 MPa Zsugorodás húzó 21,0 90,0 245,0 MPa -húr: 7,8% nyíró 4,0 6,7 12 MPa -sugár: 3,6% ütőh. 1,0 4,6 11 J/cm² -rost: 0,3% hasító 0,2 MPa Bütükeménység (Brinell): 30 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 7300 11000 21400 MPa Felhasználása: A leggyakrabban és legsokféleképpen használt fafajok egyike, különösen a belső– és külsőépítészet, bányászat, járműépítés, ládagyártás alapanyaga. Ezenkívül papírgyártásra, fagyapot és faköszörület készítésére, gyufa– és cellulózgyártásra használják. Különleges felhasználási területe a hegedűgyártás. Jegenyefenyő (Abies alba) Gyantajárat nélküli fája színes geszt nélküli. Az évgyűrűk korai pásztája fokozatosan megy át a kései pásztába. Fájának színe sárgásfehér, vörösbe hajló árnyalattal. Kéregcserepei sarkosak, inkább szögletesek. A kéreg színe szennyesszürke, s egyezik a vele sokszor előforduló bükkfa kérgének színével. Műszaki jellemzői: Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,32 0,41 0,71 g/cm³ nyomó 31,0 47,0 59,0 MPa ρ 0,35 0,45 0,75 g/cm³ hajlító 47,0 73,0 118,0 MPa Zsugorodás húzó 48,0 84,0 120,0 MPa -húr: 7,6% nyíró 3,7 5,0 6,3 MPa -sugár: 3,8% ütőh. 3,0 4,2 12,0 J/cm² -rost: 0,1% hasító 0,28 MPa Bütükeménység (Brinell): 30 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 6600 11000 17200 MPa Felhasználása A lucfenyő fájával közel azonos célra használják. A kereskedelembe a két fafaj sokszor együttesen kerül. A lucfenyővel szemben ajtó, ablak és padlóburkolat céljára kevésbé alkalmas. Erdeifenyő (Pinus silvestris) Szijácsa inkább széles, nyers állapotban fehér, később sárgás, gesztje vörösbarna színű és az átmérőnek mintegy kétharmad részét teszi ki. Számos és a keresztmetszeten szabad szemmel is látható gyantajárata van. Ferriclorid vizes oldatával kezelve a faanyag világoszöld színeződést mutat, szemben a vörösfenyővel, ami erre a reagensre sötét árnyalatú lesz. Rétegelt vörösbarna kérgének egyes rétegei szürkésbarna kéregrésszel válnak el egymástól. Kérge a törzs felső részében vöröses-barnás, vékony, sima, melyen a felső réteg vékony hártyarétegekben leválik. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,30 0,49 0,86 g/cm³ nyomó 35,0 55,0 94,0 MPa ρ 0,33 0,52 0,89 g/cm³ hajlító 41,0 100,0 205,9 MPa Zsugorodás húzó 35,0 104,0 196,0 MPa -húr: 7,7% nyíró 6,1 10,0 14,6 MPa -sugár: 4,0% ütőh. 1,5 4,0 13,0 J/cm² -rost: 0,4% hasító 0,24 MPa Bütükeménység (Brinell): 40 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 6900 12000 20100 MPa Felhasználása: Az erdeifenyő a sokoldalúan használt fafajok egyike. Előnyösen használják a magas– és mélyépítésben, a bútor– és épületasztalos – iparban. Használja a hajógyártás, bányászat és a vasút. Feketefenyő (Pinus nigra) Fája hasonlít az erdeifenyő fájához, azonban a szijácsa nagyobb és a gesztje kisebb. Kérge – szemben az erdeifenyővel – az egész törzsön egyöntetűen sötétbarnás szürke, vastag. A kéreg alsóbb rétegei világos sárgásbarnák, lepattintva bársonyos tapintásúak. Gyantajárata több és nagyobb, mint az erdeifenyőé. Az évgyűrűk késői pásztája szélesebb, mint az erdeifenyőé. Műszaki jellemzői az erdeifenyőéhez hasonlóak. Felhasználása Nem annyira sokoldalú, mint az erdeifenyőé a sok és aránylag nagyméretű göcs miatt. Vörösfenyő (Larix decidua) Szijácsa keskeny, sárgásfehér színű. Gesztje vörösbarna (előfordul zöldes árnyalattal). Gyantajáratai gyérebbek és kisebbek, mint az erdeifenyőnek, de szabad szemmel még láthatók. Nagy csersavtartalma miatt csersavreagenssel kezelve sötét elszíneződést mutat. Vastag, réteges elhalt kéregcserepeinek lepattintása után élénk kárminvörös színeződésű kéregrész látható. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,40 0,55 0,82 g/cm³ nyomó 41,0 55,0 81,0 MPa ρ 0,44 0,59 0,85 g/cm³ hajlító 64,0 99,0 132,0 MPa Zsugorodás húzó 107,0 MPa -húr: 7,8% nyíró 4,5 9,0 10,0 MPa -sugár: 3,3% ütőh. 4,0 6,0 13,0 J/cm² -rost: 0,3% hasító 0,34 MPa Bütükeménység (Brinell): 53 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 6300 13800 2000 MPa Felhasználása A vörösfenyő faanyagát széles körben hasznosítják. Előnyösen alkalmazzák földmunkáknál, bányászatnál, vízépítésnél, hídépítésnél. Fájából készülnek különböző szesz– és erjesztőkádak, továbbá vasúti talpfa, különböző hajók alkatrészei, ablakkeret, ajtó, lépcső, falburkolat, bútor. Gyantájából nyerik az ún. "velencei terpentint". Simafenyő (Pinus strobus) Frissen döntve a szijács és a geszt nem színes. Levegőn gesztje vörösbarnára színeződik. A szijács fiatal korban nagyobb, idősebb korban alig néhány cm széles. Az évgyűrűn belül a korai pászta aránytalanul nagy a keskeny kései pásztához viszonyítva. A két pászta között az átmenet fokozatos. Gyantajáratai nagyok, szabad szemmel is jól láthatók. Fájának nagy a gyantatartalma. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,31 0,37 0,47 g/cm³ nyomó 30,3 34,4 37,8 MPa ρ 0,34 0,40 0,50 g/cm³ hajlító 59,2 61,4 69,6 MPa Zsugorodás húzó 53,0 104,0 136,0 MPa -húr: 6,0% nyíró 5,7 6,4 7,0 MPa -sugár: 2,3% ütőh. 4,9 J/cm² -rost: 0,2% hasító 0,45 MPa Bütükeménység (Brinell): 20 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 8270 10040 11350 MPa Felhasználása Sokoldalúan használt fafaj. Alkalmazzák a belsőépítészetben, felhasználja a ládaipar, a rétegeltlemez– és a gyufagyártás. Ezen kívül jó papírfának és használják fagyapot előállítására. Alacsony szilárdsága miatt szerkezeti célokra kevésbé alkalmas. Duglaszfenyő (Pseudotsuga duglasii) Közvetlenül a döntés után a szijács és a geszt egyszínű. A levegőn gyorsan elszíneződik. Szijácsa széles, világos sárgásfehér színű. Gesztje barnásvörös, hasonlít a vörösfenyőhöz. Az évgyűrűn belül aránytalanul nagy a kései pászta a korai pásztához viszonyítva. A két pászta között az átmenet fokozatos. Gyantajáratai az évgyűrűn belül rendszertelenül elszórtan találhatók és kisméretűek. Fájának gesztrésze a vörösfenyőtől sokszor nehezen különböztethető meg. Kérge kezdetben sima, később mélyen repedezett, pikkelyes cserepekkel. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,32 0,47 0,73 g/cm³ nyomó 43,0 52,0 MPa ρ 0,35 0,51 0,75 g/cm³ hajlító 68,0 82,0 MPa Zsugorodás húzó 105,0 MPa -húr: 7,4% nyíró 7,9 MPa -sugár: 4,2% ütőh. 3,8 J/cm² -rost: 0,3% hasító 0,25 MPa Bütükeménység (Brinell): 50 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 11500 13500 MPa Felhasználása Hazánkban kevésbé alkalmazzák, mivel előreláthatólag csak a következő 30 évben várható nagyobb mennyiségű kitermelés. Hazájában (USA, Kanada) igen fontos haszonfa. Használja a magas– és mélyépítés, a bányászat, hajóépítés, bútor– és lemezgyártás, valamint a cellulózgyártás. #### 2.8.2. Lombos fafajok Az egyes lombosfákat egymástól sokkal több — szabad szemmel is látható — anatómiai jelleg alapján lehet megkülönböztetni, mint a fenyőféléket. Szabad szemmel általában jól látható a különböző méretű edények nagysága és elrendeződése, a bélsugarak nagysága és alakja, a bélfoltok jelenléte vagy hiánya. Ismertető jelül szolgálhat még a fa színe, keménysége, sűrűsége, szaga, kérge és csersavtartalma. Az edények elrendeződése szerint megkülönböztetünk gyűrűs likacsú és szórt likacsú fákat. Kocsányos tölgy (Quercus robur) Szijácsa keskeny, sárgásfehér, gesztje sárgásbarna. Nagy edényei a keresztmetszeten a korai pásztában, az évgyűrűhatár mentén, egy sorban helyezkednek el, és szabad szemmel is jól felismerhetők. Edényei a sugár– és húrmetszeten árokszerű mélyedésekként láthatók. Az edények a késői pászta felé haladva gyorsan szűkülnek és sugárirányú sorokat alkotnak. Vastag bélsugarai szabad szemmel is jól láthatók minden metszeten. Jellegzetesek a sugármetszeten látható széles bélsugártükrök. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,39 0,65 0,93 g/cm³ nyomó 54,0 61,0 37,8 MPa ρ 0,43 0,69 0,96 g/cm³ hajlító 74,0 88,0 69,6 MPa Zsugorodás húzó 50,0 90,0 136,0 MPa -húr: 7,8% nyíró 6,0 11,4 7,0 MPa -sugár: 4,0% ütőh. 1,0 6,0 16,0 J/cm² -rost: 0,4% hasító 0,43 MPa Bütükeménység (Brinell): 66 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 10000 11700 13200 MPa Felhasználása Igen széles körben hasznosítják. Használja a bányászat, a kádáripar, a bútor– és épületasztalos–ipar. A fűrész– és lemezipar egyik legfontosabb alapanyaga. Kocsánytalan tölgy (Quercus petraea) Fája nagyon hasonlít a kocsányos tölgy fájához. Szijács igen keskeny, sárgásfehér, gesztje sárgásbarna. A korai pásztában nagy üregű edényei az évgyűrűhatárnál több sorban helyezkednek el. A késői pásztában fokozatosan szűkülő edényei radiális sort alkotva villás elágazásban helyezkednek el. Makroszkópos elkülönítése a kocsányos tölgytől nagyon nehéz. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,39 0,65 0,93 g/cm³ nyomó 48,0 65,0 70,0 MPa ρ 0,43 0,69 0,96 g/cm³ hajlító 78,0 110,0 117,0MPa Zsugorodás húzó 50,0 90,0 180,0 MPa -húr: 7,8% nyíró 6,0 11,0 13,0 MPa -sugár: 4,0% ütőh. 1,0 6,0 16,0 J/cm² -rost: 0,4% hasító 0,43 MPa Bütükeménység (Brinell): 66 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 9200 13000 13500 MPa Felhasználása A kocsánytalan tölgyet a kocsányos tölggyel azonos célra használják. Alapanyagban és a késztermékben sem különítik el. Csertölgy (Quercus cerris) Szijácsa fehér, világosabb és szélesebb a tölgynél. A geszt színe gyengén rózsaszínes vörösbarna. A bütün a geszt 6-10 hónapig tartó száradás után szennyesszürke színűvé válik. Ez a jellegzetesség jól megkülönbözteti a többi tölgytől. Szemben a tölgyekkel, álgesztesedésre hajlamos, csersavtartalma elenyésző. Gyakran fagyléces. A korai pásztában az edények nagyok és több sorban helyezkednek el. Bélsugarai igen szélesek, minden metszeten jól láthatók. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ nyomó 44,0 MPa ρ 0,76 g/cm³ hajlító 94,0MPa Zsugorodás -húr: 8,5% nyíró 9,0 MPa -sugár: 4,4% ütőh. 10,0 J/cm² Bütükeménység (Brinell): 57 MPa Felhasználása A fűrész–, lemez– és farostlemezipar használja fel a fáját. Különböző bútor– és épületasztalosipari szerkezetek és alkatrészek készülnek a fájából. Használja a bányászat és a koporsógyártás. A sok fahibával rendelkező fafaj értékes tűzifa. Vöröstölgy (Quercus borealis) Szijácsa sárgásfehér, gesztje világos rózsaszínű, vörös, később a kocsányos– és kocsánytalan tölgyhöz hasonló színűvé válik. Anatómiailag hasonlít a hazai tölgyekhez. Ferri-szulfátra reagál. A hazai tölgyeknél valamivel világosabb lesz az elszíneződése. Kérge sokáig sima marad. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,48 0,66 0,87 g/cm³ nyomó 47,0 61,2 MPa ρ 0,55 0,70 0,98 g/cm³ hajlító 100,0 130,0 MPa Zsugorodás húzó 163,0 MPa -húr: 8,2% nyíró 12,5 MPa -sugár: :4,0% ütőh. 7,4 3,8 J/cm² -rost: 0,7% hasító Bütükeménység (Brinell): 66 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 12800 13000 MPa Felhasználása A kocsányos– és kocsánytalan tölggyel azonos célra használják. Nem alkalmas hordógyártásra. Szelídgesztenye (Castanea sativa) Szijácsa sárgásfehér, nagyon keskeny, gesztje a kocsányos– és kocsánytalan tölgy gesztjével azonos színű. Anatómiailag is nagyon hasonlít a tölgyek fájához. Különbség, hogy gesztenyénél a bélsugarak egyáltalán nem láthatók szabad szemmel. Az évgyűrűszerkezeten belül a késői pásztában az edények radiálisán elágazó sorokban helyezkednek el. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,59 g/cm³ nyomó 40,0 50,0 57,0 MPa ρ 0,63 g/cm³ hajlító 70,0 77,0 91,0 MPa Zsugorodás húzó 135,0 MPa -húr: 6,4% nyíró 8,0 9,5 MPa -sugár: 4,3% ütőh. 5,5 5,9 J/cm² -rost: 0,6% hasító Bütükeménység (Brinell): 38 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 9000 MPa Felhasználása A tölgyek fájával azonos célra használják, de könnyű megmunkálhatósága miatt kedvelt a faszobrászatban és a fatömegcikk gyártásban is. Fehér akác (Robinia pseudacacia) Szijácsa keskeny, világos zöldessárga, gesztje sötétebb zöldessárga színű, vörösesbarnáig változva. Edényei a legfiatalabb évgyűrűtől eltekintve világossárga színű thilisekkel vannak töltve. Ez a jellegzetesség egyértelműen megkülönbözteti a hasonló szöveti szerkezetű eper fájától, melynél az edények nagyobb része nyitott. Az edények a késői pásztában szaggatott hullámos vonalszakaszokba rendeződnek. Bélsugarai világos, finom vonalaknak látszanak. Kemény– és nehézfák közé tartozik. Szaga jellegzetes akácszag, inkább kellemetlen. Kérge fiatalon sima, világosszürke, később erős Y alakú hosszanti repedésekkel világos barnásszürke, durva, rostos. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,54 0,74 ,87 g/cm³ nyomó 62,0 72,0 81,0 MPa ρ 0,58 0,77 0,90 g/cm³ hajlító 103,0 136,0 169,0 MPa Zsugorodás húzó 88,0 136,0 184,0 MPa -húr: 6,9% nyíró 11,0 12,8 14,60 MPa -sugár: 4,4% ütőh. 9,2 13,5 17,8 J/cm² -rost: 0,1% hasító 0,5 0,62 0,74 MPa Bütükeménység (Brinell): 78 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 9000 11300 13500 MPa Felhasználása Korábban főként szőlőoszlopnak, bányafának, vezetékoszlopnak használták. Fontos fafaj a járműgyártásnál és hajóépítésnél, a különböző földmunkáknál. Szélesebbkörű felhasználása jelenleg van folyamatban. Egyre inkább alkalmazza a bútor– és épületasztalos–ipar különböző bútoralkatrészekhez és padlóburkolatokhoz. Mezei szil (Ulmus glabra) Szijácsa keskeny, sárgásfehér, gesztje vörösbarna vagy sötétbarna. Edényei a késői pásztában folyamatos hullámvonal alakban helyezkednek el, mely néha megszakad. A hullámvonalak legtöbbször keskenyebbek a likacsgyűrű övénél. A korai pászta edényei nagyok, üregei jól láthatók. Bélsugarai a sugármetszeten fényes, világosbarna színű, rövid szalagok vagy kis foltok alakjában fénylenek. A húrmetszeten a bélsugarak finom, rövid, sötét színű vonalkákként szabad szemmel is jól láthatók: Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,44 0,64 0,82 g/cm³ nyomó 33,0 56,0 73,0 MPa ρ 0,48 0,68 0,86 g/cm³ hajlító 56,0 89,0 200,0 MPa Zsugorodás húzó 65,0 80,0 210,0 MPa -húr: 7,8% nyíró 7,0 10,5 MPa -sugár: 3,6% ütőh. 2,0 6,0 10,0 J/cm² -rost: 0,3% hasító 0,6 MPa Bütükeménység (Brinell): 64 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 59000 11000 16000 MPa Felhasználása Bútor- és furnérgyártás, épületasztalos–ipar, járműgyártás, hajóépítés, gépgyártás, sportszergyártás használja. Fájából különböző faragott termékek és játékáruk készülnek. A szilek járványszerű kipusztulásával (szilfavész) jelentősége lecsökkent. Magas kőris (Fraxinus excelsior) Szijácsa széles, világos, vörösessárgás fehér, gesztje idősebb korban valamivel barnább. A geszt színe változó a termőhely adottságainak függvényében is. A likacsgyűrű széles, világos színű, az edények nagyok és jól láthatók. A kései pászta sötétebb színű, az edények szabad szemmel, mint apró fehér pontocskák láthatók. Bélsugarai a keresztmetszeten nem, a sugármetszeten számos keskeny, rövidebb – hosszabb tükörként láthatók. A kőris fájának húrmetszete nagyon hasonlít a szil szijácsának húrmetszetéhez. Az évgyűrűhatár minden metszeten jól látható. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,41 0,65 0,82 g/cm³ nyomó 23,0 52,0 80,0 MPa ρ 0,45 0,69 0,86 g/cm³ hajlító 58,0 120,0 210,0 MPa Zsugorodás húzó 70,0 165,0 293,0 MPa -húr: 8,0% nyíró 9,0 12,0 14,6 MPa -sugár: 5,0% ütőh. 1,0 6,8 25 J/cm² -rost: 0,2% hasító 0,69 MPa Bütükeménység (Brinell): 65 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 4400 13400 18100 MPa Felhasználása Fája kemény, rugalmas, ezért elsősorban bútor–, parketta– és a sportszergyártás alapanyaga. Csomoros törzsének szép rajzolatú metszete a "habos" és "madárszemű" kőris, amelyet bútoriparunk előszeretettel használ. Felhasználják még a jármű– és vagongyártásnál is. Madárcseresznye (Prunus avium) Szijácsa keskeny, sárgás– vagy vörösesfehér. Gesztje vörösesbarna, zöldesbarna csíkoltsággal. A csíkoltság az évgyűrű korai pásztájában látható. Edényei az évgyűrűhatár közelében nyitottak, szabad szemmel nem vagy alig láthatók. Sok bélsugara vékony, csak nagyítóval látható. A bélsugárszalagok vékonyak, de még szabad szemmel felismerhetők. A kéreg fedőrészét fényesbarna bőrpara képezi, amely később keresztirányú szalagokban hasad le a széleken felkunkorodva. Idősebb korban a kéreg hosszirányban repedezett, feketés, durva. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,57 0,43 0,64 g/cm³ nyomó 45,0 54,0 MPa ρ 0,33 0,47 0,68 g/cm³ hajlító 85,0 106,0 MPa Zsugorodás húzó -húr: 8,7% nyíró 14,8 MPa -sugár: 5,0% ütőh. Bütükeménység (Brinell): 59 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 11000 MPa Felhasználása Az egyik legrégebben használt bútoripari alapanyag. Belső kiképzésekhez, bútor, lépcsőkarfa, intarzia, különböző luxustárgyak, zeneeszközök, esztergaáruk és furnér gyártására használják. 1996. évben Magyarországon az év fájává választották. Dió (Juglans regia) Szijácsa világos sárgásszürke, széles. Gesztje sötétszürke, barnás árnyalattal. A gesztben szabálytalanul futó sötétebb vonalak láthatók. Szórt likacsú fa. Az edényei nagyok, szabad szemmel is jól láthatók a késői pásztában is. A késői pásztában az edények radiális sorokban helyezkednek el a tölgyekhez hasonló módon. Bélsugarai finomak, szabad szemmel alig észlelhetők. Hosszmetszeten nagyon jellegzetes a rendszertelen és szabad szemmel is jól látható árkoltság. Kérge kemény, világosszürke, repedéses. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,45 0,64 0,75 g/cm³ nyomó 46,5 72,0 89,0 MPa ρ 0,68 g/cm³ hajlító 99,0 147,0 178,0 MPa Zsugorodás húzó 90,0 100,0 125,0 MPa -húr: 7,5% nyíró 6,5 9,0 MPa -sugár: 5,4% ütőh. 9,5 19,0 J/cm² -rost: 0,5% hasító 0,57 MPa Bütükeménység (Brinell): 70 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 12500 13000 MPa Felhasználása Elsősorban a bútoripar alkalmazza tömörfa alkatrészek és furnér formájában. Használja az épületasztalosipar különféle burkolatok készítéséhez, a hangszergyártás, a járműgyártás. Használják különböző géprészek, repülőgép–légcsavar, esztergályosmunka, faragás és fametszetek készítésére. Fekete dió (Juglans nigra) Fája nagyon hasonló a dió fájához, anatómiailag alig különböztethetők meg egymástól. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,56 g/cm³ nyomó 53,0 MPa ρ 0,61 g/cm³ hajlító 103 MPa Zsugorodás húzó -húr: 7,1 7,7% nyíró 9,6 MPa -sugár: 4,8 5,2% ütőh. 5,8 J/cm² -rost: 0,4% Bütükeménység (Brinell): 50 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 11800 13500 MPa Felhasználása A dióval azonos. Közönséges nyír (Betula pendula) Színes geszt nélküli. A fája egyszínű fehér, gyengén sárgás vagy vöröses színezettel. Jellemző az évgyűrűn belül az edények keresztmetszeti képe, melyek világos fehér pontokként láthatók. A keresztmetszet olyan képet mutat, mintha liszttel lenne behintve. A bütüfelületen gyakran vörösesbarna, húrirányú bélsugárfoltok találhatók. Bélsugarai igen finomak, szabad szemmel alig észlelhetők. Húrirányú hosszmetszetén a bélsugártükrök atlaszselyem fényt adnak a fának. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,46 0,61 0,80 g/cm³ nyomó 38,0 51,0 100,0 MPa ρ 0,51 0,65 0,83 g/cm³ hajlító 76,0 147,0 155,0 MPa Zsugorodás húzó 35,0 137,0 270,0 MPa -húr: 7,8% nyíró 12,0 14,5 MPa -sugár: 5,3% ütőh. 4,5 10,0 13,0 J/cm² -rost: 0,6% hasító 0,57 MPa Bütükeménység (Brinell): 22-27 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 14500 16500 MPa Felhasználása Hazánkban iparilag kevésbé használják, mivel összefüggő erdőállományai nincsenek. Használható különböző szerszámokhoz kaptafa, ruhaakasztó céljára. Különböző falemezek formájában, bútorok és épületasztalos–ipari szerkezetek készülhetnek fájából. Használják esztergályozott és metszett faárukhoz. Bükk (Fagus silvatica) Színes geszt nélküli, fájának színe száraz állapotban vörösbe hajló fehér. Az idősebb fában gyakran látható sötét elszíneződés, az ún. álgeszt. Az álgeszt nem követi az évgyűrű határát, hanem attól szabálytalanul eltér. Vastag és vékony bélsugarai vannak. A keresztmetszeten a vastag bélsugarak szabad szemmel is jól láthatók. Edényei csak nagyítóval láthatók. Évgyűrűn belül a késői pászta sötétebb a korainál, ezért az évgyűrűhatár éles. Sugármetszeten a bélsugarak 1–5 mm széles tükröcskék alakjában jól láthatók. Húrmetszeten a bélsugarak orsó alakú, sötét színű rajzolatokként láthatók. A kérge sokáig sima marad, vékony, szürke színű. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,49 0,68 0,88 g/cm³ nyomó 41,0 62,0 99,0 MPa ρ 0,54 0,72 0,91 g/cm³ hajlító 74,0 123,0 210,0 MPa Zsugorodás húzó 57,0 135,0 180,0 MPa -húr: 11,8% nyíró 6,5 8,0 19,0 MPa -sugár: 5,8% ütőh. 4,5 10,0 13,0 J/cm² -rost: 0,3% hasító 0,35 MPa Bütükeménység (Brinell): 72 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 10000 16000 18000 MPa Felhasználása Egyike azoknak a fafajoknak, melyek felhasználási területe az iparban igen nagy. Bútor, épület– és szerkezeti fa. Bányászat, vagongyártás, karosszéria, szerszám– és gépalkatrészek, talpfa, rétegeltlemez gyártása, mezőgazdasági eszközök, kefeáruk, farost–, papír– és faszéngyártás. Gyertyán (Carpinus betulus) Szíjácsa és gesztje színben megegyezik, fehér színű, hosszabb időn át levegőn kiszáradva sötétebb, sárgás színűvé válik. Keresztmetszetén az évgyűrűk erősen hullámosak. Vastag, szabad szemmel is jól látható összetett bélsugarai vannak. Az edények nagyítóval is alig láthatók. Fája igen kemény. Kérge vékony, egyenlőtlen vastagságú, sima, szennyesszürke, többé–kevésbé feltűnő széles, világos hosszanti sávokkal. A hullámos évgyűrűszerkezet miatt a törzs nem hengeres, hanem erősen bordás, ún. ormos. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,50 0,79 0,82 g/cm³ nyomó 54,0 82,0 99,0 MPa ρ 0,54 0,83 0,86 g/cm³ hajlító 58,0 160,0 200,0 MPa Zsugorodás húzó 47,0 135,0 200,0 MPa -húr: 11,5% nyíró 8,5 16,0 MPa -sugár: 6,8% ütőh. 8,0 12,0 J/cm² -rost: 0,5% hasító 0,62 MPa Bütükeménység (Brinell): 71 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 7000 16200 17700 MPa Felhasználása Gépgyártás, szerszámgyártás, kaptafa, faszeg, esztergályosmunkák, különféle konyhaeszközök stb. Nem alkalmas építkezési célra és asztalosmunkákhoz. Mézgás éger (Alnus glutinosa) Fája frissen döntve narancssárgásan vörös, a levegőn a kezdetben élénk szín halványodik, a sárgás szint elveszítve vörösesbarnává változik, a szijács és geszt színe azonos, az egészséges fának színes gesztje nincs, de álgesztképződés előfordul, melyet barna bélnek nevezünk. A keresztmetszeten szabad szemmel is jól láthatóak az összetett bélsugarak. Jellemzőek a különböző metszeteken gyakran látható bélfoltok. A bélfolt néha hiányozhat. Fája puha, kérge nem vastag, fiatalon sima, szürkés sötétbarna színű, keresztirányú paraszemölcsökkel, idősebb korban szürkésfekete, széles hosszanti és vékony keresztirányú repedésekkel. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,45 0,51 0,60 g/cm³ nyomó 31,0 54,8 77,0 MPa ρ 0,49 0,55 0,64 g/cm³ hajlító 44,0 97,0 172,0 MPa Zsugorodás húzó 55,0 94,0 140,0 MPa -húr: 9,3% nyíró 3,0 4,5 5,5 MPa -sugár: 4,4% ütőh. 2,5 5,4 10,8 J/cm² -rost: 0,5% hasító 0,35 MPa Bütükeménység (Brinell): 33-38 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 9500 11700 MPa Felhasználása Furnér, rétegelt lemez formájában bútorgyártásban; valamint földmunka, vízépítés, istállódeszka, öntőminta; és hangszerek rádiókávák egyes alkatrészei készülnek fájából. Használja a faszobrászat, fájából készül faköszörület és fagyapot. Szabadban nem alkalmas építési célokra. Hegyi juhar (Acer pseudoplatanus) Színes geszt nélküli. Fájának fehér a színe, néha kissé sárgás árnyalattal. A bél körüli részen ritkán sötétszínű, álgesztképződése van. A juharok közül a legvastagabb bélsugarai vannak, szabad szemmel is jól láthatók. Edényei szabad szemmel nem láthatók. Az évgyűrű határát vastagabb falú és szűkebb üregű sejtek szabad szemmel is jól elkülöníthető vonala jelzi. Radiális metszeten a bélsugártükrök szép, fényes felületet adnak. Kérge sokáig sima marad, vékony barnásszürke színű, ilyenkor nagyon hasonlít kérge a bükkhöz. Később a kérge megrepedezik, s kéregcserepeit a platánhoz hasonlóan leveti, így a törzs foltos képet mutat. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,48 0,59 0,75 g/cm³ nyomó 29,0 49,0 72,0 MPa ρ 0,53 0,63 0,79 g/cm³ hajlító 50,0 95,0 140,0 MPa Zsugorodás húzó 82,0 MPa -húr: 8,0% nyíró 9,0 15,0 MPa -sugár: 3,0% ütőh. 6,5 J/cm² -rost: 0,5% hasító Bütükeménység (Brinell): 62 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 6400 9400 15200 MPa Felhasználása Bútorok tömörfa és furnérral borított részei készülnek fájából. Használja a magasépítés, gépgyártás. Fájából készülnek még különböző mérőeszközök, játékáru, faragások, hangszerek. Fája nem alkalmas építkezési célokra. Korai juhar (Acer platanoides) Fája finom, fénylő vörösesfehér, nem annyira világos, mint a hegyi juhar. Keresztmetszetén a bélsugarak sűrűek, de vékonyak, szabad szemmel még láthatók. Radiális metszeten a bélsugártükör keskenyebb. Fája valamivel keményebb és nehezebb a hegyi juharénál. Kérge szürkésből feketébe átmenő színű, nem nagyon vastag, sűrűn ismétlődő, kevéssé mély, hosszanti repedésekkel. Műszaki jellemzői: Sűrűség: $ ρ =0,74 g/cm³ 12 Felhasználása $ A hegyi juharéval azonos. Mezei juhar (Acer campestre) Fája sötétebb a hegyi juharénál, vörösbe hajló. Bélfoltjai vannak. Rostjai gyakran hosszirányban hullámosak, ebből készül az ún. fodros jávor fűrészáru, illetve furnér. Közepes keménységű. Kérge világosbarna, finoman repedezett, nagy páratartalma miatt könnyen lemorzsolható. Műszaki jellemzői : Sűrűség: $ ρ =0,74 g/cm³ 12 Felhasználása : $ Az előző juharokéval azonos. Hárs (Tilia platyphyllos, T. cordata) Színes geszt nélküli, fája gyengén vöröslő fehér színű. Az évgyűrűhatárt fehér, sárgás színű vonal jelzi. Bélsugarai nagyítóval jól láthatók. Fája nagyon hasonlít a nyírfához. Kérge a fiatal törzsön sima és zöldesbarna, paraszemölcsökkel, később hálószerűen repedezik. A kéreg keresztmetszetére jellemző a vastag háncsrész és a háncskötegek hosszúkás háromszög, lángnyelv formája. Ez a jellegzetesség valamennyi hársfafajra jellemző. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,32 0,49 0,56 g/cm³ nyomó 26,0 52,0 78,0 MPa ρ 0,35 0,53 0,60 g/cm³ hajlító 46,0 106,0 147,0 MPa Zsugorodás húzó 73,0 85,0 145,0 MPa -húr: 9,1% nyíró 4,0 4,6 6,0 MPa -sugár: 5,5% ütőh. 5,0 13,0 J/cm² -rost: 0,3% hasító Bütükeménység (Brinell): 38 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 5800 7400 17200 MPa Felhasználása Jól felhasználható faragásra, mérő– és rajzasztal, rajztábla készítésére. Elterjedten alkalmazzák a faszobrászok és esztergályosok. Alkalmas öntőminta, játék, orgona építésére és hámozási furnér készítésére. Másodrendű ceruzafa. Vadkörte (Pyrus communis) Szijácsa és gesztje egyszínű, világosbarnás vörös. Néha szürkés bevonatú. Az évgyűrű határát sötétebb vonal jelzi. Bélsugarai még nagyítóval is alig láthatók. Egyenletes szövetű, nehéz, kemény a fája. A kéreg keresztmetszetén a háncsrész keskeny, rétegelt, vörösesbarna. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,65 0,70 0,76 g/cm³ nyomó 41,0 54,0 60,0 MPa ρ 0,69 0,74 0,80 g/cm³ hajlító 77,0 98,0 112,0 MPa Zsugorodás húzó -húr: 9,1% nyíró -sugár: 4,6% ütőh. 1,8 3,1 4,3 J/cm² -rost: 0,4% hasító Bütükeménység (Brinell): 60 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 6000 8000 10000 MPa Felhasználása Bútor, furnér, berakások, esztergályosmunkák, fafaragás, rajzeszközök, hangszerek, öntőminták, nyomótőkék, szőlőprések, faszobrászat, fametszet. A körte feketére pácolva az ébenfát pótolhatja. Barkóca berkenye (Sorbus torminalis) A szijács és a geszt egyszínű, világos barnásvörös, hasonlít a körtéhez. Gyakori a sötétvörös álgeszt és a bélfoltok. Edényei és bélsugarai a körtéhez hasonlóak. Fája igen kemény és nehéz. Kérge kemény, barna színű, repedezett kéregcserepekkel. A háncs széles világossárga, rostos, de nem rétegelt. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,63 0,71 0,87 g/cm³ nyomó 49,5 53,0 55,0 MPa ρ 0,67 0,75 0,90 g/cm³ hajlító 92,5 108,0 120,5 MPa Zsugorodás húzó 82,0 MPa -húr: 11,6% nyíró 9,0 15,0 MPa -sugár: 5,7% ütőh. 3,5 7,5 6,0 J/cm² -rost: 0,23% hasító Bütükeménység (Brinell): 48 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 10000 11700 13400 MPa Felhasználása Az egyedi bútorok legértékesebb anyaga. Szerszámnyél, fafaragási és esztergályos munkák, műszerek farészei, mérővesszők fája. Fehér fűz (Salix álba) Szíjácsa keskeny, sárgásfehér, gesztje egyenlőtlenül sávolt, vörösesbarna. Szöveti szerkezete a nyárfáéhoz hasonló. Rendkívül laza szövetű, könnyű, igen puha fa. Kérge szürke, hosszirányban, szalagszerűen repedezett. Háncsa rostos, barna színű. Edényei magányosak, nagyok, szórtan helyezkednek el. Bélsugarai és edényei ettől függetlenül szabad szemmel nem láthatók. A bél körüli részen bélfoltok találhatók. Műszaki jellemzői Sűrűség: Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) ρ 0,27 0,33 0,38 g/cm³ nyomó 18,0 23,5 28,5 MPa ρ 0,29 0,35 0,40 g/cm³ hajlító 30,0 47,0 61,5 MPa Zsugorodás húzó 32,5 46,0 70,0 MPa -húr: 6,3% nyíró 5,8 6,4 7,3 MPa -sugár: 2,4% ütőh. 1,7 3,5 7,2 J/cm² -rost: :0,9% hasító 0,57 MPa Bütükeménység (Brinell): 23 MPa Rugalmassági modulus (hajlító): 4400 7200 10100 MPa Felhasználása Bútor–, rétegelt lemez, furnér, láda, hajóépítés, sportszer, fogvájó, szitakáva, dobozok, gyufa, faköszörület, fagyapot. 1-214 Olasz nyár (Populus x euramericana cv. 1-214) Ma Európa–szerte az egyik legelterjedtebb nyárfajta. A jelenlegi hazai fakitermelésben a nyarak között 50–60 % részarányú. Kérge sima, barnásszürke, 1–3 cm vastag. A szíjács és a geszt hasonló színű, fehéres sárga. Álgesztesedés előfordul. Az évgyűrűhatárok halványak, de jól elkülöníthetők. Az évgyűrűk a gyors növekedés eredményeként néha a 20 mm szélességet is elérik. A szórtlikacsú fákban a pászták nem különíthetők el. A sugármetszeten a bélsugár tükrök fénylő sávjai szabad szemmel is láthatók. Műszaki jellemzői Zsugorodás Szilárdság (rostokkal párhuzamosan) -húr: 9,3% nyomó 24,6 MPa -sugár: 4,4% hajlító 44,2 MPa -rost: 0,5% húzó Bütükeménység (Brinell): 21 MPa nyíró 7,1 MPa ütőh. 2,4 J/cm² Felhasználása A könnyű, jól hámozható, világos fáját elterjedten használják hámozott furnérok, rétegelt lemezek, bútorlapok gyártására. Fontos alapanyag a láda– és a gyufagyártásban. Felhasználják forgács– és farostlemezek valamint cellulóz előállítására. Alacsony szilárdsága miatt nem javasolható teherviselő szerkezetek (pl. rakodólap, épületszerkezet) készítésére. ## 3. FAANYAGOK MEGMUNKÁLÁSA ÉS # ALKALMAZÁSTECHNIKÁJA ### 3.1. A fa hidrotermikus kezelése #### 3.1.1. Gőzölés Általánosan ismert tény, hogy a természetes faanyagok jelentős része gőz és/vagy forró víz hatására, bizonyos tulajdonságaikat előnyösen megváltoztatják. A faanyagnak ilyen irányú hőkezelését nemesítésnek nevezzük. A gőzölést mindig egy meghatározott célú faanyag-tulajdonság elérése érdekében végezzük: - a szín megváltoztatása, - a faanyag sterilizálása, - technikai szárítás megkönnyítése, faanyagfeltárás, - szárítási idő csökkentése, - faanyag megmunkálhatóságának javítása, - feszültség csökkentés, - a faanyag telíthetőségének előkészítése, - a vízben oldódó inkruszt anyagok eltávolítása. A faanyag gőzölése azonban nem kívánt hátrányos tulajdonságok kialakulását is eredményezheti: - csökken a hajlító- és néhány egyéb szilárdság, - a gomba- és rovartámadás lehetősége fokozódik, - a fülledés állapota nem javul, esetenként romlik. Általános tapasztalat, hogy: - a gőzölt faanyag vízfelvevő képessége megváltozik; ugyanazon fanedvesség- tartalom eléréséhez magasabb páratartalomra van szükség, mint a gőzöletlen faanyagnak, - a faanyag gőzölés hatására jól alakítható, formálható (Thonett- hajlítás, tömörítés), - gőzöléssel a szárítási károk mérsékelhetők, de nem szüntethetők meg, - a dagadási és zsugorodási képessége a gőzölés hatására negatív irányban változik, - a gőzölést okvetlenül magas faanyagnedvesség tartalom mellett végezzük, hogy megfelelő és egyenletes színárnyalatot kapjunk, - a fűrészárut vágás után lehetőség szerint azonnal gőzöljük, - a bükk fűrészrész-áru 20% nedvességtartalom alatt gőzölve alig mutat színváltozást. 3.1.1.1.Gőzölési eljárások Közvetlen (direkt) gőzölés. Közvetlen gőzölés problémamentesen, csak a rosttelítettségi határ feletti faanyagnedvesség-tartalomnál lehetséges, mivel itt közvetlen gőzbefújás történik. Előnye: - a gőzvezeték rendszer rendkívül egyszerű, - a faanyag nemesítéshez alacsony nyomású vízgőz (p=1,08 - 1,1 bar) elegendő, - egyszerű a kamra, ill. a gőzölő harang felépítése, - a faanyag alacsonyabb végső nedvességtartalommal rendelkezik. Hátránya: - rendkívül gyors, ezért a faanyag károsodásának veszélye áll fenn, - csak tiszta, olajtalanított gőz alkalmazható, külön gőzkazán szükséges, - a faanyag nedvességtartalmának a rosttelítettségi határ felett kell, hogy legyen $ (u=50–80%), $ - a kondenzvíz elvezetésére elfolyó beszerelését igényli (környezetvédelem!), - érzékeny fafajok gőzölésére nem ajánlott. Közvetett (indirekt) gőzölés. A közvetett gőzölés a faanyag szempontjából kíméletesebb és egyenletesebb kezelést biztosít, valamint a hő-felhasználás szempontból is előnyösebb. A közvetett gőzölés során a gőzölő alján 30 - 60cm magasságú vízfürdőt kell alkalmazni, melyben perforált csőkígyó található. A fűtőközeg (fáradt gőz, esetleg friss gőz, forró víz) a perforáción keresztül bejutva melegít és így elősegíti az egyenletes párolgást. Előnye: - egyenletes és kíméletes faanyag felmelegítést, ill. kezelést biztosít, - gazdaságos üzemeltetés a kondenzvíz visszanyerése miatt, - alacsony olajtartalmú használt gőz is alkalmazható, - nincs szükség nagynyomású forró víz előállítására (kazán), - a kondenzvíz folyamatos elvezetéséről nem kell gondoskodni. Hátránya: - a direkt fűtésnél kissé magasabb nyomás szükséges (1,3 - 1,4 bar) tekintettel a hőátadás módjára, - nagykiterjedésű és költséges csővezeték rendszer kiépítését igényli, - túlnedvesedés léphet fel egyes helyeken a rakatokban a pangó gőz és kondenzáció miatt. ##### 3.1.1.2. Gőzölő berendezések Gőzölő tartályok (autoklávok). A gőznyomás növelhetősége céljából hengeres kivitelben készülnek 1,2 - 2,5 m átmérővel, 30 m hosszúságig. Előnye: - csekély a hővesztesség a jó szigetelés és a jó tömítettség miatt. - magas korrózióállóság, - megnövelt túlnyomás esetén rövidebb gőzölési idő (3 - 6 óra), - a gőzölt fűrészáru egyenletes minősége. Gőzölő kamrák. Földbe helyezett, vasbeton falazattal vagy saválló klinker felhasználásával készülnek. A kamara fedelét alumíniumborítású vörösfenyőből, vagy vasbetonból alakítják ki, és a hővesztesség csökkentése érdekében körbefutó „vízzárral” látják el. A gőzölő kamara közvetett, vagy közvetett fűtésmódjától függetlenül a csőrendszer csak alumíniumból, vagy rézből készülhet. Gőzölő harangok. A gőzölő harang abban különbözik a kamrától, hogy a faanyagot egy függőleges irányba mozgatható fém burával fedjük le, melynek pereme „U” alakú vízzáró betonhoronyba helyezkedik el. Merevségét idomacél váz biztosítja, ami üzemeltetés szempontjából rendkívül előnyös. ##### 3.1.1.3. A gőzölési idő A fűrészáru gőzölése során három fő szakaszt különböztetünk meg: felfűtés, gőzölés és hűtés. Felfűtés: feladata a faanyag feltárása és az előírt maximális gőzölési hőmérséklet elérése a fokozatosság figyelembevétele mellett. A gőzölés kezdetén a gőz egy része érintkezik a hidegebb fa-anyaggal, és hőmérséklete lecsökken. A fa felületére eközben vízgőz csapódik le, melynek következtében a fa felületi rétegei átnedvesednek. A kondenzáció során felszabaduló hőmennyiség felmelegíti a faanyagot és a fában lévő vizet. Ennek eredményeképpen kialakul egy gőz-folyadék gradiens és megindul egy áramlás a gőzölési hőmérséklet elérése érdekében. Gőzölés: a faanyag teljes keresztmetszetű átmelegedését követően a gőzölési hőmérsékletet állandó értéken kell tartani. A legfontosabb feladat a kondenzvíz elvezetés és/vagy 30 - 60 cm vastagságú párologtató felület biztosítása. Hűtés: egyenletes hőmérséklet és relatív páratartalom csökkentés mellett történő gőzölő berendezés nyitás a felületi párolgás és feszültség csökkentés érdekében. A fűrészáru gőzölés idejének meghatározására konkrét számítás módszer nem használnak. Jó kiindulási alapként szolgálhat a rönk gőzölési idő – a faanyag sűrűségtől és átmérőtől függő – értékének meghatározása és a korábbi tapasztalati értékek, pl.: - a fűrészáru gőzölésének időigénye elsősorban a fafajtól, a faanyag vastagságától, kezdeti nedvességtartalmától, külső hőmérséklettől és az adott berendezés paramétereitől függ (26. 27. táblázat). - a gyakorlati tapasztalat azt mutatja, hogy minél alacsonyabb a kezdeti nedvességtartalom – a megnövekedett felfűtési idő miatt – annál hosszabb ideig kell gőzölni. ### 26. táblázat. Fűrészáru gőzölésének fafajtól függő paraméterei | Fafaj | Gőzölési hőmérséklet, °C | Gőzölési idő, óra | |---|---|---| | Bükk | 95 - 100 | 6 - 28 | | Éger | 85 - 95 | 6 - 30 | | Tölgy, dió | 70 - 80 | 8 - 36 | | Kőris, juhar | 50 - 60 | 10 - 45 | | Nyír, hárs | 40 - 50 | 12 - 52 | Megjegyzés: A fenti értékek a gőzölés módjától függően, és v = 25 mm vastagságnál alkalmazhatók ### 27. táblázat. Gőzölési időtartamok a fűrészáru vastagság függvényében | Fűrészáru Vastagság, mm | Gőzölési idő, óra (Felfűtés) | Gőzölési idő, óra (Gőzölés) | Gőzölési idő, óra (Hűtés) | Összesen | |---|---|---|---|---| | 19 – 28 | 5 | 17 | 5 | 27 | | 30 – 40 | 7 | 25 | 7 | 39 | | 45 – 58 | 9 | 33 | 9 | 51 | | 68 – 78 | 14 | 50 | 14 | 78 | | 88 – 98 | 19 | 67 | 19 | 105 | $ Megjegyzés: A megadott értékek U = 50 – 70% kezdeti fanedvesség tartalomra és T = 20 °C $ környezeti hőmérsékletre vonatkoznak. Ha a környezeti hőmérséklet alacsonyabb a táblázat felfűtési és hűtési értékei f = 1,2 – 1,5 faktorral növelendők. Ha a kezdeti fanedvesség tartalom U < 30% akkor a gőzölési időt kell f = 1,25 – l,3 értékkel szorozni. Abban az esetben. ha: - a faanyag kezdeti nedvességtartalma rosttelítettségi határ alá esik, - nehezen gőzölhető faanyagról van szó (juhar, dió, mahagóni), - cserzőanyagot, gyantát tartalmaz (tölgy, erdeifenyő) akkor főzést célszerű alkalmazni. A főzés ugyan erősebb változásokat okoz a fában, de egyes estekben kíméletesebben és gazdaságosabban alkalmazható (gyanta elszappanosítása szódaoldattal). A főzést általában rönk formában végzik. #### 3.1.2. Szárítás ##### 3.1.2.1. Természetes szárítás Szabadlevegős szárítás. A szabadlevegős szárítás során a faanyag nedvességét a levegő relatív páratartalmának, hőmérsékletének és mozgásának hatására változtatja. A száradás folyamata közvetett, ill. közvetlen módon egyaránt függ a napsugárzástól is, ezért változó és szabálytalan annak lefutása. Ismeretes, hogy a meleg levegő több nedvességet tud felvenni, mint a hideg levegő, ezért a mindenkori klimatikus viszonyok döntő befolyással bírnak. Természetes szárítással ennek következtében éves viszonylatban általában u = 12 – 18% végnedvesség érhető el. A természetes szárítást befolyásoló tényezők: a fafaj, a faanyag sűrűsége, a rakat elhelyezésnek módja (szélirány), a rakat sűrűsége, a rakatokban áramló levegő sebessége, a fűrészáru tér kialakítása, a máglyázás módja és a tűző naptól, esőtöl való védelem. Előnye: - nem szükséges légszáraz állapot eléréséhez mesterséges szárítás alkalmazása, - nagyobb faanyagkészletek száríthatók, - közel egyenletes nedvességtartalom érhető el különösen akkor, ha a légszáraz állapot elérése előtt fedett szín alatti tárolás lehetséges (pl. parkett fríz), - a nehezen szárítható fafajok (tölgy, bükk, akác, erdei fenyő) kíméletesen és egyenletesen adják le nedvességtartalmukat. A természetes szárítás időszükségletét (tájékoztató adatok) a 28. táblázatban foglaltuk össze. ### 28. táblázat. Fűrészáru természetes szárításának időszükséglete | Fafaj | Faanyagvastagság, mm | Száradási idő, nap | |---|---|---| | Erdei fenyő | 25 – 80 | 75 – 200 | | Lucfenyő | 25 – 80 | 60 – 200 | | Bükk | 25 – 50 | 70 – 200 | | Tölgy | 25 – 50 | 100 – 300 | | Cser | 25 – 50 | 60 – 200 | | Akác | 25 – 50 | 100 – 250 | | Nyár | 25 – 80 | 70 – 250 | Gyorsított természetes szárítás. A gyorsított természetes szárítást fél-technikai szárításnak is szokták nevezni. Alkalmazását annak köszönhette, hogy a magas nedvességtartalmú faanyagok viszonylag könnyen és gyorsan a rosttelítettségi határig ( ≈ 30%) leszáríthatók, mivel a levegő áramlását felgyorsítják (pl. ventilátorok alkalmazásával). ##### 3.1.2.2. Mesterséges, vagy technikai szárítás a) Konvekciós (elgőzölögtető) szárítás Jellemző tulajdonságai: - Hőmérséklettartomány: 30 – 100 °C; - Alkalmazási terület: valamennyi fafaj; - Nedvességelvonás: bármely kezdőnedvességről 6% végnedvességig; - Faanyag méret: kötetlen vastagság - Szárítás intenzitás: közepes, gyors (éles) szárítás. Előnye: - valamennyi fafaj, bármilyen kezdőnedvességgel és vastagságban szárítható, - rendkívül nagy szárítási kapacitás is lehetséges, - gyors száríthatóság a magas hőmérséklet miatt, - különböző fűtőanyag felhasználás eredményeképpen energiatakarékos üzemmód (alacsony nyomású vízgőz, melegvíz, forró víz, termo olaj, közvetlen olaj vagy gázfűtés, elektromos energia), - számítógépes vezérlés. Hátránya: - a magas teljesítőképesség miatt hibás szárítás veszélye („éles” szárítás), - a szárító telepítése általában együtt jár egy modern kazán beszerzésével, - környezetvédelmi probléma a kondenzvíz elhelyezése, - a frisslevegő és elhasznált levegő cseréje — hőkicserélő alkalmazása nélkül — a magasabb energiaszükséglet miatt, relatíve gazdaságtalan üzemeltetést biztosít. A fentiek figyelembevétele mellett is ma még a konvekciós szárítás a legelterjedtebb eljárás. b) Kondenzációs szárítás A kondenzációs szárításnál a rakatból kilépő meleg, magas nedvességtartalmú levegőből eltávolítják víz-göz tartalmának jelentős részét. Jellemző tulajdonságai: - Hőmérséklettartomány: 25 – 50 – (70)°C; - Alkalmazási terület: valamennyi fafaj; - Nedvesség elvonás: 70% → 12% (10%); - Szárítás intenzitás: lassú vagy igen lassú. Előnyei: - kíméletes szárítást biztosít a vastag nehezen szárítható lombos és exóta fafajok esetén, - villamos energia elviekben bárhol rendelkezésre áll, és elsősorban ott alkalmazható, ahol más energiaforrás nincs, vagy nem áll gazdaságosan rendelkezésre, - nagyobb lehetőséget biztosít a különböző nedvességtartalmú és vastagságú faanyagok esetében, - a hő-visszanyerés által gazdaságos energiafelhasználást biztosít, - előszárítóként nehezen szárítható fafajoknál 20% nedvességtartalomig ajánlható. Hátrányai: - hosszabb szárítási idő, és ezáltal növekvő tőkelekötés, - magas üzemi költség, mindenekelőtt az elektromos energiával történő felfűtés miatt, - aránytalanul növekvő energiaköltség és szárítási idő, ha az előírt végnedvesség 1 2-14% alatt kell legyen, - a kékülésre hajlamos fafajok (erdeifenyő, lucfenyő) erősen veszélyeztetettek a „melegház klíma" következtében, - tűlevelű és lágylombos fafajoknál gazdaságtalan a szárítás, mivel ezek magasabb hő-mérsékleten gyorsabban száríthatók. c) Magas hőmérsékletű szárítás Jellemző tulajdonságai: - Hőmérséklettartomány: 100 – 130 – (150) °C; - Alkalmazási terület: fenyőfélék; - Nedvesség elvonás: bármely kezdő nedvességről, 6% (4%) végnedvességig. - Favastagság: 18 – 100 mm; - Szárítás intenzitás: gyors vagy nagyon gyors Előnye: - rendkívül gyors szárítást tesz lehetővé, - nagyobb mennyiségű fenyő fűrészáru szárításánál, - (50 000 m³ /év felett) gazdaságosabbnak mondható. Hátránya: - az energiát szolgáltató fűtőanyag hőmérséklete 170 °C feletti, - a szükséges fűtőteljesítmény legalább 5 - 10-szer nagyobb, mint a hagyományos konvek-ciós szárításnál, - a lombos fák (nyár, nyír, hárs) szárítására csak bizonyos feltételekkel (egyenletes induló nedvesség és faanyag vastagság) alkalmasak, - kemény lombos faanyagok nem száríthatók károsodás (felületi- és belső repedések) nélkül, - magas a hőenergia-szükséglet, - nagyteljesítményű ventillátorok és léghevítők alkalmazása szükséges. d) Vákuum szárítás A vákuum szárítás elmélete azon az ismert törvényszerűségen alapul, hogy nyomáscsökkenés hatására a fában lévő víz forráspontja jelentős mértékben lecsökken, ezért a módszer alkalmazásakor ezt használják ki. Egyenletes, ugyanakkor gyors szárítást eredményez, melynek során az alacsony hőmérsékletű szárítás kíméletességét (kondenzációs szárítás) és egy intenzív nedvesség eltávolítást (magas hőmérsékletű szárítás) kell összehangolni. Vákuum-szárításnál a faanyag nedvességének eltávolítása, a légnyomás csökkentésével érhető el. Ilyenkor a kapillárisokból a víz négy-, ötszörös sebességgel távozik, miközben a fa belső rétegei is felmelegednek. Előnye: - kíméletes és egyben gyors szárítás, - a faanyag belső részei is egyenletesen száradnak, - az alkalmazott 100 mbar nyomásnál elegendő 40–500 °C hőmérséklet is, - nagysűrűségű és vastag lombos és trópusi fafajok is száríthatók. Hátránya: - nyomásálló, henger alakú tartály szükséges, mely kb. 0,9 bar vákuum értéket, azaz 90 kN falfelületi nyomást is el kell, hogy bírjon, - nagyobb szárítási kapacitás esetén több szárító szükséges, - jelentős a beruházás igény. e) Nagyfrekvenciás szárítás . Elve a dielektromos polarizáció következtében előálló belső hőképződés alapul, melynek során a nedves faanyag dielektrikumként szerepel. A faanyag felmelegedése elsősorban a nagyfrekvenciás váltóáram hatására, a dipól vízmolekulák és ionok belső súrlódásának hatására jön létre. Általában végszárítóként alkalmazzák ott, ahol a villamos energia viszonylag olcsóbb, tehát: Előszárítás: konvekciós úton 15 – 18%-ig, Végszárítás: nagyfrekvenciás módszerrel 6%–ig. Előnye: - gyors szárítás, - teljes keresztmetszetben közel azonos nedvességtartalom, - vastag faanyagok is jól száríthatók, - nagymennyiségű rövid, vastag anyag szárítása gazdaságosan megoldható (játékgyártás, kaptafa, fegyvertus, stb.). Hátránya: - érzékeny a magas faanyag kezdő nedvességtartalomra, - az álgesztes bükk és a gyűrűs likacsú lombos fák könnyen károsodnak, - az energiafelhasználás jelentős (1-1,5 kWh/kg víz). f) Mikrohullámú szárítás Ez az eljárás a technikai szárítás területén új lehetőségként kínálkozik. A nagyfrekvenciás szárítás egy továbbfejlesztett változata, mely kb. 30%-kal magasabb teljesítmény leadására képes. g) Szárítás szerves oldószerben A nedvességtartalmat a fában hidrofil oldószerek (etilalkohol, aceton, éter) segítségével extrakciós (kivonásos) eljárással távolítjuk el. Az oldószer és víz közötti koncentráció különbség eredményeképpen a nedvesség az extrakt anyagokkal (gyanta, tannin, zsír-savak stb.) együtt távozik el. h) Szárítás forró olajban Elméletileg, és fizikai lefolyását tekintve a magas hőmérsékletű szárítási eljárással egyezik $ meg. A forró folyadékba (lenolaj, paraffin, vagy fémolvadék T= 60°C forrásponttal) helyezett $ faanyagban a vízgőz nyomása (p ) nagyobb, mint a forró folyadék (p ) és a környezeti levegő g f (p ) nyomása, mely erős buborékképződéssel jár. l i) Szárítás higroszkópikus vegyszerben A faanyag védelmi eljárásoknál is említést érdemelt már, mint „kémiai" szárítási mód, melyben oldott anyagok segítségével a száradás sebességét befolyásolni lehet. Az alapelv az, hogy a maximális relatív páratartalom értéke a sóoldatok felett alacsonyabb, mint a $ közvetlenül párolgó tiszta vízfelszínén (T = 20 °C; c~ = 100‰). $ j) Szárítás szerves gőzökben Tulajdonképpen egy desztillációs eljárás, melynek során a faanyag szárításával azonos időben impregnálást is végzünk. Szerves oldószere toluol, xylol, tetracloretilén. Va-lamennyi oldószerre jellemző, hogy nem elegyedik a vízzel. k) Szárítás préslapok között A kontakt szárítási eljárás során a faanyagot többemeletes présberendezésekben, nyomás és $ T = 170°C hőmérséklet mellett kezeljük $ l) Mélyhűtéses (szublimációs) szárítás Az élelmiszeriparban már ismert megoldásnak a faiparban, mint módosított vákuumszárítási eljárás nyert kipróbálást. A faanyagot T<-30°C hőmérsékleti tartományba lehűtve a nedvességtartalom jégállapotba kerül. Ezt követően a hirtelen alkalmazott vákuum együttes hatására a jégből közvetlenül vízgőz keletkezik, akár szabad, akár kötött víz formájában volt jelen a nedvesség a faanyagban. m) Szárítás sugárzással (IR) A nap infravörös sugarainak felhasználásával rendkívül jó eredmények érhetők el faanyag szárításánál. Az IR sugárral történő szárításnál a fa adszorbeálja az őt érő sugarakat. Minél magasabb a faanyag nedvességtartalma, annál nagyobb az abszorpció foka, amely akár 60- 96% értékhatár között is mozoghat. ### 3.2. Faipari termékek előállítása és felhasználási tulajdonságai A fafeldolgozó ipar (faipar) a fából, mint nyersanyagból, a különböző megmunkálási fázisok révén a gyártmányok széles skáláját állítja elő. A faipari gyártmányok - a velük végzett további munkaműveleteket tekintve - lehetnek félkész termékek és közvetlenül fogyasztási célokat szolgáló késztermékek. Az elsődleges faipar által előállított gyártmányok túlnyomó részére az jellemző, hogy félkész termék jellegűek, és alapanyagul szolgálnak a tovább-feldolgozó (másodlagos) faipar számára. FAIPARI TERMÉKEK FÉLKÉSZ TERMÉKEK KÉSZ TERMÉKEK FŰRÉSZIPARI FURNÉRTERMÉK FALEMEZTERM LAPTERMÉKEK Deszka, palló Színfurnér Rétegelt falemezek Rétegelt-ragasztott laptermékek (bútorlapok) Fűrészelt gerenda Vakfurnér Farostlemezek, facellulóz (papíripari Forgácslapok Zárléc, léc, bútorléc Műszaki furnér alapanyag, de nem falemeztermék) Parkett-léc, Idom termékek hordódonga Idom termékek Bányászati fűrészáru Vasúti talpfák Tartószerkezetek, ácsszerkezetek KÉSZ TERMÉKEK ÉPÍTÉSZET ÉPÜLETASZTALO BÚTOROK EGYÉB S TERMÉKEK Faházak Ülőbútorok : székek. Sportszerek, csónakok, repülők, Ajtók, kapuk játékok Tartószerkezetek Kárpitozott Ablakok, ülőbútorok: székek, erkélyajtók fotelek, kanapék, Hangszerek, TV-, Panelszerkezetek fekvőhellyé alakítható rádió-, és hangfal fotelek és kanapék. kávák Hidak Padlók, fal-és mennyezet bur- Ágyak, heverők. kolatok,álmeny- Ládák, dobozok, nyezetek, rakodólapok, hordók, Asztalok lépcsők, szakipari kábeldobok,koporsó fala k Szekrények Jármű Egyéb bútorok: fonott bútor, kiegészítő Gyufa, fogvájó kisbútor, kültéri bútor #### 3.2.2. Fűrészipari termékek A fanyersanyag (rönk, fafeldolgozási hengeres faanyag stb.) elsődleges mechanikai feldolgozása történhet: - fűrészeléssel (fűrészipar), - hasítással és hámozással (furnér és rétegelt lemez ipar) és - aprítással (farostlemez, forgácslap, papíripar), ##### 3.2.2.1. Gyártás A fanyersanyag fűrészeléssel történő megmunkálása még mindig a legelterjedtebb módszer; a fűrészelt termékek pedig a legnagyobb volumenben előállított faipari termékek. A tengelyirányú fűrészelés bárom vágásmód szerint történhet: - élesvágás, - prizmázás és - forgatóvágás. Az élesvágásnál (26.ábra) keretfűrész gépen vagy rönkvágó szalagfűrész gépen a fűrészipari alapanyagot hosszirányban, egymással párhuzamos síkú vágásokkal dolgozzák fel. Így két lapján fűrészelt, szélezetlen áru keletkezik. [Ábra: 26. ábra. Élesvágás] A prizmázás során, oly módon fűrészelik fel hosszirányban a fűrészipari alapanyagot, hogy a középrészen egy, vagy két vastagabb szélezetlen anyagot, prizmát nyerjenek (27. ábra). A prizmavágás második fázisaként a prizmát hossztengelye körül 90°-al elforgatják, és az alapgépen belőle négyszög keresztmetszetű fűrészárut készítenek (visszavágás). [Ábra: 27. ábra. Prizmázás és visszavágás] A forgatóvágást különleges minőségi követelmények kielégítésére (pl. sugárirányú vágásmód) alkalmazzák. A forgatóvágásnál az alapgép a rönkhasító szalagfűrészgép. A forgatóvágás során a fűrészrönköt (az egymás után végzett vágásoknál) a tengelye körül úgy forgatják, hogy a vágás síkja sugárirányban, vagy közelítőleg sugárirányba essen (28. ábra). Így termelik a fűrészipari gyártmányok közül, pl. a dongát. [Ábra: 28. ábra. Forgatóvágás] Attól függően, hogy a háromfajta vágásmód valamelyikével előállított termékek további megmunkálása hol és mikor történik, hagyományos , vagy megszakításos technológiáról beszélhetünk. A hagyományos technológiával az összes fűrészipari választékot (deszka, palló, gerenda, léc, donga stb.) a fűrészcsarnokban állítják elő, így a tengelyirányú felfű-részelést végző alapgép/alapgépek mögött helyezik el a tovább megmunkálás gépeit (szalagfűrész, körfűrész, stb.). A megszakításos technológia alkalmazásakor a fűrészcsarnokban csak az alapgépek nyernek elhelyezést; a csarnokban nem folyik másodlagos megmunkálási (manipulációs) tevékenység. ##### 3.2.2.2. Fűrészipari gyártmányok A fűrészipari gyártmányokat négy csoportba sorolhatjuk: - szelvényáruk (általános célú fűrészáruk), - bányászatba használt fűrészáruk és - vasutaknál használt fűrészáruk, - egyéb, vegyes fűrészáruk. I. Szelvényáruk Szelvényáruknak nevezzük azokat az általános célra használatos fűrészelt termékeket, amelyeknek közös jellemzője, hogy rostirányban (hosszirányban) mért méretük többszöröse a keresztirányban mért méreteknek (szélesség, vastagság). A szelvényáruk az alkalmazott fűrészelési módtól függően lehetnek: szélezetlenek és szélezettek. a) Szélezetlennek minősül az a szelvényáru, amelynek csak a lap és bütü felületei vannak fűrészeléssel kialakítva. b) Szélezett a szelvényáru, ha teljes felületén fűrészeléssel (marással) megmunkált, lapjai egymással párhuzamosak, oldallapjainak síkja a lapok síkjára, bütüi pedig a hossztengelyre merőlegesek. c) Szélezetlen és szélezett deszkák és pallók Deszkának minősül, a szelvényáru, amennyiben vastagsága max. 40 mm. Pallónak minősül, ha a szelvényáru vastagsága meghaladja a 40 mm-t. A szélezetlen és szélezett deszkák és pallók a fafaj-csoportok szerinti bontás alapján lehetnek szélezetlen és szélezett fenyő és lombos fűrészáruk. d) Fűrészelt gerendák A fűrészelt gerendák négyszög keresztmetszetű fűrészelt választékok, amelyeknek szélessége általában nem nagyobb, mint a vastagság kétszerese. Keresztmetszeti méretük 10x10 cm-nél nagyobb! Fenyő és lombos fafajokból egyaránt készülhetnek. e) Zárlécek: Négy oldalt fűrészelt gyártmányok, amelyeknek élei egymással párhuzamosak, két szomszédos oldallapjuk egymásra merőleges. Szélességük nem nagyobb, mint a vastagság kétszerese. Keresztmetszeti méretük (területük) legfeljebb 100cm² . Fenyő és lombos fafajokból egyaránt készülhetnek. f) Lécválasztékok A lécválasztékok a négy oldalt fűrészelt gyártmányok közé tartoznak, amelyeknek keresztmetszeti méretei fenyőléceknél max. 38×48 mm, lombos léceknél max. 45×48 mm. g) Tovább feldolgozott szelvényáruk Ebbe a termékcsoportba tartoznak azok a gyártmányok, amelyeket a szelvényáru-féleségekből (további megmunkálási műveletek útján, a másodlagos faipar számára készülnek. Ezen gyártmányok közül a bútorlécek és bútoralkatrészek a legjelentősebbek. A bútorlécek fogalmi körébe tartoznak azok a szelvényáruból termelt négyzet vagy téglalap keresztmetszetű választékok, amelyeknek hossz-, szélességi és vastagsági méretei a bútoripari alkatrészek ráhagyással számított egy-vagy többszörös méreteinek felelnek meg. Nedvességtartalmukat tekintve lehetnek – a technikai szárítás miatt – szobaszáraz, ill. légszáraz állapotúak, de lehetnek 18% nedvesség-tartalom felettiek is. A bútoralkatrészek termékcsoportjába tartoznak azok a 10+2% nedvességtartalommal bíró gyártmányok, amelyeket szelvényáruból vagy bútorlécből, a bútoripari alkatrészméretek figyelembevételével állítanak elő. A bútoralkatrész-gyártmányok a készültségi fokuk szerinti osztályozás alapján lehetnek: - méretre fűrészelt bútoralkatrészek (gyalulatlan, csiszolatlan állapot), - méretre gyalult, csiszolt bútoralkatrészek (felület-kezeletlen állapot). - szerelhető, kész bútoralkatrészek (felületkezelt állapot). A leggyakrabban előállított bútoralkatrészek a következők: Él-lécek: az ajtók, oldalak, tető- és fenéklapok, válaszfalak alkatrészeként; T-lécek: az ajtók, oldalak, tető- és fenéklapok, válaszfalak alkatrészeként; ruhaakasztó rudak; kávák: kávaszerkezetek alkatrészeként; lábak: szekrények, asztalok, ülő- és fekvőbútorok lábalkatrészeként; sarokösszehúzó-lécek: bútorok sarokszerkezeteinek rögzítéseként használatos bútoralkatrészek. II. A bányászatban használt fűrészáruk A bányászatban használt fűrészáruk csoportjába tartoznak a bányavágatok (járatok) biztosítására, bélésére kialakított speciális fűrészipari gyártmányok. A bányadeszka szélezett vagy szélezetlen fűrészipari választék, mindkét végén a hossztengelyére közel merőlegesen levágott bütükkel (véglapokkal). Kétféle kivitelben gyártható: normál és keskeny bányadeszka formájában. Gyártási alapanyag: tűlevelű és keménylombos fafajokból. Felhasználási területük: bányavágatok gyűrű- és ívbiztosítások bélelésére. Aknafa. Termelhető erdei-, fekete- és vörösfenyőből, illetve tölgy, akác, cser, szil lombos fából. Az aknafát keretszerkezetként, a bányaaknák biztosítására használják. Aknakas–vezető gerenda. Termelhető luc-, jegenye-, erdei- és vörösfenyőkből, illetve tölgyből. Függőaknákban az aknakas vezetésére szolgál. III. A vasutaknál használt fűrészáruk Ebbe a gyártmánycsoportba soroljuk a vasúti pálya felépítményéhez tartozó, fából készült normál- és váltótalpfákat. A normál talpfák erdei- és feketefenyő fafajokból, ill. tölgy, bükk és akác, cser, szil, egyéb keménylombos és egzóta fafajokból; a váltótalpfák tölgy, bükk és akác fafajokból termelhetők. Egyéb, vasutaknál használt fűrészáruk Ebbe a termékcsoportba tartoznak a talpfák és váltótalpfák keskeny nyomközű vágányokhoz, a vasúti hidak talpfái és a fabetétek a betonaljakhoz. Ezek a választékok egyre csökkenő jelentőségűek, gyártásuk ma már csak minimális mennyiségben történik. IV. Egyéb vegyes fűrészáruk Az egyéb vegyes fűrészáruk csoportjába tartoznak a nyers parkettaléc, fakockák burkoláshoz, a sár- és széllécek, a fűrészelt szőlőkaró, a bőrdeszka és a fűrészelt hordódonga. Közülük, jelentőségüknél fogva csak a nyers parkett léccel és a fűrészelt hordódongával foglalkozunk. Nyers parkett-léc A nyers parkett-léc (fríz) oldalanyagból, szélanyagból, szabási maradékból (ritkábban direkt felfűrészeléssel) nyert, burkolati célú termékek alapanyagául szolgáló szélezett deszka. A jobb minőséget mutató lap a színlap, a gyengébb minőségű a hátlap. Termelhető tölgy, bükk, kőris, akác, szil, cser, gyertyán és juhar fafajokból. A padlóburkolati célú parketták , fallécek és szegélylécek alapanyagául szolgálnak. Fűrészelt hordódongák. A fűrészelt hordódonga (különféle hordók előállításához használt), lapfelületű, téglalap keresztmetszetre munkált fűrészipari termékek. Oldal-, fenék-, ill. fedéldongák különböztethetők meg. #### 3.2.3. Furnértermékek A furnér, minden késeléssel (hasítással) vagy hámozással előállított 0,2 mm-től 5 mm vastagságig terjedő falap. Funkciójuk szerint a furnérok lehetnek: - Színfurnér : lapok és élek díszítő jellegű felületlezárására szolgáló furnér. - Vakfurnér : a színfurnér és a hordozólap (él) között alátétként szolgáló furnér. - Műszaki furnér : a ragasztással előállított rétegelt fatermékek (lemez, bútorlap, székülés és széktámla stb.) alapanyagául szolgáló furnér. Előállítási módjuk szerint a furnérok lehetnek: - Késelt (hasított) furnér : a furnért előállító forgácsoló mozgást a hasító kés végzi. A lehasított furnérlapok a rönk (furnérprizma) középvonalán átfektetett síkkal párhuzamosak (29. ábra). - Koncentrikus hámozású furnér : a tengelyvonala körül forgatott rönkből a forgácsolást végző hámozó kés által csigavonalban az évgyűrűk mentén lefejtett furnér. Az előállított furnér folyamatos szalag formájában jelentkezik (30. ábra). [Ábra: 29. ábra. Késelés (hasítás)] [Ábra: 31. ábra. Excentrikus hámozás] A színfurnérra jellemző előállítási módszer: a hasítás és (vagy) excentrikus hámozás. A vakfurnérra jellemző előállítási módszer: hasítás és (vagy) koncentrikus hámozás. A műszaki furnérra jellemző előállítási módszer: a koncentrikus hámozás. ##### 3.2.3.1. A színfurnér Bútorok, belső berendezési tárgyak, dekorációs (díszítő) elemek stb. látható szerkezeti részeit színfurnérral való borítással otthonosabbá, esztétikusabbá, feltűnőbbé — tehát funkciójuk ellátására tökéletesebbé — tehető. A színfurnérozás elvi folyamatát a 32. ábra mutatja be. [Ábra: 32. ábra. A színfurnérozás folyamata] A színfurnér(ez a díszítő jellegű felületlezárásra szolgáló vékony falap) – az elsődleges faipar gyártmányai vonatkozásában úgy minősíthető, mint a fanyersanyag legmagasabb értékesülési formája. A színfurnér-gyártás technológiai folyamatát — a jellemzőnek tekinthető furnérhasításra vonatkoztatva — a 33. ábra szemlélteti. [Ábra: 33. ábra. A színfurnér-gyártás technológiai folyamata] A 33. ábra alapján az egyes műveletek tartami jellege a következőkben foglalható össze: A furnérrönk hossztolása: A változó hosszúságú furnérrönköt, a furnérgyártás gépeihez igazodó hosszméretre darabolják. A furnérprizma kialakítása: Ahhoz, hogy a faanyag díszítő jellege minél jobban érvényesüljön, a furnérrönkből fűrészeléssel különböző keresztmetszetű prizmákat képeznek. A furnérprizma lágyítása: A jobb megmunkálhatóság miatt és a fában levő kórokozók elpusztítása miatt a furnérprizmákat lágyítják, hőkezelési folyamatnak (gőzölés, főzés) vetik alá. A prizmák kérgezése és tisztítása: A késeléshez való előkészítés befejező művelete a tiszta, megmunkálható felületek kialakítása. Furnérhasítás: A megtisztított furnérprizmákból a furnérhasító kés, adott vastagságú furnért hasít le. Furnérszárítás: A felhasználói igényeknek megfelelően a gyártott furnért, technikai szárítással kb.18% nedvességtartamra szárítják le. Furnérollózás. Egyrészt a színfurnérok kötegeinek négy oldali szélezését, másrészt az eltávolítandó hibák, kiejtését jelenti. A furnérok kikészítése: A furnérok kötegelése, minősítése, és számbavétele. Alapanyag A színfurnérok alapanyagával szembeni általános követelmény, hogy kiváló minőségű, jól megmunkálható és a megmunkálás után díszítő jelleget adó legyen. (A megmunkálás — mint fogalom — szélesebb körben értelmezendő; a mechanikai megmunkáláson kívül a ragasztást és a felületkezelést is ide soroljuk). A fenti elvből adódik, hogy a furnérrönk a kitermelt faanyag legértékesebb, legjobb minőségű részéből kerül ki. Felhasználható fafajok Hazai fafajaink közül a tölgy, a kőris, a szil, a dió, a feketedió, a juhar, a cseresznye, a gyümölcsfák és a bükk. Az egzóta fafajok közül az okumé, a sapelli, a sipo, az avodir, a makoré, a mutenye, az afromosia, a khaya, a paldao, és a coto. ##### 3.2.3.2. A vakfurnér A bútorok, belső berendezési tárgyak, dekorációs elemek stb. színfurnér borítórétege és a hordozólap között kiegyenlítő, a ragasztást és felületkezelést meg-könnyítő céllal felhasznált furnérokat, vakfurnérnak nevezik . Gyártás A vakfurnérok lehetnek: késelt (hasított) — és hámozott furnérok. A késelt vakfurnérok gyártástechnológiája teljes egészében megegyezik a színfurnér gyártástechnológiájával. A hámozott vakfurnérok előállításakor az eltérések a következők: a furnérhasítás helyett a furnérhámozási műveletalkalmaznak, ahol a gyártott furnér folytonos furnérszalag formájában keletkezik. A furnérollózás a furnérszalag (elsődlegesen hibakiejtési célzatból történő) darabolását jelenti. Alapanyag A vakfurnérok alapanyagával szemben is általános követelmény, hogy kiváló minőségű és jól megmunkálható legyen. (A díszítő jelleg nem követelmény!). A vakfurnér alapanyaga a furnér és a lemezipari rönk. Felhasználható fafajok Bükk, hárs, nyár, nyír, éger, fűz, ill. külön megrendelésre egyéb fafajok is. ##### 3.2.3.3. A műszaki furnér A rétegelt-ragasztott fatermékek (rétegelt falemezek, székülések és támlák, hajlított idomok, rétegelt tömbök stb.) elemi (alkotó) furnérrétegeiként szereplő furnérokat műszaki furnéroknak nevezzük. A műszaki furnérok a rétegelt-ragasztott termékben elfoglalt helyük alapján lehetnek: takaró- és belső furnérok. Takarófurnérnak (borítólapnak) nevezzük a rétegelt-ragasztott fatermékek külső felületét képező furnérokat. Belsőfurnérnak (belső lapnak) nevezzük a rétegelt, ragasztott fatermékek összes belső furnérrétegét. Gyártás A műszaki furnérgyártás technológiai folyamatát a 34. ábra szemlélteti. [Ábra: 34. ábra. A műszaki furnérgyártás technológiai vázlata] A rönk hossztolása. A különböző hosszúságú hámozási rönköt, a ragasztott—rétegelt fatermék méretéhez igazított, hosszméretre darabolják. A rönk lágyítása. A jobb megmunkálhatóság és a fában lévő kórokozók elpusztítása miatt, a rönköt gőzölik vagy főzik. Kérgezés, tisztítás. A lágyított rönköt, a kéreg— és háncsmaradványoktól, ill. a szennyeződésektől megtisztítják Furnérhámozás. A megtisztított rönkből koncentrikus hámozással, végtelenített furnérszalagot állítanak elő, amely meghatározott szélességgel és vastagsággal rendelkezik. Furnérollózás. A furnérszalagot adott szélességi és hosszúsági méretre darabolják úgy, hogy közben a fahibákat is kiejtik. Furnérszárítás. A furnérokat 5–8% nedvességtartalomra szárítják. ##### 3.2.3.4. A furnérteríték A színfurnérozás műveletekor, a kellő mértékben előkészített hordozófelületre a színfurnérokat nem egyenként (laponként), hanem előre elkészített furnérteríték formájában ragasztják fel. Furnérterítéknek nevezzük az egymáshoz szín és rajzoIat szerint – a furnérozandó feIüIet hossz-és széIességi méreteihez igazodóan – iIIesztett és rögzített furnérlapokbóI áIIó terméket. Méretkialakítás. A furnérteríték alapanyagát képező színfurnér köteget a furnérozandó alkatrész hosszméretének megfelelő méretre ollózzák. Összeforgatás, illesztés. Az elérendő esztétikai hatás érdekében a terítéket képező lapokat, a megkívánt szín és rajzolat szerint összeforgatják, és egymáshoz illesztik. Terítékképzés. Az összeforgatott furnérlapokat ragasztással egymáshoz rögzítik. Alapanyag A műszaki furnérok gyártási alapanyagai egyben a rétegelt-ragasztott fatermékek (rétegelt falemezek, réteget idomok, tömbök, székülések és támlák stb.) gyártási alapanyagai is. Felhasználható fafajok Hazai fafajaink közül a bükk, a luc- és duglászfenyők, a nyír, az éger, a hárs, a nyár, a cser fajok lemezipari rönkjei. Egzóta fafajok közül az okumé-, az abachi-, a khaya-, a dibétou stb. rönkök. #### 3.2.4. A falemeztermékek Szűkebben értelmezve a falemeztermékek csoportjába tartoznak a 10 mm (bővebb értelmezés szerint 18 mm) vastagságot meg nem haladó, nagy felületi kiterjedésű, szerkezeti terek lezárására, borítására, fedésére szolgáló, nem teherhordó funkciók betöltésére gyártott fatermékek. ##### 3.2.4.1. Rétegelt falemezek A rétegelt falemezek termékcsoportjába tartoznak a minimálisan három elemi furnérrétegből (műszaki furnérból) álló ragasztással egyesített lemezféleségek. A rétegelt-enyvezett falemezek alkotórészei: a borító rétegek (fedőlapok) és a belső rétegek (belső lapok). A rétegelt falemez gyártás technológiai vázlatát a 35. ábra szemlélteti. [Ábra: 35. ábra. A rétegelt falemez gyártás technológiai vázlata] A rétegelt lemezgyártásban világszerte — így hazánkban is — általánosnak tekinthető az ún. száraz gyártási eljárás. A 35. ábra alapján a száraz eljárású rétegelt falemezgyártás technológiai folyamata a következő: I. A műszaki furnér előállítása Az előbbiekben ismertetett módon. II. A műszaki furnér előkészítése Furnérosztályozás: Az 5–8%-os nedvességtartalomra leszárított műszaki furnérokat osztályozni szükséges aszerint, hogy további műveletek nélkül alkalmasak-e lemezgyártásra, vagy méretükből adódóan toldani minőségük miatt javítani szükséges-e őket. A furnérok toldása: A nem teljes méretű, ún. „darablapokat” gépi úton szélességi vagy hosszúsági toldás révén egész lapméretűvé képezik. A furnérok javítása: A műszaki furnérok folytonossági hiányainak megszüntetését, illetve a furnérhibáknak (a vonatkozó szabványnak megfelelően) a megengedett szintre való csökkentését a furnérjavítással érhető el. Furnérosztályozás: A furnér—előkészítés utolsó műveleteként a műszaki furnérokat minőség, alkalmasság szerint borítórétegek és belső rétegek csoportjára bontják. III. Az elemi furnérrétegek egyesítése A ragasztóanyag felhordása: A rétegelt falemez furnérrétegeire — többnyire a páros számú furnérrétegek két oldalára — valamilyen felhordó géppel, ragasztóanyagot hordanak fel. A rétegelt lemez összerakása: Az adott lemeztípusnak megfelelő felépítésben összerakják a rétegelt lemez ragasztóanyaggal bevont és bevonatlan belső, illetve borítórétegeit. (A ragasztóanyag felhordása és a lemez összerakása egymás után következő műveletek, amelyek időben megszakítás nélkül követik egymást). Préselés: A rétegelt lemezek gyártásakor, a préselés során játszódnak le azok a fizikai és kémiai folyamatok, amelyek a ragasztóanyag kikeményedését (megkötését), és ez által a furnérrétegek közötti végleges ragasztási szilárdság kialakulását eredményezik. A préselési hőmérséklet: 120–150 °C; a fajlagos nyomás:1 –2,5 N/mm² ; a tömörödés mértéke: 9–13 %. IV. A rétegelt lemez kikészítése Formatizálás, csiszolás: A formatizálás a rétegelt lemezek négy oldalának levágását (szélezését) jelenti, az előírt hosszúsági és szélességi méretre. A csiszolás a lemez felületi egyenetlenségét szüntetik meg, illetve az előírt vastagsági méretet biztosítja. Számbavétel, minősítés : A készre gyártott falemezeket számba (készletbe) veszik, és ezzel egy időben a szabvány előírásai alapján minősítik. Csoportosítás A rétegelt falemezek felhasználási terület, gyártási eljárás, felépítés és a vízzel szembeni ellenállás mértéke alapján csoportosíthatók Felhasználási területük szerint Általános felhasználási célú (kommersz) rétegelt falemezekhez tartoznak a bútor—, a jármű— és az épületasztalos—ipar számára gyártott, átlagos szilárdsági értékkel bíró; natúr kivitelű, közepes esztétikumú; többnyire a szerkezeti terek lezárására, borítására, fedésére szolgáló falemeztermékek. Különleges (speciális) rétegelt falemezek csoportjába soroljuk azokat a falemezeket, amelyek a felhasznált anyagok vagy az alkalmazott gyártástechnológia révén a kommersz lemezektől eltérő magasabb szilárdsági értékkel, vagy magas esztétikummal bírnak, és többnyire szerkezeti anyagként kerülnek felhasználásra. pl. nagyszilárdságú transzformátorlemez, zsaluzótábla–lemez, színfurnérozott falemez, konténerlemez stb. Felépítés szerint A hosszúszálú rétegelt lemezek hosszanti mérete megegyezik a borítóréteg szálirányával. A keresztszálú rétegelt lemezek szélességi (rövidebb) mérete egyezik meg a borítóréteg szálirányával. A négyzetes (kvadrátos) lemezek mérete szálirányban és szélességben is megegyezik A vízzel szembeni ellenállás mértéke szerint A normál lemezek hideg (20°C) vízben való huzamosabb (24 óra) áztatás követően a furnér- rétegek a ragasztás síkjában rostkiszakadás nélkül szétválaszthatók. A vízálló lemezek hideg (200°C) vízben való huzamosabb áztatást követően sem történhet meg a rétegek szétválasztása rostkiszakadás nélkül. A melegvíz–álló lemezek meleg (70°C) vízben történő áztatás után is mutatkozik rostkiszaka- dás a szétválasztott ragasztási síkokban. A főzésálló lemezek forrásban levő vízben való tartás után is csak rostkiszakítással választ- hatók el az egyes furnérrétegek egymástól. A rétegelt falemezek tulajdonságai Az általános felhasználási célú falemezek tulajdonságai Gyártási alapanyaga a műszaki furnérok gyártására alkalmas lemezipari rönk. A rétegelt falemezek furnérrétegeit ragasztással egyesítik. Vízálló ragasztáshoz: karbamid-formaldehid ragasztót; víz– és főzésálló ragasztáshoz: melamin-formaldehid, ill. fenol–formaldehid ragasztót alkalmaznak. Az általános felhasználású lemezek felépítésére az ún. szimmetriaelv a jellemző (36. ábra). [Ábra: 36. ábra. A rétegelet lemez felépítése] Szilárdsági jellemzők : A lemezek szilárdsági jellemzői erőteljesen függnek a lemez felépítésétől (rétegszám, rétegvastagság). A hajlítószilárdság: - szálirányban: 60 N/mm² , - keresztirányban: 20–80 N/mm² . Felhasználási jellemzők : Az általános felhasználási célú lemezek — erre utal elnevezésük is —felhasználási területe igen széles körű. Az esztétikus kivitel, a magas szilárdsági értékek, az alakíthatóság, a formálhatóság miatt nagyobb mennyiségben használják a bútoriparban; korpuszbútorok hát–, tető– és fenéklemezeiként; asztalok fiók– és oldallemezeiként; fekvőbútorok oldal–, hát-és fenéklemezeiként az épületasztalos–iparban ajtólapok lemezeiként, bélésanyagokként, a járműiparban; borítólapként, szerkezeti üregek lezárására. A különleges felhasználási célú falemezek tulajdonságai A különleges (speciális) rétegelt falemezek a gépipar, járműipar, szállítás, csomagolás, építőipar által igényelt speciális igényeknek megfelelően gyártott lemezek. A nagy szilárdságú rétegelt falemezek a szilárdsági értékei közül a legnehezebben teljesíthetőnek a hajlítószilárdság tekinthető. A nagy szilárdságú rétegelt hajlítószilárdsági értéke valamely főirányban (szálirányban, illetve keresztirányban) meghaladja a 100 N/mm² –értéket. Ez az érték a lemezprofil célszerű kialakításával és a fajlagos présnyomás növelésével érhető el. A felületbevont rétegelt falemezek közé tartoznak azok a lemeztermékek, amelyek fedőrétegét (takarólapját fokozott esztétikai igények kielégítése vagy különleges felületi tulajdonságok elérése érdekében felületbevonó anyaggal látják el. A legjelentősebb lemeztermékek a színfurnérozott rétegelt falemezek és a zsaluzási célú rétegelt falemezek. A színfurnérozott rétegelt falemezek egy–, vagy mindkét oldalukon színfurnérral borított általános célú falemezek. Amennyiben csak egy oldalon borítottak színfurnérral, úgy a lemez másik borítólapjára egy vakfurnér réteget kell ragasztani. Szilárdsági jellemzői, azonosak az általános felhasználási célú rétegelt lemezekével.A színfurnérozott rétegelt falemezeket azokon a területeken használják, ahol a magas szilárdsági értékek mellett a magas fokú esztétikum is követelmény (bútorok, ajtólapok; lakások, termek, járművek) belső borításai. A zsaluzási célú rétegelt falemezek (bükk és cser műszaki furnérból) vakolatmentes betonfelületek kialakítását lehetővé tevő, sokszor felhasználható, nagytáblás zsaluzatok anyagai. Tulajdonságai : sima felület, alaktartás, a betonfelületet nem szennyezi, ellenáll a beton korróziós és a betonozás által okozott mechanikai hatásoknak. Gyártásukhoz vízálló, (melamin-alapú) műgyanta-ragasztókat használnak. A zsaluzási igényeket a lemezek felületein — hőpréseléssel kialakított — filmréteg (melamin) biztosítja. A zsaluzólemezek éllezárása kis viszkozitású, fenol-formaldehid ragasztó felhordásával biztosítható. A zsaluzási célú rétegelt lemezeknek — a felhasználási területből adódóan — magas szilárdsági igényeket kell kielégíteniük (hajlítószilárdság: 70—90 N/mm² , húzószilárdság: 40—50 N/mm² ). A csomagolási célú rétegelt falemezek abban különböznek az általános felhasználási célú falemeztől, hogy esztétikailag alacsonyabb és szilárdságilag gyengébb értékekkel (hajlítószilárdság: 40–60 N/mm² , húzószilárdság 30–40 N/mm² . ##### 3.2.4.2. Farostlemezek A farostlemezek termékcsoportjába mechanikai, vagy kémiai úton feltárt farostokból, kötőanyag hozzáadásával, vagy a nélkül készített lemezféleségek tartoznak. A farostlemez- gyártásban világszerte a nedves gyártási eljárás a legelterjedtebb. A nedves farostlemezgyártás gyártástechnológiai vázlatát 37.ábra szemlélteti. [Ábra: 37. ábra. A nedves farostlemezgyártás gyártástechnológiai folyamata] A nedves farostlemezgyártás gyártástechnológiai folyamata a következő: I. Aprítékképzés A felhasználásra kerülő gömbfát vagy fűrészüzemi szélezési hulladékot aprítógépen meghatározott méretű (pl. 25×25×5 mm) darabkákra aprítják. Az osztályozott, porrészecskéktől megtisztított apríték (tárolás után) rostosításra kerül. II. Rostosítás A rostosítás első fázisaként, az aprítékot gőzöléses feltárással készítik elő. Maga a rostosítás különböző mechanikus, vagy termo–mechanikus elven (hő és nyomás alkalmazásával) működő rostosító berendezéseken történik. A rostosítás célja, hogy a fában levő rostkötegekből a rostokat szabaddá tegyék anélkül, hogy azokat jelentősen roncsolnák, illetve rövidítenék. Minél hosszabb és épebb a farost, annál alkalmasabb a lemezképzést lehetővé tevő filcellődésre. A filcellődés során a feltárt, szabaddá tett farostok –—a fajlagosan nagy és horogszerű képződményekkel borított rostfal-felület miatt — ragasztóanyag nélkül is egymáshoz tapadnak, kapcsolódnak. A rostokat tartalmazó víz-rost elegy (kb. 5% farost és 95% víz) tároló kádakba kerül. A rostosítást követően kerül sor a farostlemez szilárdságát emelő és a víztaszító képességét növelő műgyantaragasztók, vegyszerek, emulziók bekeverésére. III. Farostpaplan-képzés A farostpaplan-képzés első fázisaként a szitaszövetre viszik rá a víz-rost elegyet, ahol az nagyrészt víztelenedik. A víztelenedést egyéb berendezésekkel is (vákuumszekrények, préshengerek) elősegítik. A víz eltávolításával egyre csökken az egyes farostok közötti távolság, és végül a kialakuló farost-paplanban – ami még mindig 55-65% nedvességet tartalmaz – már annyira szilárd, hogy mód nyílik a formatizálásra. IV. Formatizálás A formatizálás során a forgókések adott (a préslapok méreteihez igazodó) méretekre vágják a farostpaplant. V. Préselés A formatizált farostpaplan szállítólemezre, majd ezzel együtt a hidraulikus hőprésbe kerül. A hőprésben magas hőmérséklet (180–225 °C) és nagy nyomás ( ≈ 5 N/mm² ) hatására megtörténik a végső víztelenítés, a rostok egymáshoz kötődnek, fixálódnak (6–9perc). VI. Klimatizálás A klimatizálás során a présből kikerülő farostlemezeket, a helyi klímának megfelelő, megközelítőleg állandó nedvességtartalomra (U ≈ 7%) állítják be. VII. Egyéb műveletek Különböző tulajdonságok elérése érdekében a farostlemezeket hőkezelhetik, illetve impregnálhatják. Csoportosítás A farostlemezeket sűrűségük, felületkezelésük és felületbevonatuk szerint csoportosítjuk Sűrűség szerint: Szigetelő típusú lemezek: 250 – 400 kg/m 3 , Közepes sűrűségű (MDF) lemezek: 600 – 900 kg/m 3 . Kemény lemezek: 850 – 1000 kg/m 3 . Extra kemény lemezek: 1000 kg/m 3 felett. Felületük szerint: Felület kezeletlen (nyers) lemezek Felületkezelt lemezek: Laminátos farostlemez: olyan felületkezelt farostlemez, amelynek színoldalára műgyantával átitatott papír-laminátot préselnek. A laminált felület lehet egyszínű, fautánzatú vagy egyéb mintás; fényes, félfényes (selyemfényű) és matt kivitelű. Erezetnyomású farostlemez: olyan farostlemez termék, amelynek színoldalára (nyomdatechnikai eljárással) faerezetet utánzó mintázatot nyomnak, és a mintázatot matt, vagy selyemfényű lakkréteggel vonják be. Lakkozott farostlemez: lakkozott farostlemezen olyan terméket értünk, amelynek színoldalára az egyszínű lakkot matt, selyemfényű vagy magas fényű kivitelben viszik fel. A kemény (nyers) farostlemez tulajdonságai A kemény farostlemezek alapanyaga bármely hazai fafajból előállított farost. A farostlemezekben —különösen a nedves gyártási eljárás esetén — a rostok egymáshoz kötődését elsődlegesen a filcelődés, és a fában levő természetes ragasztóanyagok biztosítják. A kötés hatásfoka műgyanták (általában fenol–formaldehid) adagolásával emelhető. A nedves és a félszáraz eljárással készült farostlemezek anyagukat tekintve homogénnek, egyrétegűnek tekintendők. Jellemző, hogy egyik oldaluk a „sima oldal”, amelynek felülete egyenletes (5– 10 μ m érdességű), a másik oldala a „szitanyomatos oldal”, amely a szitaszövet benyomódásait hordozza. A száraz eljárással készült kemény farostlemezek háromrétegűek (két fedő- és egy középréteg); a két fedőréteg jellemzői megegyeznek. Szilárdsági jellemzők Hajlítószilárdság: min. 40 N/mm² , az I–II. minőségi osztályban, min. 25 N/mm² , a III. minőségi osztályban. Húzószilárdság: 15–25 N/mm² között. Felhasználási jellemzők A kemény farostlemez felhasználási területe igen széleskörű. Kedvező lap– és vastagsági méretei, valamint kedvező szilárdsági értékei miatt felületlezáró (bútorok: hátfal, fenék) és borító elemként (lemezelt keretszerkezetek) alkalmazható, ahol az időjárás viszontagságainak nincs kitéve. #### 3.2.5. Laptermékek A laptermékek körébe sorolhatók azok a faalapú gyártmányok, amelyeknek hosszúsági és szélességi kiterjedése lényegesen meghaladja a vastagságát, és amelyek funkciójukat tekintve szerkezeti elemként használhatók fel a különböző faipari végtermékek teherhordó alkatrészeihez. ##### 3.2.5.1. Bútorlapok A bútorlapok a különböző rendeltetésű bútorokhoz szerkezeti-teherhordó elemként (oldalfalak, ajtók, tetők, asztallapok, fiókelők stb.) alkalmazható lapféleségek. A bútorlapok szerkezetüket tekintve háromrétegű termékek, amelyek a betétből és a borítólapokból állnak. A bútorlapok a betéttől függően lehetnek: - lécbetétes vagy - furnérbetétes bútorlapok (38. ábra). [Ábra: 38. ábra. Bútorlapok] A lécbetétes bútorlapok gyártásának technológiai vázlatát a 39. ábra szemlélteti. [Ábra: 39. ábra. A lécbetét gyártása] A lécbetétes bútorlapok gyártása (mivel rétegelt-ragasztott termékről van szó), több vonatkozásban hasonlít, illetve megegyezik a rétegelt falemez gyártásával. A gyártástechnológiai sorrend főbb fázisai: I. A borítólapok előállítása Mivel a borítólapok műszaki furnérok, előállításuk és előkészítésük megegyezik a már ismertetett eljárással. II. A lécbetétek előállítása A lécbetétek előállítása az alapanyagot jelentő fűrészáru termeléséből, majd ezt követően a lécelemek kialakításából és betétekké való egyesítéséből áll (39. ábra). III. A borítólapok és a betét egyesítése A borítólapok és a lécbetét egyesítése ragasztóanyag alkalmazásával, hőpréseléssel történik. Préselési paraméterek: hőmérséklet: 120–130 ° C, fajlagos nyomás: 0,8–1,2 N/mm² , présidő: t = f + , [ min ] , t - a préselés ideje, [ min ] , f - a ragasztóanyaggal bevont felületek száma, d- a lemez vastagsága, [ mm ] IV. A bútorlap kikészítése A bútorlapok kikészítése a kész lapméretre való formatizálást, csiszolást, számba-vételt és minősítést jelenti. A furnérbetétes bútorlapok gyártása a borítólapok előállítását, a borítólapok és a betét egyesítését, valamint a bútorlap kikészítését illetőn megegyezik a lécbetétes bútorlapok gyártásával. A furnérbetét gyártása a következők szerint történik : a borítólapok előállítása során azokat a műszaki furnérokat, amelyek méretüknél vagy minőségüknél fogva nem alkalmasak borítólapnak, külön választják; ezekből készül a furnérbetét. I. Furnérszárítás. A betétnek alkalmas furnért (megegyezően a borítófurnérral) 5–7% nedvességtartalomra szárítják. II. Ragasztóanyag felhordás, összerakás A szárított furnérokat táblásítják (egész tábla méretet képeznek), azaz az egész tábla méretének megfelelően, él-ragasztják és összerakják. A ragasztóanyagot (kar-bamid- formaldehid) minden második furnértábla, mindkét oldalára egyszerre hordják fel; az összerakott furnérok (rétegszám lehet 7 és 9) száliránya megegyező. III. A betéttömb préselése Préselési paraméterek: hőmérséklet: 120°C, fajlagos présnyomás: 0,4–0,6 N/mm² , préselési idő: 18 perc (7 rétegű tömb), 23 perc (9 rétegű tömb esetében). a préselt tömbök vastagsága: 24 mm (7 rétegű tömb),vagy 30 mm (9 rétegűtömb). A tömböket a préselés után min. 24 óráig pihentetni kell. IV. Tömbök előkészítése lécvágáshoz A préselt betéttömbből, amelynek vastagsága megegyezik a lécbetéthez felhasznált gyalult fűrészáru vastagságával, készül lécvágás (sorozatvágás) révén a furnérléc. A továbbiakban a furnérlécek egyesítése, a táblaösszerakás művelete megegyezik a lécbetétes bútorláp táblaösszerakásával. A bútorlapok jellemző tulajdonságai A bútorlapok gyártási alapanyagai a lágylombos fák és az egzóták rönkjeiből előállított műszaki furnérok, illetve fűrészáruk. Felépítési jellemzők A bútorlap esetében is érvényesülnie kell a szimmetriaelvnek. A szimmetriaelven belüli o megkötés — a szomszédos rétegek száliránya 90 -al eltérő — úgy jelentkezik, hogy a borítólapok száliránya merőleges a betét hosszirányára. Szilárdsági jellemzők Hajlítószilárdság: 50–70 N/mm² , Sűrűség: 500–600 kg/m 3 . Felhasználási jellemzők A bútorlapokat — színfurnérozás és felületkezelés után —nevükből adódóan különféle bútorok lapszerkezeteiként használják fel. Jelentős előnyük, hogy magas szilárdsági értékkel bírnak, könnyűek, jól szegelhetők, csavarozhatók, kiválóan megmunkálhatók. ##### 3.2.5.2. Faforgácslapok Faforgácslapoknak nevezzük azokat a laptermékeket, amelyeknél a mechanikai úton aprított farészecskéket (elemi forgácsok) kötőanyag felhasználásával egyesítenek. A faforgácslap- gyártás folyamatának (40. ábra) műveleteit az alábbiakban ismertetjük: I. Forgácsképzés A faforgácslap–gyártás alapját képező elemi forgácsot gömbfából vagy fűrészüzemi, vágástéri hulladékoknak minősülő alapanyagból forgácsolással, majd után-aprítással állítják elő. II. Forgácsszárítás Az élőnedves, vagy az alatti nedvességtartalmú forgácsot, a további technológiai műveletek megkövetelte nedvességtartalomra, technikai szárítással (2%-ra) szárítják le. III. Forgácsosztályozás A forgácsosztályozás célja, hogy a leszárított forgácshalmazból a hasznos (további műveletekhez alkalmas) forgácsot, és az után-aprításra szoruló durva forgácsot ill. a poros frakciót szétválassza. Az osztályozást sziták segítségével, vagy légsodrással végzik. IV. A forgácsok, kötőanyaggal történő összekeverése A lapkialakítás feltétele, hogy az elemi forgácsok megfelelő módon kötődjenek egymáshoz. A faforgács-részecskék egymáshoz kötődését ragasztóanyagok vagy egyéb kötőanyagok (pl. cement, gipsz) alkalmazásával biztosítható. A ragasztó-és egyéb anyagokat (pl. víztaszító anyagokat) szórással hordják fel a forgácsok felületére. A ragasztóanyag egyenletes elosztását keveréssel biztosítják. [Ábra: 40. ábra. A faforgácslap–gyártás technológiai vázlata] A kötőanyaggal ellátott faforgácsból terítéket („paplant”) képeznek mechanikus vagy légsodrásos módszerrel VI. Előpréselés, hőpréselés Az előpréselés elsődleges célja a forgácspaplan előtömörítése (fajlagos présnyomás: 1,2–2,0–4,0 N/mm² ). A hőprésben a terítéket a végső vastagsági méretére préselik, és a magas hőmérséklet hatására a ragasztóanyag megköt. A 29. táblázatban különböző ragasztóanyagokkal ragasztott forgácslapok 1 mm-re számolt hőpréselési idejét foglaltuk össze, egy- és többszintes hőprésre vonatkozóan. ### 29. táblázat. Különböző ragasztóanyagokkal ragasztott forgácslapok 1 mm-re számolt hőpréselési idejé | Ragasztóanyag | Egyszintes hőprés, 200°C préshőmérséklet | Többszintes hőprés, 180°C préshőmérséklet | |---|---|---| | Karbamid – és melamin formaldehid | 0,10 – 0,13 | 0,18 – 0,22 | | Fenol–formaldehid | 0,15 | 0,20 – 0,22 | | Izocianát | 0,10 – 0,13 | 0,15 – 0,20 | Hűtés, pihentetés : „rakásolás” előtt a lapokat 70°C-ra kell hűteni, majd 2–4 napot pihentetni; lapok szélezése: a lapok hosszúsági– és szélességi méretének kialakítása; csiszolás: a lapok pontos vastagsági méretének beállítása; minősítés, osztályozás : a vonatkozó szabvány szerint. Csoportosítás: A faforgácslapokat az alábbi szempont szerint csoportosíthatók . 1) Az elemi forgácsok elhelyezkedése szerint: - lapsíkkal párhuzamos forgácselrendezésű faforgácslapok (síkpréseléssel készülnek); - lapsíkra merőleges elhelyezkedésű faforgácslapok (dugattyús préseléssel készülnek); - irányított forgács-elrendezésű lapok (OSB: az egyik irányban kedvezőbb mechanikai tulajdonságokat mutatnak, lásd 30. táblázat). ### 30. táblázat. A faforgácslap néhány tulajdonsága | Megnevezés | Mértékegység | Érték, ill. jellemző (hosszirányban) | Érték, ill. jellemző (keresztirányban) | |---|---|---|---| | Hajlítószilárdság | N/mm2 | 36 | 18 | | Rugalmassági modulus | N/mm2 | 5600 | 2500 | | Térfogatsűrűség | kg/m3 | 640–700 | 640–700 | | Lapleemelő szilárdság | N/mm2 | 0,4 | 0,4 | | Keménység | kN | 2,2 | 2,2 | 2) Keresztmetszeti szerkezetük szerint: - egyrétegű faforgácslapok (az egész keresztmetszet azonos tulajdonságú elemi forgácsokból épül fel); - háromrétegű faforgácslapok (a két fedőréteg finomabb és nagyobb gyantatartalommal bír, mint a durvább szerkezetű középréteg); - többrétegű faforgácslapok (háromnál több rétegből épülnek fel. A rétegekre jellemző, hogy a legkülső réteg forgácsanyaga a legfinomabb, és a legbelsőé a legdurvább); - folyamatosan rétegezett faforgácslapok (a kívül elhelyezkedő legfinomabb forgácsoktól kezdődően egyenletes az átmenet a lapközép durva forgácsáig). 3) Sűrűségük alapján: - szigetelő lapok (200–400 kg/m 3 ); - könnyű lapok (400–550 kg/m 3 ); - középnehéz, szerkezeti lapok (550–750 kg/m 3 ); - nehéz lapok (750–900 kg/m 3 ); - különleges lapok (900 kg/m 3 ). 4) A felhasznált kötőanyag szerint: - ragasztó (műgyanta) kötőanyagúak (karbamid-formaldehid, fenol-formal-dehid, ill. melamin-, epoxi- és izocianát gyanták) és - szervetlen kötőanyagúak (gipsz- és cementkötésű faforgácslapok /CK-lapok/). 5) Felhasználási területük szerint: - általános, - bútoripari és - építőipari felhasználási célú faforgácslapok . 6) Felületkezelésük, ill. felületbevonásuk alapján: - felületkezeletlen (nyers) és - felületkezelt (furnérozott, kasírozott és laminált) forgácslapok. Tulajdonságok Szilárdsági jellemzők : általános (31. táblázat), bútoripari (32. táblázat) és építőipari (33. táblázat) alkalmazású lapok, cementkötésű faforgácslapok (34. táblázat). ### 31. táblázat. Általános alkalmazású faforgácslapok szilárdsági jellemzői | Szilárdság (minimum) | Vastagság 12 mm | Vastagság 16 mm | Vastagság 19 mm | Vastagság 25 mm | |---|---|---|---|---| | Hajlítószilárdság, N/mm2 | 12,5 | 11,5 | 11,5 | 10 | | Lapsíkra merőleges szakítószilárdság, N/mm2 | 0,28 | 0,24 | 0,24 | 0,2 | ### 32. táblázat. Bútoripari faforgácslapok szilárdsági jellemzői | Szilárdság (min.) | Vastagság >8-13 mm | Vastagság >13-20 mm | Vastagság >20-25 mm | Vastagság >25-32 mm | Vastagság >32-40 mm | |---|---|---|---|---|---| | Hajlítószilárdság, N/mm2 | 14 | 13 | 11,5 | 10 | 8,5 | | Lapsíkra merőleges szakítószilárdság, N/mm2 | 0,4 | 0,35 | 0,3 | 0,25 | 0,2 | | Rugalmassági modulus, N/mm2 | 1800 | 1600 | 1500 | 1350 | 1200 | | Felületi rétegtapadó szilárdság N/mm2 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | ### 33. táblázat. Építőipari faforgácslapok szilárdsági jellemzői | Szilárdság (minimum) | Vastagság 30 mm | Vastagság 32 mm | Vastagság 38 mm | |---|---|---|---| | Hajlítószilárdság, N/mm2 | 15 | 15 | 14 | | Lapsíkra merőleges szakítószilárdság, N/mm2 | 0,35 | 0,35 | 0,3 | | Rugalmassági modulus, N/mm2 | 2400 | 2400 | 2200 | ### 34. táblázat. Cementkötésű faforgácslapok szilárdsági jellemzői | Tulajdonság megnevezése | Mértékegység | I. minőségi osztályban | II. minőségi osztályban | |---|---|---|---| | Térfogati sűrűség | kg/m3 | 1100–1300 | 1000–1300 | | Nedvesség tartalom | % | 9 ± 3 | 9 ± 3 | | Vastagsági dagadás 2 óra után | % | 1,2 | 1,5 | | Vastagsági dagadás 24 óra után | % | 2 | 2,2 | | Lapleemelő szilárdság 18mm vastagságig | N/mm2 | 9 | 8 | | Lapleemelő szilárdság 18 mm és fölötte | N/mm2 | 8 | 7 | | Lapleemelő szilárdság | N/mm2 | 0,4 | 0,25 | | Hajlító rugalmassági modulus | N/mm2 | 3000 | 2500 | | Nyomószilárdság | N/mm2 | 15 | 15 | | Ütő-, törőszilárdság | kJ/m2 | 3,9 | 3,9 | | Szegállóság lapsíkra merőlegesen | N/mm | 40 | 40 | | Csavarállóság lapsíkra merőlegesen | N/mm | 60 | 60 | | Páradiffúziós tényező | kg/(ms Pa) | 0,83⋅10^-11 | 0,83⋅10^-11 | | Hővezetési tényező | W/mK | 0,26 | 0,26 | | Lineáris hőtágulás | K^-1 | 1,0⋅10^-8 | 1,0⋅10^-8 | | Léghanggátlási szám | dB | 28 | 28 | | Tűzállósági határérték | óra | 0,2 – 0,4 | 0,2 – 0,4 | Térfogati sűrűség kg/m 3 1100–1300 1000–1300 Nedvesség- % 9 ± 3 tartalom Vastagsági 2 óra után % 1,2 1,5 dagadás 24 óra után 2 2,2 18mm vastagságig N/mm² 9 8 18 mm és fölötte 8 7 Lapleemelő szilárdság N/mm² 0,4 0,25 Hajlító rugalmassági modulus N/mm² 3000 2500 Nyomószilárdság N/mm² 15 Ütő-, törőszilárdság kJ/m² 3,9 Szegállóság lapsíkra merőlegesen N/mm 40 Csavarállóság lapsíkra N/mm 60 merőlegesen Páradiffúziós tényező kg/(ms Pa) 0,83 ⋅ 10 -11 Hővezetési tényező W/mK 0,26 Lineáris hőtágulás K -1 1,0 ⋅ 10 -8 Léghanggátlási szám dB 28 Tűzállósági határérték óra 0,2 – 0,4 #### 3.2.6. Idomtermékek 3.2.6.1.Lemezidomok A rétegelt-ragasztott lemezidomok legismertebb képviselői a székülés – és támlalemezek (41. ábra), illetve az ágyrugók . [Ábra: 41. ábra. Székülés, ill. támlalemez] A rétegelt ragasztott székülések— és támlák gyártástechnológiája (a préselés műveletét kivéve) megegyezik a síkfelületű rétegelt, ragasztott falemezek gyártásával. Préseléskor (hő–, vagy nagyfrekvenciás prés alkalmazása), az összerakott terítéket a negatív és pozitív présforma közé helyezik. A présformák zárásakor, a nyomás (1,2–2,5 N/mm² ) és hő-közlés hatására a ragasztó megkeményedik, és ezért az alkatrész megtartja a présformának megfelelő alakját (41. ábra). Gyártási alapanyag: bükk–, vagy lágylombos (éger, hárs, nyár) műszaki furnér. Vastagság: 3,5–21 mm. ##### 3.2.6.2. Farostlemez idomok A farostlemez idom úgy készül, hogy a leszárított, kötőanyaggal kevert rostanyagot présszerszámba adagolják. A hő-közlés és a nyomás hatására alaktartó idom jön létre. Megjegyzendő, hogy vékony (3–3,2 mm) síklapú farostlemezekből is előállíthatók idomok, hőközlés és nyomás segítségével. ##### 3.2.6.3. Lapidomok A lapidomok családjába kizárólag idompréselt faforgácslapok tartoznak. Ezeket az idomokat „Werzalit”–, és egyéb eljárásokkal állítják elő. #### 3.2.7. Faalapú burkolati célú termékek ##### 3.2.7.1. Padlóburkolatok Hajópadló, csaphornyos parketta, mozaik parketta és szalag parketta (42. ábra). [Ábra: 42. ábra. Padlóburkolatok] ##### 3.2.7.2. Falburkolatok Rendeltetés szerint: akusztikai hőszigetelő– és díszítő falburkolat. Anyaguk szerint: természetes tömörfából (43. ábra) lemez-, vagy lapfélékből, ill. vegyes felépítésűek. [Ábra: 43. ábra. Falburkolatok természetes tömör fából] Formájuk szerint lehetnek: hordók (44.ábra), ládák (45.ábra), kábeldobok (46. ábra) és rakodólapok (47.ábra). [Ábra: 44. ábra. Boroshordó] [Ábra: 46. ábra. Kábeldob] #### 3.2.8. Fa tartószerkezetek A fa tartószerkezetek részletes tárgyalására — a téma bonyolultsága és terjedelme miatt — nem térhetünk ki. Csupán néhány példát (48-52. ábra) szeretnénk bemutatni (fontossági sorrend nélkül), hogy a fa, mint szerkezeti anyag az építészetben is komoly jelentőséggel bír. [Ábra: 48. ábra. Ragasztott– szegezett tartó] [Ábra: 49. ábra. Rétegelt – ragasztott tartó] [Ábra: 50. ábra. Lemez– és pallógerincű tartók] [Ábra: 51. ábra. DSB tartó] ### 3.3. Alkatrészek mechanikai megmunkálása forgácsolással Egy faipari késztermék — bonyolultságától függően — különböző számú alkatrészből áll. A termékrajzok alapján megállapítható, hogy az alkatrészek alakban, méretben, méretpontosságban, felületi minőségben és az alkalmazott anyagban különbözhetnek, ill. különböznek egymástól. Az alkatrészek gyártás-technológiájának megismerése (tekintettel az alkatrészek sokféleségére) legcélszerűbben úgy oldható meg, ha a gyártás-technológiát, mint az alkatrész egy-, illetve több felületének kialakításához szükséges (meghatározott sorrendben elvégzett) műveletek összességének tekintjük. A fent említett módszer azonban csak akkor hatásos, ha megfelelő előtanulmányokkal (faipari gépek, megmunkáló szerszámok, stb.) ill. széleskörű ismeretekkel rendelkezünk a faszerkezetek területén. Ezért az látszik a legcélszerűbb megoldásnak, ha ez irányú ismereteinket a legegyszerűbb faipari gépeken elvégezhető műveletek megismerése segítségével szerezzük meg. #### 3.3.1. Daraboló körfűrészgépeken végezhető műveletek Rendeltetés: Fűrészáru, keresztirányú vágása (darabolása). Működési alapelv és az elvégezhető műveletek (53. ábra): A lengőkaros (inga) változat (53/a. ábra) hátránya, hogy fűrészelés közben a körfűrészlap körpályán mozog. Ezt a hátrányt küszöböli ki a paralelogramma körfűrész gép (53/b. ábra), amely a körfűrészlapot egyenesen vezeti meg. A darabolás célja — a kívánt hossz elérésén kívül — a fahibák kiejtése, és ezért a fűrészárut egyenként kell darabolni. [Ábra: 53. ábra. A daraboló körfűrész-gépek működési elve és az elvégezhető műveletek. a- lengőkaros-, b- paralelogramma változat; 1-gépasztal; 2- fűrészáru; 3- vezetővonalzó; 4- körfűrésztárcsa] #### 3.3.2. Karos, leszabó körfűrészgépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Egyenes vonalú vágás minden irányban. Működési alapelv és az elvégezhető műveletek (54. ábra): Lehetnek alsó/felső elrendezésűek; kézi/gépi működtetésűek, illetve programozhatóak. Marószerszámok alkalmazásával árkok, különböző profilok és csapok is megmunkálhatók . [Ábra: 54. ábra. Karos, leszabó körfűrész működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- tartóoszlop; 2- tartó kar; 3- vezető fej; 4- motor; 5- fűrészlap; 6- munkadarab; 7- gépasztal.] #### 3.3.3. Asztali körfűrészgépen végezhető műveletek Rendeltetés: Munkadarabok egyenes vonalú vágása hosszanti-, kereszt— és ferde irányban. Működési alapelv és az elvégezhető műveletek (55. ábra): [Ábra: 55. ábra. Az asztali körfűrész működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- gépasztal; 2- munkadarab; 3- fűrésztárcsa; a- keresztvágás; b- hosszvágás (hasítás); c- ferde keresztvágás; d- keresztvágás több egymásra helyezett szelvényárun, e- árkok fűrészelése; f- csapok fűrészelése; g- aljazás; (a-d- szokásos művelet; e-g kényszerű művelet).] Széleskörű alkalmazásáról csupán a legfontosabbakat ismertetjük: keresztirányú darabolás derék- vagy tetszőleges szögben, csúszó-vezető alkalmazásával; hosszirányú párhuzamos-, vagy szögalatti vágás megadott méretre vezetővonalzó, vagy sablon segítségével; kör, vagy elliptikus keresztmetszetű alkatrészek vágása negatív sablonban; ferde vágások az asztallap, vagy a fűrésztárcsa megdöntésével; csapok, árkok, aljak kialakítása. #### 3.3.4. Hasító, sorozatvágó körfűrészgépeken végezhető műveletek Rendeltetés: Szélezett és szélezetlen fűrészáru hosszirányú vágása Működési elv és az elvégezhető műveletek (56. ábra): A gépen — az alkalmazott körfűrésztárcsák számától (egy, kettő, több) függően — többféle művelet végezhető el: egyoldali szélezés (egy szerszám); kétoldali egyidejű szélezés (két szerszám); két–, vagy több alkatrész szélességi méretének egyidejű kialakítása (hasítása) szélezéssel, vagy szélezés nélkül, egy illetve több szerszámmal. [Ábra: 56. ábra. Hasító körfűrészgép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1 - munkadarab; 2- védőberendezés; 3- körfűrésztárcsa (tárcsákkal); 4- láncszőnyeg] #### 3.3.5. Egy irányban „formatizáló” körfűrészgépeken végezhető ### műveletek Rendeltetés: Lapok, lemezek egyoldali, illetve egyidejűleg, két párhuzamos élének szélezése; vagy lapok, illetve lemezek kötegeinek egyirányú osztása. Működési elv és az elvégezhető műveletek (57. ábra): Lehetnek alsó, vagy felső szerszám- elrendezésűek, illetve kézi, vagy gépi előtolásúak. [Ábra: 57. ábra. Az egy irányban „formatizáló” körfűrészgépek működési elve és az elvégezhető műveletek. A- alsó szerszámelrendezés: 1- körfűrésztárcsák; 2- kézi előtolású kocsi; 3- munkadarab; B- felső szerszámelrendezés: 1- tartógerenda; 2- körfűrésztárcsák, 3- munkadarab; 4- kocsi; a- hosszirányú formatizálás, illetve szabás; b- keresztirányú formatizálás, illetve szabás; c- teljes formatizálás] A nagyobb munkaszélességgel rendelkező gépek elsősorban nagyméretű lapok és lemezek (bútorlap, forgácslap, farostlemez, stb.) szélezésére, pontos méretének kialakítására alkalmasak. A felső elrendezésű gépeket a lap– és lemezanyagok durva, vagy pontos méreteinek kialakítására, illetve a tömörfa alkatrészek darabolására használják. #### 3.3.6. Függőleges asztalú lapszabász gépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Lap- és lemezféleségek szabása. A működési elvet és az elvégezhető műveleteket a 58. ábrán mutatjuk be. [Ábra: 58. ábra. Függőleges asztalú lapszabász körfűrészgép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- asztal; 2- fűrésztárcsa; 3- vezető gerenda; 4- munkadarab] A gép, mindenek előtt natúr és felületkezelt lapok, ill. lemezek szabására alkalmas. A merőleges vágásokon kívül – amennyiben a fűrésztárcsa elfordítható – ferde vágásokra is (rendszerint 45 fokos szögig) alkalmazható . #### 3.3.7. Asztalos szalagfűrészgépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Bármilyen irányú vágás. A működési elvet és az elvégezhető műveleteket az 59. ábrán mutatjuk be. [Ábra: 59. ábra. Az asztalos szalagfűrészgép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- felső vezető- és feszítő tárcsa; fűrészszalag; 3- munkadarab; 4- asztal; 5- alsó tárcsa.] A széleskörű alkalmazási lehetőségek közül csak a legfontosabbak tárgyaljuk: szélezés és hasítás előrajzolás után, hasítás vezetővonalzó mellett, síkgörbevágás, nem párhuzamos vágás, körlap vágása, térgörbevágások, egyszerű ollós csap, stb. #### 3.3.8. Kanyarító fűrészen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Görbületek és teljesen zárt idomok kifűrészelése. Intarziavágás. A működési elvet és az elvégezhető műveleteket a 60. ábra mutatja be. [Ábra: 60. ábra. A kanyarító fűrész működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- rugóház; 2- befogópofa; 3- fűrészlap; 4- munkadarab; 5- gépasztal; 6- forgattyús tárcsa a hajtórúddal.] A kanyarító fűrészeket olyanműveleteknél használják, amelyeket szalagfűrésszel, vagy felsőmaróval nem lehet elvégezni. Ide tartoznak a külső és belső finom kivágások éles törésvonalakkal, vagy nagyon kisméretű ívekkel. Több alkatrészt egyszerre az intarzia-készítésnél fűrészelnek, amikor is több réteg furnért erősítenek össze. #### 3.3.9. Egyengető gyalugépen végezhető műveletek Rendeltetés: A munkadarab egy lapjának és egy oldalának egyengetése. Működési alapelv és az elvégezhető műveletek (61. ábra). [Ábra: 61. ábra. Az egyengető gyalugép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- vezetővonalzó; 2- munkadarab; 3- elszedő asztal; 4- késtengely; 5- adagoló asztal] Az egyengető gyalulás célja a technológiai bázisfelületek kialakítása. A műveletet vezetővonalzó mellett végzik. A vezetővonalzó fix (90 ° ), vagy szögben (45-90 ° ) állítható. A munkadarab előtolása kézi, vagy gépi lehet. Az egyengetést mindig a lapon kell kezdeni, majd ezután kell az él-gyalulást elvégezni. A lapegyengetést mindig a homorú oldalon kezdik a biztos (három pontos) felfekvés miatt. Nagy méreteltérések esetén a műveletet többször meg kell ismételni. #### 3.3.10. A vastagsági gyalugépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: a munkadarabok vastagsági- és szélességi méretre történő megmunkálása. Működési elv és az elvégezhető műveletek (62. ábra). [Ábra: 62. ábra. A vastagsági gyalugép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- munkadarab; 2- visszavágást gátló; 3- rovátkolt behúzó henger; 4- támasztó asztalhengerek; 5- leszorító gerenda; 6- késtartó-tengely; 7- munkadarab; 8- sima kihúzóhenger] Az egy lapján és egy élén megegyengetett alkatrész a vastagsági gyalulással éri el a végleges vastagsági ill. szélességi méretét. A vastagsági gyalulásnál a leválasztható maximális forgácsvastagság 5 mm. #### 3.3.11. Többfejes (kettő–, három–, négy–) gyalugépeken végezhető ### műveletek Rendeltetés: A munkadarab több oldalának sík-, esetleg profilgyalulása (marása). Működési elv és az elvégezhető műveletek (63. ábra). A többfejes gyalugépen (a háromfejest kivéve) az anyagot minden előzetes megmunkálás (egyengetés, vastagolás) nélkül lehet a gépbe adagolni. A kétfejes gyalugép , amely egy alsó és egy felső késtartó tengellyel rendelkezik, nagyobb munkadarabok és keretszerkezetek pontos vastagsági méretre történő megmunkálására alkalmazható. [Ábra: 63. ábra. Többfejes gyalugép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- munkadarab; 2- egyengető késtengely; 3- vastagoló késtartó tengely; 4- függőleges szerszám-tengelyek.] A háromfejes gyalugépen a munkadarabok három oldala munkálható meg (64. ábra). [Ábra: 64. ábra. A háromfejes gyalugépen elvégezhető műveletek. 1- egy oldal és két él egyidejű megmunkálása; 2,3- csap-, ill. árok gyalulása, és egy oldal egyidejű megmunkálása; 4- fogazás szélességi toldáshoz; 5- különféle profilok gyalulása] 2,3- csap-, ill. árok gyalulása, és egy oldal egyidejű megmunkálása; 4- fogazás szélességi toldáshoz; 5- különféle profilok gyalulása #### 3.3.12. Sokfejes (kombinált gyalu-maró) gyalugépek en elvégezhető ### műveletek Rendeltetés: összetett profilok egyengetése, vastagolása és teljes keresztmetszeti megmunkálása egy átbocsátással. Mű ködési elv és az elvégezhet ő műveletek (65. ábra). [Ábra: 65. ábra. Sokfejes gyalugép működési elve és az elvégezhető főbb műveletek munkadarab; 2- szerszámtengelyek] A gép, rendszerint — a megmunkálandó anyag négy oldalának megfelelően — különböző fix, vagy dönthető szerszámfejekkel (gyalu, maró, fűrész, csiszoló) van ellátva. Kis keresztmetszetű (keskeny), de bonyolult profilú, alkatrészek (ablakszárny profilok, d íszlécek, valamint különböző tömörfából készült tagolt bútorelemek) kialakítására szolgál. #### 3.3.13. Asztali marógépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Különböző marási műveletek elvégzése. Működési elv és az elvégezhető műveletek (66. ábra). [Ábra: 66. ábra. Az asztali marógép működési elve és a főbb megmunkálási módok. 1- munkadarab; 2- marószerszám; 3- marótengely] Az egyes munkafolyamatok jobb megértése céljából a legfontosabb megmunkálási módok közül néhányat ismertetünk (66. ábra): - egyenes vonalú marás vezető vonalzó mentén; - síkgörbe marás vezetőgyűrű segítségével, a munkadarab valamely bázisfelülete mentén történő vezetéssel; - síkgörbe marás sablon és vezetőgyűrű segítségével; - csapmarás csúszó vezető, vagy szánszerkezet segítségével; - kalodában történő marás vezetőgyűrű segítségével. Fontosabb műveletek: egyenes élek marása, ferde élek marása; szintbe marás, aljmarás, árokmarás, fésűs élmarás szélesítő– és vastagító toldáshoz, idommarás, síkgörbemarás, ollós– csap marása, ékcsap-marás; egyenes fogazás, sarokkötés marása stb. #### 3.3.14. Kétorsós marógépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Egy, vagy két munkadarab oldalainak egyenes, vagy íves marása sablon és vezetőgyűrű segítségével. Működési elv és az elvégezhető műveletek (67. ábra). [Ábra: 67. ábra. A kétorsós marógép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- sablon; 2- munkadarabok; 3- előtoló hengerek; 4- marószerszámok; 5- vezetőgyűrűk;] Egy munkadarab két párhuzamos oldala, vagy két egymás mellett lévő munkadarab, két külső oldala munkálható meg. Megmunkálható azonban a munkadarab egész kerülete; esetleg a tömör, vagy keskeny lapos elemek egész keresztmetszete is. #### 3.3.15. Alternáló mozgású asztallappal rendelkező marógépen ### elvégezhető műveletek Rendeltetés: Munkadarabok egymással szemben fekvő egyenes, vagy íves oldalainak (éleinek) profilozott, hosszanti marása. Működési elv és az elvégezhető műveletek (68. ábra). [Ábra: 68. ábra. A marógép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- gépasztal; 2- szerszám; 3- vezetőgyűrű; 4alkatrész; 5- sablon] A legáltalánosabb művelet: két egyenlő, vagy különböző alakú alkatrész oldalainak egyenes, vagy profilozott marása. A sablon beállítása és a munkadarab megfordítása után el lehet végezni a munkadarab megmaradt két oldalának a marását . A gépet főleg az ülő–, és stílbútor gyártásánál alkalmazzák lábak, háttámlák, karfák marásánál; de sítalpak, illetve sporteszközök gyártásánál is előnyösen alkalmazható. Vannak géptípusok, amelyeket fúró és csiszoló aggregátokkal is kiegészítenek. #### 3.3.16. Forgóasztalos marógépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: A munkadarabok külső, esetleg belső kerületének marása. Működési elv és az elvégezhető műveletek (69. ábra). [Ábra: 69. ábra. Forgóasztalos marógép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- marószerszám; 2- vezetőgyűrű; 3- asztal; 4- szorítótárcsa; 5- munkadarab; 6- sablon; 7- lengőkar útja] A leggyakoribb művelet: sík munkadarabok (székülőke), vagy székkávák külső kerületeinek a marása. Lapszerkezetű munkadarabok megmunkálásánál mód van több — egymásra helyezett — munkadarab együttes marására. Az alkalmazott sablonnak megfelelően lehet az egész kerületet, vagy csak annak egy részét marni. #### 3.3.17. Karusszel marógépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Több munkadarab külső kerületének marása Működési elv és az elvégezhető műveletek (70. ábra). [Ábra: 70. ábra. Karusszel maró működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- marószerszám; 2- sablon; 3- leszorító korong; 4- ütköző; 5- asztal; 6- munkadarab] Több munkadarabnak az asztalra történő egyidejű leerősítésével, a munkadarabok kerületének egy része, vagy a teljes kerülete megmunkálható. Az alkatrészek kerületének meghatározott része az asztal egy körbefordulása alatt munkálható meg, a sablon helyzetének megváltoztatása nélkül. Ezzel szemben a teljes kerület marásánál — a helyzeteknek megfelelően — a sablonokat felváltva cserélni kell. #### 3.3.18. Felsőmarógépen elvégezhető műveletek Rendeltetés : Különböző alakú munkadarabok külső és belső éleinek, illetve lapjainak marása (megmunkálása). [Ábra: 71. ábra. Felsőmarógép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- marógép; 2- marószerszám; 3- munkadarab; 4-sablon; 5- gépasztal; 6- vezetőtüske] Furatok, aljak, árkok és csaplyukak készítése az egyszerű alkalmazási lehetőség közé tartozik. Ilyenkor a munkadarabot a vezetővonalzó mentén vezetik, vagy ütköztetik, illetve a megvezetést és előtolást speciális szerkezetekkel végzik. A felsőmarógép általános alkalmazása azonban a sablon és a vezetőtüske (az utóbbi a gépasztalból emelkedik ki és magasságban állítható) segítségével történő külső, vagy belső marás, amelyek akár lépcsősek is lehetnek A sablont – a vezető éle, vagy a vezető árka mentén – kézi (esetleg gépi) előtolással a vezetőtüske vezeti meg, #### 3.3.19. A CNC marógépeken elvégezhető műveletek Rendeltetés: Számítógéppel meghatározott alkatrészek megmunkálása. Működési elv: A CNC-vezérlésű (Computerized Numerical Control = Számítógépes számvezérlésű) gépek esetében nincs szükség sem sablonra, sem mesterdarabra, vagy másolandó műszaki rajzra, a megmunkálás vezérlését egy számítógéppel végzik, különböző programok segítségével. Az utóbbi években, a különböző iparágakban rohamosan fejlődött a számítástechnika alkalmazása. A faiparban azonban (jellegénél fogva) a számítógépes gyártásirányítás kissé nehezebben terjedt el. Ennek megfelelően a hazai faiparban sem található meg a teljes CIM rendszer (számítógéppel integrált gyártási rendszer), de legfontosabb elemei a CAD (számítógéppel támogatott rajzolás) és a CNC gépeken alapuló CAM rendszer (számítógéppel támogatott gyártás) jelentős teret hódított az üzemekben. A CNC-vezérlésű gépek alkalmazásának előnyei: - a munkadarab egyetlen felfogásával végzi el a legkomplikáltabb belső és külső marási munkákat; - az előtolási sebessége 2-5-ször nagyobb, mint a hagyományos marógépeké; - a legmagasabb minőségi követelményeket is kielégíti a megmunkálás minősége, mivel ellen- vagy egyirányú is lehet a marás; - a szerszám fordulatszáma és az előtolási sebesség jól összehangolható és programozható; - a forgácsolási paraméterek marás-szakaszonként változtathatók, - a gép egyszerre több maróegységgel is dolgozat (2-6) a gépkonstrukciótól függően; - a különböző megmunkálásokhoz szükséges szerszámokat a gép automatikusan cseréli; - a szerszám és a munkadarab pozicionálásához nem szükségesek végállás- kapcsolók; - a vezérlés biztosítja a 0,001-0,01mm-es pozicionálási pontosságot mind a munkadarab, mind a szerszám esetében. Alkalmazási lehetőségek: A CNC gépek alkalmazási lehetőségei nagyon különbözőek lehetnek a gépek paramétereinek a függvényében. Az egyik legfontosabb jellemzője a CNC gépeknek a szerszám szabadságfoka (2D, 2,5D; 3D; 4D; 5D; 6D), amely azt határozza meg, hogy a gépen milyen bonyolultsági-fokú alkatrész készíthető el. Az alábbiakban felsorolás jelleggel érintjük a CNC vezérlésű gépek használhatósági területeit, illetve a gyártmánycsaládokat: - ajtógyártás szerkezeti elemeinek marása: betétmarás, díszítés; - lépcsőpofa gyártás: elemek komplett és pontos marása; - lépcsőelem gyártás: lépcsőfokok fűrészelése, marása, fúrása; - konyhai munkapultok gyártása: munkapultok készre marása, fa és nem faalapanyagok esetén; - konyhai ajtókeretek megmunkálása; - ülőbútorok forgácslap oldalelemeinek megmunkálása: fűrészelés, marás, fúrás; - rétegelt lemez alkatrészek megmunkálása (ülés, háttámla); - tömörfa alkatrészek tetszőleges formájú megmunkálása: szerszám forgatható, billenthető, 3D feletti megmunkálás automatikus szerszámcsere, szabad szerszámprofil, komplett szabadságfokú megmunkálás, szobortermékek; - műanyag alkatrészek fő- és utómegmunkálása. Egyéb gyártható termékek : asztallapok, óraszekrények, ajtólapok MDF-ből, képkeretek, fogantyúk, ajándéktárgyak, tálcák, hangszeralkatrészek, autóalkatrészek, fegyveragyak vékony könnyűfém alkatrészek. Néhány gondolat a CNC felsőmaró gépek programozásáról Az egyik programozási módszer , amit a CNC gépeknél régebben alkalmaztak— elég nehézkes, mivel meg kell tervezni az egyes alkatrészek megmunkálása során elvégzendő összes művelet mozgási pályáját; meg kell határozni az egyes műveletek sorrendjét; és mindezeket egy program formájába foglalva be lehetett táplálni a CNC– gépbe. Egy másik egyszerű módszer , (amellyel a lakk-szórásra használt ipari robotok programozásánál is találkozhatunk) a mozdulatsorok „betanításából" áll. Vagyis egy letapogató szerkezettel letapogatjuk a mintadarab megmunkálandó felületeit, és ezt a mozdulatsort számítógépes program formájában rögzítjük és (ha szükséges, akkor korrigáljuk), majd betápláljuk a CNC– gépbe. A harmadik módszer szerint a munkadarab megrajzolása CAD programmal történik, ami már komoly ismereteket igényel. A feladat megoldását már nem is a gép számítógépén végzik, hanem külön CAD–CAM számítógépeken. A felületek generálása után következik a szerszámpályák illesztése, amely nem egyszerű, és a program teljes ismeretét feltételezi a sokfajta felületmarási lehetőség miatt #### 3.3.20. Egyoldalas csapmarógépen (csapozó marógép) elvégezhető ### műveletek Rendeltetés: Számítógéppel meghatározott alkatrészek megmunkálása. Működési elv: A gép működési elvét és az elvégezhető műveleteket 72. ábrán mutatjuk be. [Ábra: 72. ábra. Egyoldalas csapmarógép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1-gépasztal; 2- munkadarab; 3- vízszintes tengelyű csaphossz-vágó körfűrész; 4- vízszintes tengelyű marófejek; 5-6- függőleges tengelyű marótárcsák. a- egyenes csapok és rések; b- alávállazott csapok, c- ferde végű egyenes csapok; d- különleges csapok és rések] #### 3.3.21. Kétoldalas, csapozó-marógépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Tömörfa munkadarabok két végének változatos csap és rés marása, valamint bútoripari lapalkatrészek és ajtólapok megmunkálása. Működési elv: Két egymással „szembefordított”, és anyagszállító előtoló berendezéssel összekötött, egyoldalas csapmaró gépből „fejlődött ki”. Tömörfa alkatrészek kétoldali csap– és résmarásának a legjellemzőbb formáit a 73. ábrán mutatjuk be. [Ábra: 73. ábra. Kétoldalas csap- és résmarások. a- réselés réselőtárcsákkal; b- csapozás csapmaró egységekkel; c-d- különleges csapmarás marógarnitúrával; e- idommarás csiszolással idommaró garnitúrával és csiszolóegységekkel; f- ékcsapos fogazás, fogazó garnitúrával] A bútoripari lapalkatrészeken végezhető megmunkálások legjellemzőbb formáit a 74. ábrán mutatjuk be. [Ábra: 74. ábra. Bútoripari lapalkatrészeken végezhető megmunkálások. a- elővágás körfűrészlappal; b- kétoldali elővágás párhuzamos tengelyű, felső és alsó körfűrészlappal; c- szélezés körfűrészlappal; d- szélanyag felaprítása aprító tárcsával; e- élmarás élmaróval; f- élmarás szögben döntött maróval; g- idom-élmarás idommaróval; h- árkolás aljazás árok-, illetve aljmaróval; i- réselés résmaróval, vagy körfűrész-lappal; j- idommarás idommaróval; k- sarok legömbölyítés programvezérlésű maróval; l-alakos marás; m- szakaszos marás; n- szakaszos aljazás; o- „Folding marások”; p- fúrás vezérelt fúróval] Ajtólapok megmunkálásának főbb műveleteit a 75. ábrán mutatjuk be. [Ábra: 75. ábra. Ajtólapok megmunkálásának főbb műveletei. a- elővágás elővágó körfűrészlappal; b- szélezés, formatizálás körfűrészlappal; c- aljazás, előmarás maróval; d- aljazás után marása 45°-ban döntött maróegységgel; e- csiszolás szalagcsiszolóval; f- aljazás csiszolása idomcsiszoló tárcsával; g- él-letörés alul maróval v. csiszolóval; h- él-letörés középen, maróval v. csiszolóval; i- él-letörés felül maróval. v. csiszolóval] #### 3.3.22. Körcsapozó (csapkörbemaró) gépen elvégezhető műveletek Rendeltetés : Legömbölyített (Iekerekített) és lapos csapok marása, elsősorban az ülőbútorgyártásban. Működési elvet és az elvégezhető műveletek a 76. ábrán mutatjuk be . [Ábra: 76. ábra. A körcsapozó gépek működési elve, és az elvégezhető műveletek. A- félautomata; B, C- automata berendezés; 1 - 8 - a marófej helyzetei megmunkálás közben] A - félautomata; B , C - automata berendezés; 1 - 8 - a marófej helyzetei megmunkálás közben #### 3.3.23. Láncmarógépen elvégezhető műveletek Rendeltetés: Sarkos szélű csaplyukak és csapfészkek marása Működési elv és az elvégezhető műveletek : 77. ábra [Ábra: 77. ábra. A láncmarógép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- meghajtó vezetőkerék; 2- leszorító léc; 3- munkadarab; 4- vezetőléc; 5- marólánc; 6- szabadon futó vezetőkerék; I/a- átmenő egyenes; b- ferde csaplyuk; II/a- egyenes; b- ferde csapfészek;III- szakállas csapfészek] #### 3.3.24. Fúrógépeken elvégezhető műveletek Rendeltetés : Csaplyukak, csapfészkek és furatsorok készítése. Működési elv és az elvégezhető műveletek: Az egyasztalos hosszlyuk-fúró gép működési elvét és az elvégezhető műveleteket a 78. ábrán mutatjuk be. [Ábra: 78. ábra. Az egyasztalos hosszlyuk-fúró gép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1-szerszámfej mozgató; 2- szerszámorsó és szerszám; 3- munkadarab; 4- vezetővonalzó; 5- mozgatható gépasztal; 6- az asztal keresztirányú mozgatókarja. a - b- megmunkálási módok] A lengőszerszámos hosszlyuk-fúró gép működési elvét és az elvégezhető műveleteket a 79. ábrán mutatjuk be. [Ábra: 79. ábra. A lengőszerszámos hosszlyuk-fúró gép működési elve és az elvégezhető műveletek. 1- ütközők a munkadarab befogására; 2- szerszám, 3- munka-darab; 4- gépasztal; a- vízszintes furatsor, előírt osztással; b- végig-menő árok; c- ferde elrendezésű csaprés, ill. furatsor; d- ferde csapfészkek különböző osztással; e- függőleges csapfészkek; f- egyik végén nyitott csapfészek sorozat; g- mindkét végén nyitott csapfészek sorozat] Furatok készítése (sorozatfúrás) sorozatfúró és összetett sorozatfúró gépeken Rendeltetése : Furatsorozatok egyidejű kialakítása. Mivel a furatok egymáshoz viszonyított helyzetpontossága sok, azonos méretű munkadarab megmunkálása során is változatlan marad, a gépet leggyakrabban szerkezeti furatok (pl. köldökcsap furatok) kialakítására használják. A fúróegységek a vízszintes helyzetből le (A)-, illetv e (B) felhajthatók függőleges helyzetbe az alulról, vagy a felülről történő fúráshoz (80. ábra), [Ábra: 80. ábra. Sorozatfúró gép működési elve. A- alsó furatok; B- felső furatok kialakítása; 1- munkadarab; 2- gépasztal; 3- fúró-orsó] #### 3.3.25. Csiszológépeken elvégezhető műveletek A csiszolásnak, mint forgácsolási műveletnek technológiai szempontból többféle szerepe van. Egyik legfontosabb szerepe a pontos alkatrészméretek kialakítása, azaz a tűrések betartása, amely az illesztésnek és a cserélhető alkatrészgyártásnak az alapját képezi. A csiszolás másik, igen fontos feladata - mint a forgácsolási műveletek utolsó szakasza - a korábbi megmunkálás során keletkezett ún. "makro-egyenetlenségek" megszüntetése. Ez a művelet határozza meg a felületek végleges simaságát, és így a felületkezelés kiindulópontját képezi. A gépi csiszolások — az alkatrész anyaga és alakja szerint — az alábbiak szerint csoportosíthatók: - lapalkatrészek vastagsági méretre csiszolása; - tömörfa alkatrészek, illetve termékelemek (keret, káva) csiszolása; - furnérozott-, illetve borított lapalkatrészek csiszolása: - él- és profilfelületek csiszolása. Lapalkatrészek vastagsági méretre csiszolására („egalizálása”), tömörfa alkatrészek, illetve termékelemek (keret, káva) csiszolására, valamint furnérozott, sík alkatrészek csiszolására főleg - hengercsiszoló gépeket (81. ábra); - széles-szalagú kontakt csiszológépeket (82. ábra);és - kombinált csiszológépeket (83. ábra ); alkalmaznak . [Ábra: 81. ábra. A hengercsiszoló gépek működési elve. A- felső; B- alsóhengeres csiszológép; 1- munkadarab; 2- csiszolóhengerek; 3- kefehenger; 4- előtoló szalag; 5- előtoló hengerek] A- felső; B- alsóhengeres csiszológép; 1- munkadarab; 2- csiszolóhengerek; 3- kefehenger; 4- előtoló szalag; 5- előtoló hengerek [Ábra: 82. ábra. Csiszolási módok széles szalagú csiszoló gépeken. A- kontakt csiszolóegység; B- papucsos csiszoló-egység; 1- feszítő-billenő henger; 2- csiszolószalag; 3- kontakthenger; 4- csiszolópapucs; 5- munkadarab; 6- előtoló mű] A- kontakt csiszolóegység; B- papucsos csiszoló-egység; 1- feszítő-billenő henger; 2- csiszolószalag; 3- kontakthenger; 4- csiszolópapucs; 5- munkadarab; 6- előtoló mű [Ábra: 83. ábra. Kombinált csiszológépek elvi felépítése] ### 3.4. Alkatrészek megmunkálása hajlítással A fa hajlítása a fa megmunkálásának egyik igen fontos módja. A hajlítás legfőbb előnye az anyagmegtakarítás, mivel az íves alkatrészek előállításánál a kisebb keresztmetszeti méretek mellett nagyobb szilárdság érhető el, mert hajlításkor nem vágjuk át a szála fa rostjait (84. ábra). b 84. ábra. Fűrészelt és hajlított íves alkatrész. a - fűrészelt; b - hajlított alkatrész A legismertebb és legrégebbi hajlítási technika kialakítása Michael Thonet nevéhez fűződik (1830). A technika fejlődésével azonban új hajlítási eljárásokat is kifejlesztettek. Ennek megfelelően íves bútoralkatrészek öt módszerrel készíthetők: - fűrészeléssel, - Thonet-féle hajlítással, - nagyfrekvenciás melegítéses hajlítással, - tömörítéses hajlítással és - vékony lemezek (furnérok) hajlításával, illetve azok egyidejű ragasztásával. A hajlítási technológia az alábbi főbb műveletekre osztható: ⇒ alkatrészek szabása ⇒ hidrotermikus előkezelés ⇒ hajlítás ⇒ szárítás ⇒ pihentetés és ⇒ alkatrészek mechanikai megmunkálása. #### 3.4.1. A hajlítás elméleti alapjai Ha egy farúdat hajlításnak vetnek alá, akkor a húzott oldal — törésig bekövetkező – végső megnyúlása (E ) lényegesen kisebb, mint a nyomott homorú oldal, nyomási rövidülése (E ). h ny A túlzottan meghajlított rúdban a törés először a húzott oldalon következik be. Ennek oka, hogy a fa lényegesen nagyobb tömörítést képes elviselni, mint megnyúlást. A feszültségi-, és alakváltozási diagramot (húzásra és nyomásra) a 85. ábrán hasonlítjuk össze, amely jól szemlélteti, hogy a nyújthatóság mintegy 30 %-kal, az összenyomhatóság viszont 25-30-szorosára növekszik. σ σ 2 2 húzó ,N/mm húzó ,N/mm $ G G G ő ő ő zölt bükk, zölt bükk, zölt bükk, U U U =35% =35% =35% T= T= 0 0 C C T= T= 50 50 C C ° ° ° ° 140 140 ε ε G G G ő ő ő zöletlen bükk, zöletlen bükk, zöletlen bükk, U U U =17% =17% =17% h h ε ε h h p=0,5 att p=0,5 att p=0,5 att 100 100 t= 50 perc t= 50 perc t= 50 perc 60 60 ε ε ε $ rövidülés, rövidülés, rövidülés, 20 20 35% 35% 25 25 15 15 5 5 0 0 0 0 1 1 2 2 3% 3% $ $ $ T= T= 0 0 ° ° C C σ σ 2 $ nyomó, N/mm nyomó, N/mm [Ábra: 85. ábra. Feszültségi és alakváltozási diagram] A fa — hidegen is, de különösen melegen — jól hajlítható. Ennek az a magyarázata, hogy a fában a lignin amorf állapotban van jelen, és a cellulózrostokat úgy veszi körül, mint a beton a vasbetétet. A lignin a főzés, vagy a gőzölés hatására plasztikussá válik, ami –—hajlításkor — lehetővé teszi a rostok elmozdulását. A túlzottan meghajlított rúdban a törés először a húzott oldalon következik be. Ennek oka, hogy a fa lényegesen nagyobb tömörítést képes elviselni, mint megnyúlást. Ha egy tetszőleges szilárd test (jelen esetben egy tömörfa alkatrész) mely h vastagsággal rendelkezik, egy R sugarú sablonra hajlítunk (86. ábra), akkor benne — a rugalmas alakváltozás hatására — a külső (domború) oldalon húzóerők, a belső (homorú) oldalon pedig nyomóerők keletkeznek; közöttük a semleges zóna helyezkedik, ahol a normál feszültségek értéke nulla. [Ábra: 86. ábra. Az alkatrész méretváltozása hajlításkor] Ha a húzó-, és nyomófeszültségek azonos nagyságúak, akkor a semleges zóna az alkatrész középvonalával esik egybe. A húzott oldalra bütü-szorítókkal szilárdan felerősített húzószalag alkalmazásával a semleges szál a húzott oldal felé tolható (87. ábra). [Ábra: 87. ábra. Acél húzószalag alkalmazása bütü-szorítóval] A rostokkal párhuzamos maximális nyomó ( ε ) - és húzó ( ε ) alakváltozás, valamint a ny h hajlítandó alkatrész geometriai méretei (h, R) között felírható a hibamentes hajlítás összefüggése: $ ε + ε h (53) $ $ = ny h R 1 − ε ny $ illetve, ha a húzószalag alkalmazásával a húzási megnyúlást kiküszöböljük: $ ε h (54) $ $ = ny R 1 − ε ny $ A száraz és hideg fa alacsony plasztikus tulajdonságokkal rendelkezik. Ha a faanyag $ nedvességtartalma alacsony W = 8 ± 2 %, akkor normál hőmérsékleten (t=20°C) az alkatrész $ vastagsága és a hajlítási sugár közötti viszony: h 1 1 (55) $ ≤ − R 100 80 Ebben az esetben, ha a hajlítandó alkatrész vastagsága h = 20 mm, akkor a hibamentes hajlítás sugara (h/R = 1/80 viszony mellett) R = 1600 mm. Látható, hogy ez a módszer a $ bútoralkatrészek hajlításánál nem alkalmazható, az igen nagy hajlítási sugár miatt. A nedves fa W = 25–30 % nedvességtartalom mellett már jobban, de nem eléggé hajlítható. Ilyenkor a h/R viszony: (56) h 1 1 ≤ − R 60 50 $ A fa maximális plaszticitása W = 25–30 % nedvességtartalom és t=70–80°C hőmérsékleten $ érhető el. A h/R viszony: h 1 1 (57) $ ≤ − R 30 20 Ebben az esetben, ha h = 20 mm, akkor R = 500 mm. Ilyen sugár alkalmazásának már reális $ lehetőségei vannak a bútoralkatrészek hajlításánál, acélszalag felhasználása nélkül. A hajlítási sugár további csökkentése (azonos rétegvastagság esetén) acélszalag $ alkalmazásával érhető el. Ha az alkatrész nedvességtartalma W = 25–30 %, hőmérséklete t=70-80°C és acélszalagot is alkalmaznak, akkor a h/R viszony: h 1 1 (58) $ $ ≤ − R 4 $ 1 ; tölgynél 4 1 ; nyírnél 1 ; lucfenyőnél A gyakorlati adatok szerint a h/R értéke: bükknél 1 és erdeifenyőnél 11 1 . A fentiek alapján megállapítható, hogy a faanyagok hajlíthatóságát az alábbi tényezők befolyásolják: a fafaj, a fa sűrűsége, a fa szöveti szerkezete, a fa nedvességtartalma, a fa egészségi állapota és a fa előkezelése . A fenti viszonyszámok ismerete a gyakorlatban nagymértékben segíti a hajlítási mód kiválasztását és a biztonságos hajlítási sugár meghatározását. A hajlított alkatrészek geometriai méretei közötti összefüggések a 88. ábra segítségével határozhatók meg. H 88. ábra. A hajlított k h alkatrészek geometriai méretei közöttiösszefüggések m H R - a hajlítási sugár; H - a belső k ív húrjának hossza; H - a külső Í b k ív húrjának hossza; h - az Í b alkatrész vastagsága; m - a húrmagasság; α /2 - az ívhez α /2 tartozó központi szög fele; Í - az H/2 b α alkatrész belső ívhossza; Í - az /2 k alkatrész külső ívhossza. R A hajlított alkatrészek geometriai méretei közötti összefüggések az alábbi képletekkel fejezhetők ki: H 2 + 4 ⋅ m² (59) $ R = b 8 ⋅ m H 2 ⋅ R ⋅ Π ⋅ arc sin b 2 ⋅ R Í = b 180 (60) $ $ H 2 ⋅ R ⋅ Π ⋅ arc sin k (61) $ 2 ⋅ ( R + h ) $ Í = k 180 $ #### 3.4.2. A fa melegítése hajlítás előtt Az elméleti számítások és a gyakorlati tapasztalatok szerint a legjobb hajlítási eredmények akkor érhetők el ha a faanyag nedvességtartalma a rosttelítettség pont közelében van $ (U = 25 – 35 %) és hőmérséklete 70 – 80°C. (Az ennél magasabb nedvességtartalom káros, $ mivel a szabad víz — kitöltve a fa belső üregeit — a hajlítás során helyenkénti hidraulikus nyomást okozhat, ami rostelválást okozhat). A fa hidrotermikus kezelése - főzéssel, - gőzöléssel és - nagyfrekvenciás melegítéssel valósítható meg. #### 3.4.3. A Thonet–hajlítás technikája Hajlításra az egyenes növésű, csomómentes, keskeny évgyűrűs fák (bükk, kőris, szil, tölgy, akác, nyír, juhar, cseresznye, dió) a legalkalmasabbak. Hajlításnál igen fontos az évgyűrűk elhelyezkedése (89. ábra). b 89. ábra. Az évgyűrűk elhelyezkedése hajlításnál a- ideális; b- megengedett eltérés $ b α 5-10 0 = $ Álló évgyűrű fát nehezebb hajlítani, mert az őszi pászta merev és nehezen hajlítható. A fa az évgyűrűre merőleges irányban ideálisan hajlítható, de az évgyűrűk kis dőlésszöge (5–10 ° ) még nem befolyásolja a hajlítás minőségét. A fa szálirányának a munkadarab éleivel párhuzamosnak kell lennie, mivel a hajlításnál fellépő feszültségek hatására a túlzott rosteltérés töréshez vezet. Maximálisan 7 ° -os rostelhajlás engedhető meg (90. ábra). α 90. ábra. A megengedett rosteltérés mértéke α < 7 0 Hajlítás előtt célszerű munkadarabok kereszt-metszeti megmunkálását elvégezni, mert hajlítás után a megmunkálás már nehezebb, és nem is mindig lehetséges. A hajlítandó darabokat pontos hosszra, végeiket derékszögben kell levágni, hogy az acélszalagon lévő sarokvas a bütüre jól illeszkedjen. A kézi hajlítás hajlító asztalon történik, amelyre a hajlító formát fogják fel (91. ábra). Kézzel hajlítják, pl. a széklábakat és egyéb kiskeresztmetszetű alkatrészeket. Ha a hajlító forma széles, akkor egyszerre több alkatrészt lehet egymás mellett hajlítani. Az acélszalag szabad végein bütü szorítók vannak. 1 91. ábra. Kézi hajlítás 6 1- húzószalag merev végütközővel; 2- alkatrész; 3 3- asztalhoz rögzített hajlító forma; 4- rögzítő 4 kapocs; 5- feszítő kar; 6- szorító ék; 7- rögzített 7 ütköző A forma néha gőzzel fűthető. Az alkatrész addig marad a gőzzel fűtött formán, amíg annyira kiszárad, hogy alakját már megtartja, így utólagos szárítás nem szükséges. Térgörbe alkatrész hajlításánál — pl. székháttámlák (92. ábra) — az alkatrészre húzószalagot erősítenek, majd addig hajlítják a formán, míg a hajlítás síkja meg nem változik (1. fázis). [Ábra: 92. ábra. Térgörbe alkatrész hajlítása] Gépi hajlítással 20×20 – 100×220 mm keresztmetszetű alkatrészek ishajlíthatók. Horizontális (vízszintes) elrendezésű hajlító gépen (Thonet-féle) elsősorban zárt gyűrűket, pl. ülés- és asztalkávákat hajlíthatnak (93. ábra). 6 93. ábra. Zárt görbe hajlítása vízszintes 1- sablon, 2- acélszalag, 3- forgástengely, 1- sablon, 2- acélszalag, 3- forgástengely, 5 4- rögzítő keret, 5-hajlítandó alkatrész, 4- rögzítő keret, 5-hajlítandó alkatrész, A hajlítandó fa végét elvékonyítják, s bedugják a forma és a ráerősített szalag közé. A szalag A hajlítandó fa végét elvékonyítják, s bedugják a forma és a ráerősített szalag közé. A szalag másik végét bütü szorítóval erősítik a fához. A gép, az alkatrészt fém hajlító formára másik végét bütü szorítóval erősítik a fához. A gép, az alkatrészt fém hajlító formára „csévéli” fel. A hajlító formát a gép függőleges tengely körül forgatja „csévéli” fel. A hajlító formát a gép függőleges tengely körül forgatja Vertikális gépen Vertikális gépen (Morris-féle) ) nagy keresztmetszetű és olyan tárgyakat hajlítanak, melyek egyik oldalukon nyíltak, pl. nyílt üléskáva (94. ábra). A gép olyan alkatrészek hajlítására alkalmas, ahol a h/r viszony alapján acélszalag alkalmazása szükséges. Széles acélszalag (tálca) alkalmazásával egyszerre több alkatrész hajlítható. A 1 4 C [Ábra: 94. ábra. Hajlítás függőleges elrendezésű hajlító gépen] A- a gép és az alkatrész helyzete hajlítás előtt; B- a gép és az alkatrész helyzete hajlítás után; C- hajlított alkatrész; 1- hajlító kar, 2- hajlító sin, 3- állandó hajlító sablon, 4- rögzítő kapocs, 5- támasztó bak, 6- alkatrész, 7- acélszalag #### 3.4.4. Az alkatrészek hajlítás utáni szárítása Az alkatrészeket hajlítás után szárítani kell. A szárítást szárítókamarában célszerű végezni. Az egyszerre szárított alkatrészek vastagság-különbsége 10mm- nél, a nedvesség-eltérésük pedig 2–3 % -nál több nem lehet. A szárítás a sablonnal és acélszalaggal együtt történik. Az alkatrészeket 9–10 % nedvesség-tartalomra célszerű leszárítani. A szárítás után az $ alkatrészeket normál atmoszférán (20–22°C hőmérsékleten és h = 60–65 % relatív $ páratartalom mellett) pihentetni kell. A sablonok és acélszalagok, valamint az alkatrészek változó méretei miatt meglehetősen nehéz a pontos szárítási menetrendet megadni. Különösen nehéz ez a szárító kamara műszaki paramétereinek ismerete nélkül. A gyakorlati tapasztalatok szerint konvekciós szárítókamara alkalmazásakor 1–3 napos $ szárítási idővel kell számolni. (h = 22–38 mm anyagvastagság; T = 70 °C kamara- hőmérséklet; Δ T = 10–15 °C pszihometrikus hőmérséklet-különbség). $ #### 3.4.5. Nagyfrekvenciás présen történő hajlítás A nagyfrekvenciás présen történő hajlítás (95. ábra) jellegzetességei az alábbiakban foglalható össze: - A prés olyan alkatrészek hajlítására alkalmas, ahol a h/R viszony alapján nincs szükség acélszalag alkalmazására. - Az alkatrészeknek hajlítás előtt W = 25 – 30 % nedvesség-tartalommal kell rendelkezni. Amennyiben az alkatrészek természetes nedvesség-tartalma eléri $ ezt az értéket, akkor nincs szükség gőzölésre, mivel az alkatrészek optimális t = 70 ÷ 800 °C hőmérséklete a présben 1 – 2 perc alatt biztosítható. $ - A présen állandó sablonok alkalmazhatók, melyek forgácslapból, vagy rétegelt lemezből alakíthatók ki az alkatrészek méreteinek függvényében. préslap alkatrész negatív sablon G préslap pozitív sablon [Ábra: 95. ábra. Hajlítás nagyfrekvenciás présen] - Az alumínium elektródák a sablonokra vannak rögzítve. Az alumínium elektróda kizárja az alkatrész elszíneződését. - A nagyfrekvenciás prés előnye, hogy az alkatrészek hajlítás utáni szárítása is a présben történik. A gyakorlati tapasztalatok alapján megközelítőleg az alábbi szárítási időkkel lehet számolni: 20, 30, 40 mm anyagvastagság esetén 40, 60, 70 perc. - A nagyfrekvenciás présben (35–40 mm anyagvastagság fölött) kombinált hajlítás is végrehajtható. Ez azt jelenti, hogy a hajlító gépen hajlított alkatrészeket – egynapos kamarás szárítás után – nagyfrekvenciás présbe helyezik, ahol utóhajlítják és véglegesen kiszárítják. - A nagyfrekvenciás hajlítás igen nagy előnye, hogy az alkatrészek kiváló alaktartóssággal rendelkeznek. ## 3.4.6.A tömörítéses hajlítás A tömörített fa előnye többek között, hogy: - környezetbarát módon - vegyi anyagok alkalmazása nélkül - állítható elő; - hidegen tárolható és körülményektől függően több hónapon keresztül hajlítható marad; - nagymértékű alakváltozásokat is elvisel, minden irányban hajlítható; - az alakítás egyszerű eszközökkel végrehajtható és ezek használata könnyen elsajátítható. Az előállítás és feldolgozás fázisai: a fűrészárut megfelelő méretre szabják, melegítéssel lágyítják vegyi anyagok nélkül, majd tömörítő berendezésbe helyezik. A tömörítő gépben rostirányú nyomás hatására a rostfalak harmonikaszerűen gyűrődnek, ezután a faanyag hajlítható. Az anyag száradás után a kívánt formában "megszilárdul". Alkalmazható fafajok és azok tulajdonságai. A fa tömöríthetősége, hajlíthatósága a fa sejtszerkezetétől függ, és így fafajonként változó. Eddig a következő fafajok bizonyultak tömörítéses hajlításra alkalmasnak: kőris, bükk, szil, juhar, tölgy, cseresznye és fekete dió. A szelvényen belül a szijács és geszt aránya a tömörítés minőségét nem befolyásolja, ez vonatkozik az évgyűrűk elhelyezkedésére is. Döntő fontosságú a faanyag párhuzamos száliránya, és a minimális rostkifutás ( < 7°). Tömörítésre a 20–25 % nedvességtartalmú faanyag alkalmas. Plasztifikálás (lágyítás). Tömörítés előtt a faanyagot gőzöléssel, vagy nagyfrekvenciás erőtérrel melegíteni kell ( ≈ 70-90°C.). Gőzzel történő melegítés esetén kb. 45 perc/25 mm gőzölési idővel kell számolni. Gőzölést alkalmaznak az alacsony nedvességtartalmú (U < 30%) faanyag nedvesítésére is. A nagyfrekvenciás melegítés gyorsabb a gőzölésnél (5–10 perc/25 mm) a generátor kapacitásától függően. Tömörítés. A melegített alkatrészeket a tömörítő gépbe helyezik, majd rostirányban nagy nyomással tömörítik. A nyomás hatására a hossz 10–30 %-al csökken (tömörítési foknak is nevezik). Ezt az értéket a fafaj függvényében határozzák meg. A nyomáscsökkenésével a faanyag „visszarugózik”. A maradandó hosszcsökkenés (az összenyomás nagyságától és a fafajtól függően) 3–10 %. Tömörítés közben az alkatrészeket oldalirányban meg kell támasztani, a nyomás hatására fellépő kihajlás megakadályozására. A tömörítő gépet számítógép (általában PLC) vezérli, amely működés közben szabályozza a nyomást. A tömörítendő alkatrészek méretét/többszörös méretét a tömörítő gép befogadóképessége határozza meg. A Compwood Maskiner A/S standard tömörítő berendezéseinek befogadóképessége a 35. táblázatban található. ### 35. táblázat. Compwood Maskiner A/S háromféle standard tömörítő berendezéseinek befogadóképessége | A berendezés | Szélesség, mm | Magasság, mm | Hossz, mm | |---|---|---|---| | Typ. 1 | 80 | 120 | 3000 | | Typ. 2 | 120 | 120 | 3000 | | Typ. 3 | 200 | 160 | 3000 | Tömörítés után a faanyag kisebb darabokra szabható, ill. kötegelt tömörítés is lehetséges. Több kisebb keresztmetszetű alkatrészből a 96. ábra szerint kialakított „köteg” egyszerre is tömöríthető. [Ábra: 96. ábra. Tömörítés kötegben, a tömörítő berendezés méreteinek függvényében] A bútoripar, amely jelenleg a tömörített faanyag legjelentősebb felhasználója, rendszerint tömörítő berendezés kapacitásánál kisebb keresztmetszetű alkatrészeket használ, ezért lehet előnyös a „kötegelt" tömörítés. Ilyenkor a „kötegbe” azonos fafajú és lehetőleg azonos méretű darabok kerüljenek. Tárolás a tömörítés után. Tömörítés után a faanyag hajlítható. Ha a hajlítást később végzik, az alkatrészeket úgy kell tárolni, hogy a nedvességtartalom ne csökkenjen 25 % alá. Hűtőben való tárolás, vagy fóliába csomagolás megakadályozza a tömörített fa kiszáradását. Tárolási módtól függően akár 6 hónapig is hajlítható marad a tömörített faanyag. Hosszabb tárolás esetén azoban gombás ferőzések jelenhetnek meg. A hajlítás. A tömörítés ellenére — kis hajlítási sugár esetén — előfordul, hogy a húzott zónában rostszakadás lép fel. A belső íven a faanyag nagyobb deformációkat is képes elviselni, szemmel látható „gyűrődések” nélkül. Hajlításnál az alkatrészben fellépő húzó- és nyomófeszültségeket húzószalaggal lehet befolyásolni. A szalagot hajlítás előtt a hajlítandó ív külső oldalára helyezik fix, vagy állítható bütü szorító segítségével A szalag megakadályozza a külső ív túlzott megnyúlását. A hajlítási sugár. Sok tényező befolyásolja, hogy milyen mértékben hajlítható a tömörített fa (fafaj, anyagminőség, alkatrészméret, tömörítési fok, a hajlításnál alkalmazott sablon és szerszám). Annak ellenére, hogy a faanyag tömörítés során plasztikussá válik, a nagyobb keresztmetszetek hajlításához jelentős erők szükségesek. Vékony lécek kézzel is alakíthatók, de általában sablonok, szorító-berendezések, szerszámok szükségesek a formára történő hajlításhoz. A sablonban rögzített alkatrész a szárítás során a kívánt formában „megszilárdul”. Nagy hajlítási sugaraknál nem szükséges húzószalagokat használni, az alkatrészt egyszerűen a formára hajtják, végeit szorítókkal rögzítik. Az alábbi általános szabályok állapíthatók meg (36. táblázat): ### 36. táblázat. Hajlítási sugárral kapcsolatos általános szabályok | Keresztmetszet | Legkisebb hajlítási sugár (Bükk) | Legkisebb hajlítási sugár (Kőris) | |---|---|---| | Téglalap | 10 × vastagság - 50 mm | 6 × vastagság | | Kör | 7 × átmérő + 30 mm | 11 × átmérő - 100 mm | A hajlítási ív görbületi sugarának csökkenésével nő a külső íven a rostszakadás veszélye. Ennek elkerülésére húzószalagot használnak. Általános elv a húzószalaggal hajlítható legkisebb sugár meghatározására: Téglalap-, kör keresztmetszet: Bükk, kőris $ Legkisebb hajlítási sugár = 2 × vastagság / átmérő $ ### 37. táblázat. 20 % tömörítési fokú, 5 % maradandó alakváltozású faanyag jellemzőinek változásai | Jellemzők | Eltérés, % | |---|---| | Hajlítószilárdság | -10 | | Húzószilárdság | -10 | | Nyomószilárdság | -10 | | Nyírószilárdság | -10 | | Keménység | -15 | | Rugalmassági modulusz | -20 | | Ütőszilárdság | +20 | | Csavarállóság | -10 | | Nedvességfüggő méretváltozás | 0 | hőmérsékleten (60–70 ° C) szárított faanyag jellemzőinek változásai a tömörítés nélküli ### 3.5. A fa ragasztása A nagyszámú archeológiai ásatások és a régi kéziratok arról tanúskodnak, hogy az emberek már régóta használják a különböző növényi, állati és ásványi eredetű anyagokat kötőanyagként. Igen fejlett volt a ragasztás-technika Egyiptomban, Görögországban és Kínában. Ezt bizonyították azok az ásatások, ahol állati és növényi eredetű anyagokat, illetve méhviaszt találtak, amelyeket kötőanyagként alkalmaztak. A rómaiaknál is ismertek voltak a különböző állati és növényi kötőanyagok. Oroszországban már a X. században elterjedten alkalmaztak különböző kötőanyagokat az erődök, és templomok építésénél. A XVII. században építették az első enyvüzemeket, amelyek csont-, bőr- és halenyveket állítottak elő. A későbbiekben a ragasztást nemcsak a bútorkészítésnél, hanem pl. a cipőkészítésnél és a nyomdászatban is kiterjedten alkalmaztak. A bőr és csontenyv mellett megjelentek egyéb állati eredetű ragasztók, mint pl. kazein és albumin enyvek is. A XX. sz. 20-30-as éveiben kezdték alkalmazni a szintetikus ragasztókat és a kaucsukot. A szintetikus ragasztók feltalálása új fejezetet nyitott a ragasztóanyagok történetében és a ragasztás-technológiában. Az utóbbi két évtized folyamán a ragasztók fejlődése igen magas fokot ért el. A fémragasztás alkalmazásában – több mint 25 éve – a repülőgépgyártás, újabban a rakétatechnika jár az élen. A ragasztás — mint az azonos és különnemű anyagok egyesítésének módja — egyre nagyobb szerepet kap a faipar különböző területein. Míg régen általában csak fát-fához ragasztottak, addig ma már jelentős mértékben növekedett a műanyagok és fémek egymáshoz illetve fához való ragasztása is. A ragasztási technika fejlesztése nem képzelhető el azonban a tudományos kutatási eredmények felhasználása nélkül. Ezen kívül az is fontos, hogy a ragasztott szerkezetek szigorúan meghatározott technológiai körülmények között, korszerű eszközökkel jól képzett szakemberek irányításával készüljenek. A ragasztás csak abban az esetben alkalmazható eredményesen, ha a késztermék megfelelő tartóssággal rendelkezik különböző igénybevételi körülmények között is. A követelmények kielégítése több tényezőtől függ: mint például a ragasztott termék szerkezete, az alkalmazott ragasztóanyag fajtája és az alkalmazott ragasztási technológia. A ragasztott szerkezet alapjai a ragasztott kötések. Végső soron ezek határozzák meg a ragasztott szerkezetek egészének szilárdságát és tartósságát. Annak ellenére, hogy a ragasztás — első megközelítésben — egyszerűnek tűnik mégis egy soktényezős bonyolult folyamat. Az első látásra egyszerűnek tűnő tényezők figyelmen kívül hagyása, illetve mellőzése maga után vonhatja a ragasztási szilárdság csökkenését, sőt a ragasztott kötés tönkremenetelét is Különös figyelmet fordítunk a gyorsított ragasztási módra, amely lehetővé teszi a ragasztási folyamat mechanizációját, és nagymértékben csökkenti a ragasztás időtartamát. A ragasztási folyamat gyorsítása ésszerű törekvés, mivel ezzel nagymennyiségű ragasztott termék kibocsátása biztosítható, de a ragasztó gyors megkeményedése a ragasztott kötéseket speciális tulajdonságokkal ruházza fel. Vagyis — összehasonlítva a hideg ragasztással — megváltozik a kialakult ragasztóréteg szerkezete, az anyagok termikus deformációjának következtében a ragasztott szerkezetben belső feszültségek keletkeznek, és az intenzív melegítés megváltoztatja a ragasztandó anyagok tulajdonságait. A melegítés, gyorsítva a ragasztó megkeményedését – bizonyos körülmények között –javítja a ragasztóréteg minőségét, de más körülmények között ellentétesen hathat a ragasztás minőségére, és csökkenti a szilárdságot. #### 3.5.1. Ragasztási műveletek A ragasztott szerkezetek készítésének technológiai folyamata (97. ábra) a következő alapvető műveletekből áll: - a ragasztandó anyagok előkészítése; - a ragasztóanyag előkészítése; - a ragasztóanyag felhordása; - a ragasztandó elemek összeillesztése; - berakás-kiszedés és - préselés. A RAGASZTÁSI FOLYAMAT A RAGASZTÁSI FOLYAMAT Ragasztási módok, Ragasztási módok, ragasztási eljárások ragasztási eljárások Nedvességtartalom, Nedvességtartalom, sűrűség, porozitás, sűrűség, porozitás, fahibák fahibák A ragasztandó anyagok előkészítése A ragasztandó anyagok előkészítése A ragasztó anyagok előkészítése A ragasztó anyagok előkészítése Viszkozitás, fazékidő, Viszkozitás, fazékidő, szárazanyag-tartalom, szárazanyag-tartalom, edzők (katalizátorok), edzők (katalizátorok), A felület nedvesítése, kohézió, A felület nedvesítése, kohézió, A ragasztóanyag felhordása a A ragasztóanyag felhordása a adalékanyagok adalékanyagok . . adhézió, a kapilláris nyomás, adhézió, a kapilláris nyomás, ragasztandó felületekre ragasztandó felületekre A terítékelemek A terítékelemek (szimmetria-elv, (szimmetria-elv, évgyűrű szerkezet). évgyűrű szerkezet). Kézi, gépi. Egy-és Kézi, gépi. Egy-és többszintes berakás, többszintes berakás, kisze-dés. kisze-dés. Berakás, Berakás, Mechanizáció. Zárt- Mechanizáció. Zárt- A ragasztó és a ragasztandó any agok A ragasztó és a ragasztandó any agok érintkezése. A ragasztó behat olása. A érintkezése. A ragasztó behat olása. A ragasztott kötés kialakulása. A nyomás ragasztott kötés kialakulása. A nyomás hatása az anyagok átmelegedésére és a hatása az anyagok átmelegedésére és a Megjegyzés: A szövegmezőkben lévő Megjegyzés: A szövegmezőkben lévő nedvességváltozásra. A fa tömörödése. nedvességváltozásra. A fa tömörödése. fogalmak (elméleti kérdések) szorosan fogalmak (elméleti kérdések) szorosan A relatív dielektromos állandó és A relatív dielektromos állandó és összefüggenek az egyes műveletekkel, összefüggenek az egyes műveletekkel, vesztességi tényező. Fajhő, hővezetési vesztességi tényező. Fajhő, hővezetési amelyeket a megfelelő műveleteknél amelyeket a megfelelő műveleteknél és hődiffúziós tényező. A ragasztóréteg és hődiffúziós tényező. A ragasztóréteg ismertetetünk. ismertetetünk. alakja és vastagsága. A ragasztás alakja és vastagsága. A ragasztás szilárdsága. A ragasztás során szilárdsága. A ragasztás során keletkező feszültségek keletkező feszültségek [Ábra: 97. ábra. A ragasztási folyamat] Ez a sorrend a ragasztási feladatok többségénél alapjaiban nem változik. Ezzel együtt a ragasztott szerkezet konstrukciójától és méreteitől, az alkalmazott ragasztó fajtájától, az üzem nagyságától és egyéb más tényezőktől függően egy-egy művelet speciális tulajdonságokkal rendelkezhet (fa-fém ragasztásakor a fémeket kémiai előkészítésnek is alá kell vetni). A ragasztandó anyagok préselése történhet pozicionális művelettel (a préselés időtartama alatt a ragasztandó szerkezet mozdulatlan, egy adott helyzetben van), de mozoghat is a ragasztási művelet alatt (pl. él-zárás). A préselés (ragasztás) végbemehet hőközléssel vagy anélkül. A ragasztási nyomás nagysága is különböző határok között változhat. Ez utóbbit a ragasztandó anyagok mérete és fajtája, illetve a ragasztóanyag tulajdonságai határozzák meg. A ragasztott szerkezetek szilárdsága és a tartóssága nagymértékben függ az alkalmazott ragasztó fajtájától. Ugyanakkor a legjobb minőségű ragasztó alkalmazásával sem garantálható a ragasztott szerkezet magas végső szilárdsága. A ragasztás ugyanis sok tényezőtől függő folyamat, amelyben minden tényező (paraméter) hat a ragasztott szerkezet végső szilárdságára, méghozzá úgy, hogy az egyes paraméterek nem külön-külön, hanem egymással kölcsönhatásban hatnak, ami lényegesen megnehezíti az egyes paraméterek hatásának értékelését. A ragasztási módszer (98. ábra) kiválasztásának alapvető mutatója a présidő (a ragasztandó anyagok külső nyomás alatti időtartama), vagyis az a periódus, ahol legintenzívebben megy végbe a ragasztó megkeményedése. Itt nem a ragasztó teljes megkeményedését kell figyelembe venni, amikor is a ragasztott szerkezet a maximális szilárdságát éri el, hanem a ragasztó csak részlegesen keményedik meg, amely az úgynevezett présszilárdságot biztosítja. Ezen szilárdság elérése után a ragasztott szerkezet a présből kivehető, és további megmunkálásnak vethető alá. A FA RAGASZTÁSÁNAK MÓDSZEREI A FA RAGASZTÁSÁNAK MÓDSZEREI Meleg Hide g (gyors ított) (normál hő- ragasztás mérsék letű) Egy ragasz tás oldali Kontakt melegítés Két Konvekciós oldali Normál Kémiai melegítés ragasztás gyorsítás Sugárzásos melegítés Ellenállás os Katalizátor Ös szetevő A rag.réteg (edző) (k omponens) Nagy frek venciás melegítése Egy Alkatrészekl oldali előmele- Mennyiség Minősé g gítése Két oldali Minőség Arány [Ábra: 98. ábra. A fa ragasztásának módszerei] A présidőtől függően a ragasztás két alapvető módszere különböztethető meg: - a normál hőmérsékleten (a környezet hőmérséklete) végbemenő ragasztás. Ezt hideg ragasztásnak is nevezik; - a gyorsított ragasztási mód, ahol a ragasztó a környezeti hőmérsékletnél magasabb hőmérsékleten keményedik meg. Ezt meleg ragasztásnak is nevezik. A fenti felosztás természetesen csak feltételes, mivel normál hőmérsékleten is lehet gyorsítani a ragasztó megkeményedését. Legelterjedtebb az első módszer. Ebben az esetben „hidegen keményedő” ragasztókat alkalmaznak. Ezzel együtt a módszer egyszerű és általában minden üzemben alkalmazható. A ragasztási folyamat alatt a ragasztandó szerkezet semmiféle hőhatásnak nincs alávetve, amely belső feszültségekhez, illetve az anyag tulajdonságainak megváltozásához vezethetne. A gyorsított ragasztás kémiai vagy fizikai úton valósítható meg. A kémiai módszer a katalizátorok maximális aktivitásának a kihasználásán alapszik. Ez általában a ragasztó és a katalizátor külön felületre való felhordásával érhető el. A ragasztó és a katalizátor érintkezése után a ragasztó rövid idő alatt kikeményedik. A módszer – egyszerűsége ellenére – lényeges hátrányokkal is rendelkezik, amelyek közül a legfontosabbak: az anyag roncsolódása a koncentrált katalizátor (oxálsav, orto-foszforsav, sósav stb.) hatására; a katalizátor és a ragasztó egyenlőtlen keveredése. Sokkal jobb eredmények érhetők el a ragasztási folyamat gyorsításánál a fizikai módszerekkel, főleg a ragasztóréteg felmelegítésével. A ragasztás gyorsításának legelterjedtebb fizikai módszere a külső hőforrás segítségével történő kontakt (merev lapokkal, vagy hajlékony lemezekkel), vagy a konvekciós (meleg levegővel) melegítés. Ezeknél a melegítési módoknál a hő a ragasztandó anyagokon keresztül jut el a ragasztóréteghez, következésképpen a melegedés sebességét, illetve a ragasztás idejét elsősorban a ragasztandó anyagok vastagsága és hővezetési tényezője határozza meg. A kontakt melegítés akkor gazdaságos, ha az átmelegítendő anyag vastagsága nem több 8-10 mm-nél. A kontakt melegítés azonban vastag alkatrészek előmelegítésére is alkalmas. Ebben az esetben a ragasztó az anyag felületi rétegében felhalmozódott hő hatására keményedik meg. A módszer alkalmazásának nehézsége az előmelegítés és a préselés közötti rövid időtartam biztosítása. A konvekciós melegítés mindenek előtt nagy keresztmetszetű, tömör faanyagból készítendő ragasztott szerkezeteknél alkalmazható. Ez a melegítési forma kevésbé effektív, de ugyanakkor 1/2-1/4 részére csökkenthető a hidegragasztáshoz viszonyított présidő. A sugárzásos melegítést elsősorban a ragasztandó felületek és a felhordott ragasztóréteg előmelegítésére használják. Hőforrásként fűtött lemezeket, illetve infrasugárzókat alkalmaznak. Elektromos áram bevezetésével is felmelegíthető a ragasztóréteg. Ennek alapfeltétele a ragasztó elektromos vezetőképességének megfelelő beállítása. Törpefeszültség (24V, 50Hz) hatására és a ragasztó Ohmikus ellenállása következtében a ragasztóréteg hőmérséklete megemelkedik. Ez a módszer elsősorban a rétegelt-ragasztott tartók gyártásánál jöhet szóba. Nagyfrekvenciás erőtér segítségével is gyorsítható a ragasztóréteg kikeményedése, amikor is magában a melegítendő anyagban keletkezik a hő. Az adott esetben a melegedési sebesség gyakorlatilag nem függ az anyag vastagságától és hővezető-képességétől. Igen fontos, hogy a melegítés szelektív, vagyis a nagyfrekvenciás melegítés célirányosan alkalmazható. Úgy is megvalósítható, hogy az elektródák és a ragasztandó anyagok nincsenek közvetlen kapcsolatban. A módszer előnyös tulajdonsága még, hogy folyamatos préselési technikával együtt is alkalmazható. ##### 3.5.1.1. A ragasztandó anyagok, és azok előkészítése A ragasztandó anyagok (később: anyagok) fizikai-mechanikai tulajdonságai nemcsak a ragasztási folyamatra, hanem a ragasztott szerkezet minőségére is lényeges hatást gyakorolnak. A ragasztandó anyagok szilárdsági és deformációs tulajdonságaitól nagymértékben függ az alkalmazható berendezés, illetve a forgácsoló szerszám megválasztása, valamint az alkalmazott présnyomás nagysága. A magas hőmérsékletű ragasztás technológiai paraméterei szorosan összefüggenek az anyag hővezetési-, hőátadási tényezőivel; elektromos jellemzői pedig meghatározzák a nagyfrekvenciás melegítés alkalmazhatóságát. A ragasztandó anyagok kémiai tulajdonságai és szerkezeti felépítése hatást gyakorol a ragasztó felület-nedvesítési folyamatára, illetve a kohéziós-adhéziós erők kialakulására. A ragasztott szerkezetek szilárdsági tulajdonságai nem vizsgálhatók az anyag szilárdsága és annak – a terhelés során bekövetkezett – változásának figyelembevétele nélkül. Így maga a ragasztási technológia sem tanulmányozható a ragasztandó anyagok fizikai-mechanikai tulajdonságainak ismerete nélkül. A fa ragasztásánál nagy jelentősége van a fa anizotróp tulajdonságainak is. A fát, nedvszívó- képessége és porózussága képessé teszi a felhordott ragasztóanyag egy részének elnyelésére. Ez nemcsak a ragasztási szilárdságot csökkenti (amely az egyenlőtlen ragasztórétegek kialakulásának következménye), hanem megváltoztatja a ragasztóréteg elektromos tulajdonságát is. Ez utóbbi például ötszörösére növelheti a nagyfrekvenciás ragasztás présidejét. A ragasztott szerkezet szilárdsága és a fa sűrűsége között lineáris összefüggés van. A fafaj egyben a ragasztóanyag behatolási mélységét is meghatározza, amelytől nagymértékben függ a ragasztási szilárdság. Nem csekély jelentőségű az anyag ragasztás előtti előkészítése, mint például: a szárítás, a felületi megmunkálás és tárolás, illetve klimatizálás. Az anyag helytelen előkészítése még a legkiválóbb ragasztó alkalmazása esetén sem biztosítja a ragasztott szerkezet megfelelő szilárdságát és tartósságát. A faanyag (mint a faipari ragasztások legfőbb alapanyaga) mellett azonban egyéb anyagokat is alkalmaznak a ragasztásokhoz. A ragasztásnál alkalmazott anyagok feltételesen az alábbiak szerint csoportosíthatók: - alapanyagok (hordozó anyagok) és - borító anyagok. Ez a felosztás azért feltételes, mert adott esetben az alapanyagokhoz sorolt anyag borítóanyagként is szerepelhet. (Például az alapanyagokhoz sorolt rétegelt lemez – a lemezelt keretszerkezeteknél –borítóanyagként szerepel). Alapanyagok: fűrészáru, bútorlap, léc- és furnérbetéttel, forgácslapok, rétegelt falemezek farostlemezek és MDF. Borítóanyagok (felületbevonó anyagok): A bútoriparban alkalmazott faanyagok felületkezelése (lakkozás, festés stb.) mellett nagyon elterjedt módszer a felületek préseléssel, kasírozással vagy más módon történő bevonása. A szilárd halmazállapotú vékony lemezek vagy fóliák, melyeket legtöbb esetben ragasztással visznek fel a felületre. A felületbevonó anyagok meglehetősen sokfélék. Ide tartoznak a furnérok, a rétegelt papírvázas műanyag lemezek (dekoratív laminátok, poliészterlemez), a papírvázas fóliák (papírfurnér, alkorcel fólia, alapozó fólia), a műanyag fóliák (PVC, ABS, PS és PE fóliák) és az egyéb felületbevonó anyagok. A borítóanyagokat — alkalmazástechnikai sajátosságaik szerint — az alábbiakban ismertetjük: 1) Furnérok A színfurnér felületek borítására alkalmas, késeléssel, vagy excentrikus hámozással előállított egyrétegű vékony falap. 2) Fóliák A fóliák alkalmazási lehetőségeik szerint lakkozást igénylő alapozó- és dekorfóliára, valamint kész felületet adó lakkozott fóliák csoportjára bonthatók. Az alapozófóliák olyan merev vagy tömöríthető rétegek, amelyek képesek a hordozóréteg felületi egyenetlenségeit kiegyenlíteni, s a folyékony filmképzők felvitelére megfelelő alapot nyújtanak. Elsősorban forgácslap hordozókon alkalmazhatóak színes, takaró jellegű bevonatok felvitele vagy erezetnyomással egybekötött felületkezelés esetén. A dekorfóliák olyan – faerezettel, vagy egyéb „dekornyomattal” ellátott papírvázas, vagy műanyag alapú fóliák – amelyek ragasztás és felületkezelés szempontjából furnérként vehetők figyelembe. A „védett” kivitelű dekorfólia jobban kezelhető. Ezeknél a nyomatot vékony (kb. 10 g/m² ) lakkbevonat védi a munkaműveletek során fellépő szennyeződésektől. Ezek lakkozás nélkül használhatók mindazon termékelemeken, amelyek mechanikai igénybevételnek nincsenek kitéve (polcok alsó felülete, tető- és fenék nem látszó felületei). A kész felületű fóliákra jellemző, hogy az alkatrészre való felragasztás után további felületkezelési műveletek végzése nem szükséges. A papírvázas fóliák a 0,04-0,07 mm vastagságú, úgynevezett mikrofóliák, valamint a 0,1-0,2 mm vastag fóliák. A termoplasztikus fóliák közül a PVC fóliák a legelterjedtebbek. 3) Filmek. A filmek olyan – műgyantával impregnált – papírrétegek, melyeknél az impregnáló-gyanta keményedési folyamatát egy adott szinten megszakították. Funkciójuk szerint 3 típust különböztethető meg: - alapozó (underlay) réteg: a felületi egyenetlenségek kiegyenlítésére alkalmas, különféle keverékgyantákkal impregnálva; - „dekorréteg”: fa-erezettel, vagy egyéb dekor-nyomattal ellátva, melamin- formal-dehid gyantával impregnálva; - fedő (overlay) réteg: nagy gyantatartalmú, többnyire áttetsző, melamin- formaldehid gyanta impregnálású. 4) Dekorlemezek . A dekorlemezek magrésze fenoplasztokkal, fedőrétegük aminoplasztokkal impregnált papírréteg. Ez utóbbi általában melamingyanta. Síkpréseléssel, illetve „post-forming” eljárással rögzíthetők a felületre. 5) Compact elemek . Nagyobb vastagsági méretben (2-20 mm) és szimmetrikus felépítéssel, mindkét oldalon dekorpapír lezárással készülnek. Rendkívül kemények, ridegek (ennek ellenére jól megmunkálhatók) és kémiai anyagokkal szemben ellenállóak. 6) Élborító anyagok . Síkfelületű termékek éleinek lezárására használt, tekercsben vagy csíkokban forgalomba hozott borítóanyagok, amelyek furnérok, él-lécek, merev vagy rugalmas dekorlemezek, vagy nagyobb vastagságú, illetve többrétegű fóliák lehetnek. Él-furnér. Különböző fafajokból natúr, vagy színezett; egyszer vagy többször késelt; egy vagy többrétegű, illetve tekercselhető (fésűs hossztoldott) kivitelben készülhetnek. Ezen kívül lehetnek: olvadékragasztóval ellátott, papírral („flíz”) erősített, csiszolt, alapozott, csiszolt és alapozott kivitelűek. Vastagság: 0,6-2,0 mm. (a vékony él-furnér vastagsága: 0,3-0,4 mm). Szélesség: 14-30 mm. - Él-léc. Tömörfa, vagy rétegelt-ragsztott felépítésű. Vastagsága: 3-20 mm. - T- léc. Csapos "él-léc". Mérete: (16-19)x(16-24) mm. - Él-fólia. Legáltalánosabb a cellulóz- alapú, műgyantával impregnált termék. Korszerűbb változata a PVAC alapú hőre lágyuló műgyantával impregnált él- fólia. Vastagsága: 0,4-0,5 mm. Általános a 23 mm-es szélesség, melyet él- fóliázó gépen, vagy egyszerűen vasalással hordanak fel, majd szintbe csiszolnak. A kemény, műanyag él-záró az é-lfólia korszerűbb változata. Azzal megegyező méretű, viszont a vastagsága 2 mm. Alkalmazása az él-fóliával szemben előnyösebb, a fizikai behatásokkal szembeni rendkívül jó ellenállásának és tartósságának köszönhetően. A sokrétegű él-záró felépítését tekintve egy olyan rétegszerkezetű anyag, melyben a rétegeket melamin-gyantával impregnált dekorpapírok alkotják. Többszínű él-záró 2 vagy 3 mm vastag rétegekből épül fel, melyben egy alapszín réteg után mindig egy fekete réteg következik, ez az úgynevezett „bázis-szín”. A ragasztandó alkatrészek előkészítésének főbb mozzanatai (műveletelemei): szabászat, terítékképzés (furnéroknál), a nedvességtartalom beállítása, a felületek csiszolása és tisztítása. a) Tömörfa, lap- és lemezféleségek előkészítése A fa természetes porozitása olyan jó mechanikai tapadást biztosít, hogy a tiszta felületek csiszolása – a tapadó-képesség fokozása érdekében – felesleges; fogazó-gyaluval való érdesítése – egyes irodalmi adatok szerint – pedig egyenesen hátrányos. A gyalult-, mart felület kiváló minőségű ragasztást biztosít. Ezzel szemben szakszerű csiszolás szükséges az alkatrészek „egalizálása” és a felületek tisztítása érdekében. Az „egalizáló” csiszolással biztosítható a préslapok között lévő alkatrészek azonos vastagsági mérete. Azonos vastagságú alkatrészekre azonos fajlagos présnyomás hat. A ragasztóanyag tapadását rontó szennyeződéseknek tekinthetők a mechanikai-, zsír- és gyantaszennyeződések, valamint az „öreg” fafelületek. Mechanikai szennyeződések közé sorolható a csiszolatpor, amely a felületi energiát változtatja meg Zsíros szennyeződések általában alkatrészeknek fémmel való érintkezésekor keletkeznek, pl. préslapok viszik fel az olajszennyeződést a felületre. Ez utóbbi eset elsősorban bizonyos farostlemez típusoknál fordul elő. Az olajos szennyeződés, jellege szerint zsíros szennyeződésnek számit, mivel az olaj a fában diffundál és ritkán jelent a felületen lerakódást. Az olajos szennyeződés azonban nem eredményez minden esetben hibás ragasztást. A gyantás felületek, a mechanikai szennyeződésekhez hasonló hibákat eredményeznek. Azokkal a ragasztókkal, amelyeknek felületi feszültsége 40-50 N/m között van, általában jó nedvesítés érhető el. Összefoglalva megállapítható, hogy az idegen anyag okozta szennyeződések leggyakrabban hideg, ill. alacsony nyomáson történő ragasztásnál okoznak hibát. Ragasztási hibákat csak kis mértékben okoz a gyantás felület. Elsősorban a régi fafelületnek, vagy a gyártás folyamán olajjal, illetve zsírral szennyezett termékeknél jelentkezik a szennyeződések szilárdságcsökkentő hatása. A tömörfa és a különböző lapszerkezetek nedvességtartalmát 10+2%-ban célszerű meghatározni. b) Borítóanyagok előkészítése Furnérok előkészítésekor a furnér nedvességtartalmának 13+2%-nak kell lennie. A hullámosság nem engedhető meg, mert a hullámos furnér, illesztésre nem alkalmas. Az ilyen furnérokat egy oldalon benedvesítve, „tobzások” között préselik vagy vasalják. A furnér kézi szabásához furnérvágó kézi fűrészt; gépi szabásához asztali körfűrész gépet, legelterjedtebben pedig furnérvágó ollót alkalmaznak. Míg a kézi gyártásban a furnérokat ragasztópapírral ragasztják egymáshoz, addig nagyüzemben furnérragasztó gépeket alkalmaznak. A kézi ragasztásnál a ragasztópapírt (normál vagy perforált) többnyire a külső felületre ragasztják (99. ábra). [Ábra: 99. ábra. Kézi furnérillesztés] Az illesztendő furnérokat kézzel egymáshoz szorítják és kb. l0cm hosszúságú ragasztószalaggal keresztben, több helyen összeragasztják (50-60 cm-enként). A keresztkötések közötti fuganyílásokat hosszirányban is le kell ragasztani. Nem kerülhet egymásra két ragasztópapír, mert a préseléskor benyomódhat a furnérba, és nehezen eltávolítható hibát okoz. A furnérok gépi ragasztásához különböző elveken működő gépeket alakítottak ki. A furnér-élragasztó gép (100. ábra) a furnérok éleit ragasztja össze. A ragasztóanyagot általában külön viszik fel, de léteznek olyan gépek is, amelyek a ragasztót közvetlenül hordják fel a furnér élére. [Ábra: 100. ábra. Furnér-élragasztó gép működési elve] Színfurnérok illesztésére legjobban az illesztő papírt (ragasztószalag), vagy az olvadék ragasztóval bevont üvegrost szálat (olvadékszál) alkalmazó géptípusok váltak be. Furnér illesztés olvadékszállal ragasztó élragasztó gépen (101. ábra). 2 3 101. ábra. Furnérillesztés olvadékszállal ragasztó él-ragasztó gépen 1- gépasztal, 2- olvadékszál, 3- mozgó 6 szálvezető, 4 melegített nyomógörgő, 5- furnér, 6- szorító tárcsa A világpiacon egyre növekvő furnérigényt, természetes furnérral ma már nem lehet kielégíteni. A dekórfóliák (papírfurnér, alkorcell) kifejlesztése részben pótolta a természetes furnérhiányt és elősegítette a bútoripar gépesítését. A papírfurnér/alkorcell fóliák géppel és kézzel egyaránt szabható, minden különösebb nehézség nélkül, ha a nedvességtartalma 6-8 %. Szabás előtt a papírvázas fóliát (10-20 0 C, 60 % relatív légnedvesség) klimatizált környezetben kell tárolni. A PVC alapú, egyéb hőre lágyuló műanyagalapú fóliák alkalmazása esetén, a borítandó felületek előkészítése az előző technológiáknál leírtak szerint történik. A PVC fóliák szabását a furnérok szabásánál alkalmazott szabászgépekkel lehet végezni. A fémfelületek leggyakrabban olajjal vagy zsírral szennyeződnek. Szennyezett fémfelületeket csak speciális összetételű ragasztók képesek ragasztani. Normál körülmények között a kismértékű szennyeződések is csökkentik a ragasztott kötés szilárdságát. Azokat a ragasztásokat, amelyekkel szemben nagy szilárdsági követelményeket támasztunk, csak zsírtalanított felületeken végezhetők. Kémiai kezelésnél a zsírtalanítást a felület érdesítése előtt; csiszolásnál, homokfúvásnál pedig az érdesítés után kell elvégezni, hogy egyidejűleg a csiszolatport is eltávolítsák. Zsírtalanító anyagként elsősorban nátronlúgot, triklóretilént, vagy triklóretánt alkalmaznak. A porózus anyagokkal ellentétben, fémfelületeken a ragasztó tapadása a felület érdesítésével mindig javítható. Az érdesítés kémiai és mechanikai úton történhet. A ragasztandó anyagok tulajdonságai és azok szerkezeti felépítése – különösen a fa- és falapú anyagok ragasztási folyamatánál illetve a ragasztott kötések kialakulásánál – játszanak jelentős szerepet. A ragasztáskor ugyanis nagy jelentőséggel bír az anyag anizotróp felépítése, hidrolízisre, vízfelvételre-, illetve leadásra való hajlama. A fafaj, a szöveti felépítés, a nedvességtartalom és a kémiai összetétel az adhéziót, illetve a ragasztott szerkezet kezdeti-és végső szilárdságát jelentősen befolyásolja. A nedvességtartalom . A fa nedvességtartalmának nemcsak a ragasztáskor, hanem a ragasztott szerkezet felhasználásakor is jelentős szerepe van, mivel a környezet nedvesség- tartalmának és hőmérsékletének változása a faszerkezet száradását (zsugorodás) vagy nedvesedését (dagadás) okozza, ami a szerkezet vetemedéséhez, illetve a ragasztási szilárdság csökkenéséhez vezet. A fa nedvességtartalma a fa valamennyi tulajdonságát jelentősen befolyásolja. Ezért a faanyag nedvességtartalmával kapcsolatos ismeretek a fafeldolgozásához döntő fontosságúak. A zsugorodás és a dagadás a fa nedvességleadása, illetve nedvességfelvétele következtében beálló méretváltozás. A zsugorodás és dagadás az anatómiai irányok szerint változik. A gyakorlatban a nedvességváltozás következtében fellépő lineáris méretváltozás az alábbi összefüggéssel számítható: ( ) L (62) $ Δ L = K ⋅ Δ u 100 ⋅ $ *ahol:* Δ L = a nedvességváltozás utáni méretváltozás (mm), K = zsugorodási együttható = az 1 % nedvességváltozás hatására bekövetkező méretváltozási százalék (% / %), $ Δ u = a faanyag nedvességváltozása (%), L = a faanyag mérete a nedvességváltozás előtt (mm). $ ### 38. táblázat. Néhány fontosabb fafaj zsugorodási együtthatója (K) | Fafaj | K_sugár | K_húr | K_térf. | |---|---|---|---| | Erdei fenyő | 0,13 | 0,26 | 0,40 | | Lucfenyő | 0,12 | 0,26 | 0,40 | | Vörösfenyő | 0,11 | 0,26 | 0,38 | | Tölgy | 0,12 | 0,33 | 0,51 | | Akác | 0,15 | 0,23 | 0,40 | | Bükk | 0,19 | 0,39 | 0,60 | | Nyarak | 0,15 | 0,27 | 0,43 | Hazánkban felhasználásra kerülő fűrészáruk zömét szárítani kell. A szárítás természetes, vagy mesterséges úton valósítható meg. A természetes szárítás a helyi klimatikus viszonyoktól függően lassan megy végbe. A szárítás mértékét a levegő hőmérséklete és relatív páratartalma határozza meg. Ezek a levegőállapot- jellemzők az ország különböző vidékein eltérőek, illetve évszakonként és napszakonként is változnak. Több év adatainak feldolgozásával, a relatív légnedvesség és a hőmérséklet által meghatározott egyensúlyi fanedvesség-értékek az év folyamán hazánkra jellemzően változnak. Ezekből az adatokból törvényszerűen következik, hogy hazánkban a nyári hónapokban körülbelül 12–14 %-ig, a téli hónapokban pedig 18–20%-ig szárítható természetes úton a faanyag. Alacsonyabb nedvességtartalom (6-12%) eléréséhez már mesterséges szárítás szükséges. A fa nedvességtartalmának nemcsak a ragasztáskor, hanem a ragasztott szerkezet felhasználásakor is jelentős szerepe van, mivel a környezet nedvesség-tartalmának változása a faszerkezet száradását vagy nedvesedését okozza, ami a szerkezet vetemedéséhez, illetve a ragasztás minőségének csökkenéséhez vezet. Annak érdekében, hogy a ragasztott szerkezetben jelentős mértékű feszültségek ne keletkezzenek a ragasztandó faanyag nedvességtartalmának megközelítően akkorának kell lennie, mint a felhasználás során. A fa zsugorodásának és dagadásának, illetve a kezdeti és a felhasználási nedvességtartalom- különbség következtében – a ragasztott szerkezetben – feszültségek keletkeznek, amelyek csökkentik a ragasztási szilárdságot. Szilárdságcsökkenés, a ragasztott szerkezet alkotó alkatrészek (lamellák) nedvességkülönbsége miatt is előállhat. A szerkezet magasabb nedvességtartalmú alkatrészei másképpen vetemednek, mint az alacsonyabb nedvességtartalmúak. A fenti okok miatt célszerű, ha a ragasztott szerkezet elemeinek nedvesség-különbsége nem haladja meg a 2%-ot. Megfelelő ragasztási szilárdság 5–10 %-os, optimális 10 %-os fanedvesség-tartalom mellett érhető el. A nedvességtartalom 10%-ról 30 %-ra való emelkedése több mint kétszeres szilárdságcsökkenést eredményez. Annak ellenére, hogy a fa nedvességtartalmának növelésével csökken a ragasztási szilárdság, néhány esetben (fenyő ragasztása fenol-formaldehid ragasztóval) – még a rosttelítettség határ közelében is – jelentős kezdeti szilárdság tapasztalható (102. ábra). 9 nyírás 102. ábra. A ragasztási szilárdság a fa Ragasztási szilárdság, N/mm 8 szakítás nedvességtartalmának függvényében A fa nedvességtartalma, % Ugyanakkor magas nedvességtartalmú faanyag ragasztása nem ajánlatos, mivel az ilyen szerkezetek szilárdsága a felhasználás során nagymértékben csökken. A fentiek alapján tehát megállapítható, hogy a magas nedvességtartalom kedvezőtlenül hat a ragasztási szilárdságra. Ez egyrészt, a ragasztás során kialakuló alacsony adhéziós szilárdsággal, másrészt a felhasználás során bekövetkező nedvességváltozás következtében fellépő belsőfeszültségek keletkezésével magyarázható. Különösen jelentős a szerepe a fa nedvességtartalmának nagyfrekvenciás ragasztásnál. Ha a nedvességtartalom 8-10 %, akkor elsősorban a ragasztóréteg melegszik fel, és a benne lévő nedvesség elpárolog, illetve beszívódik a fába. Ha magas a nedvességtartalom, akkor az elektromos energia nagy része nem a ragasztót, hanem a nagy tömegű nedves faanyagot melegíti fel A fent leírtakból következik: a ragasztandó fa nedvességtartalmának meghatározó szerepe van a ragasztási mód megválasztásánál és a ragasztás minőségének biztosításánál. A fa sűrűsége és ragasztási szilárdsága között lineáris összefüggés mutatható ki. A fa porozitása . A fa, a felületére felhordott ragasztó egy részét – porozitása és higroszkopikus tulajdonsága miatt – elnyeli. Ez nemcsak a ragasztás szilárdságát csökkenti (amely a nem megfelelő vastagságú ragasztóréteg következménye), hanem a ragasztandó rendszer elektromos tulajdonságait is jelentősen befolyásolja. A ragasztó, üregekbe történő behatolása azonban növeli az érintkezési felület nagyságát, ami egyes esetekben növelheti a ragasztási szilárdság nagyságát is, mivel a kémiai és a molekuláris erők mellett mechanikai kapcsolódások is létrejönnek. Ezt a jelenséget mechanikai adhéziónak nevezik ##### 3.5.1.2. A ragasztóanyagok, és azok előkészítése Ragasztóanyagok azok a nemfémes anyagok, melyek szilárd felületeket jó nedvesítéssel és az ebből eredő tapadással, valamint kialakuló saját szilárdságukkal kötnek össze. A ragasztóanyag egyik fontos feltétele tehát az, hogy jól nedvesítse a szilárd anyag – esetünkben a faanyag – felületét, azaz jól tapadjon hozzá. A tapadás (más néven adhézió) magyarázatára sokáig nem alakult ki egységes elmélet elsősorban a ragasztók és a kötött felületek sokfélesége, igen eltérő jellege miatt. Ma már egyértelmű, hogy a tapadásban a döntő szerepet a molekuláris erők játsszák, a tapadás kialakulásához szükséges nedvesedés magyarázatát is a szilárd és folyadék felületi rétegében lévő molekulák kölcsönhatásában kell keresni. A ragasztóanyagok osztályozására az egyik jól bevált módszer a kötési mechanizmus szerinti csoportosítás. A beosztás szerinti elemzés a lejátszódó folyamatra is utal, emellett közvetve a kialakuló ragasztókötés tulajdonságaira is felvilágosítást ad. 1) Fizikai úton kötő ragasztók A kötés kialakulása a ragasztóban lévő oldószer eltávozásának következménye, ami döntően az oldószernek a hordozóba való diffúziója útján játszódik le. Ebből következik, hogy ott alkalmazhatók, ahol legalább az egyik hordozó porózus. Az oldószer-eltávozás következtében a ragasztórendszerben jelentős zsugorodás lép fel. A kötés hőre lágyuló. a) Oldószeres ragasztók Polivinilalkohol alapú ragasztók (Az oldószer: víz). Papír, kartontermékek előállítására, nedvesítéssel tapadó ragasztószalag és címke ragasztására használják. Az alábbiakban a szerves oldószeres ragasztókat ismertetjük: Poli (vinilacetát) ragasztók. Csaknem minden ragasztási feladat elvégzésére alkalmasak (fa, papír, bőr, üveg, műszőr, textiliák és PVC). Poli (vinil-klorid) és utánklórozott PVC ragasztók. Elsősorban PVC ragasztására alkalmazhatók, de felhasználják bőr, textilia és papír ragasztására is. A ragasztott kötés víz- és időjárásálló, rugalmas és hajlékony. Poliakrilát- és metekrilát alapú ragasztók. Műanyagok és papír ragasztása mellett biztonsági üvegek előállítására használják. Műkacsuk alapú ragasztók: Általános tulajdonságuk a jó tapadás, és a korózióállóság. Hőállóságuk korlátozott. Műkaucsukok, lágyított PVC, és bőr ragasztására használhatók. b) Diszperziós ragasztók A fizikai úton kötő ragasztók második csoportjába a diszperziós ragasztók tartoznak, amelyek olyan diszperziók, ahol a diszpergáló közeg víz, a diszpergált anyag valamilyen hőre lágyuló polimer, ami a tulajdonképpeni ragasztó. Polivinil-acetát homo- és kopolimer alapú ragasztók: A faipari gyakorlatban a legelterjedtebb ragasztótípusok. A PVAC ragasztók vízállósága több-vegyértékű fémsókkal jelentősen növelhető. A diszperziós ragasztók hőközléses ragasztási technológiákban is alkalmazhatók. Akrilát és metakrilát alapú diszperziós ragasztók: Igen sokféle ragasztási feladat megoldására alkalmasak. Így, papír, PVC, textil, bőr, különböző műanyag habok, műanyagfélék ragasztására használhatók. c) Olvadékragasztók Szobahőmérsékleten szilárd anyagok, melyek a felületi tapadást megolvadt állapotban fejtik ki, a kötés pedig az olvadéknak hűtés hatására bekövetkező megdermedése. Élek lezárásánál (él-léc, él-fólia), profilozott felületek borításánál (szoft-forming eljárás), illetve speciális szerkezeti ragasztásokhoz alkalmazzák. 2) Kémiai úton kötő ragasztók Ebbe a csoportba azok a ragasztók tartoznak, amelyek kötése tisztán kémiai reakció eredményeképpen következik be. A kötés sebességét elsősorban a hőmérséklet és a felhasznált katalizátor mennyisége határozza meg. Előnyük, hogy a ragasztó-rendszerben nincs oldószer, tehát velük pórusmentes anyagok is ragaszthatók. A kialakuló térhálós szerkezet a ragasztókötésnek nagy szilárdságot, jelentős hő- és oldószerállóságot biztosít. Az epoxi- alapú rendszerek. Az oldószermentes, kémiai úton kötő ragasztók közül a legjelentősebbek. Fémek, fémek-műanyagok, kerámiák és cement-beton ragasztásához alkalmazzák. (Fa ragasztására alkalmazni nem szerencsés!) Poliuretán ragasztók. Elsősorban kaucsuk-fém, kaucsuk-porcelán ragasztásra, illetve speciális ragasztási feladatok megoldására használhatók. Telítetlen poliészter ragasztók. Elsősorban fém, porcelán, néhány műanyagféle, és fa ragasztására alkalmazhatók. Vinilészter polimerek. Közülük az allilészter típusúak, elsősorban üvegragasztásra használhatók. 3) Kémiai-és fizikai úton, együttesen kötő ragasztók Az e csoporthoz tartozó ragasztók kötésében fizikai és kémiai folyamatok is szerepet játszanak. a) Oldószeres, kémiai-és fizikai úton kötő ragasztók Az ipari ragasztási gyakorlat igen sok ragasztóféléje tartozik ebbe a csoportba. A kémiai reakció a komponensek, vagy a katalizátor bekeverésével azonnal megindul. A ragasztó kötését az oldószer – a faipari gyakorlatban a leggyakrabban a víz – távozása vezeti be. Az oldószeres, kémiai úton kötő ragasztók keményedése mindig térfogatcsökkenéssel, zsugorodással jár. A kialakuló ragasztóréteg jó mechanikai tulajdonságú, vízállósága és oldószerállósága is jó. Hátránya a zsugorodás és az ebből adódó belső feszültség. Aminoplaszt alapú ragasztók: Közülük a legfontosabb a karbamidgyanta, a dicián-diamid gyanta és a melamingyanta ragasztók. (A sorrend ezúttal a vízállóság növekedését is megadja). A katalizátorszerepet a hidrogénion tölti be, így a folyamat savak, illetve savasan hidrolizáló sók adagolásával gyorsítható fel. A karbamid ragasztókat elsősorban a forgácslap- és rétegelt lemez gyártáshoz, illetve a forgácslapok borításához alkalmazzák. Fenolgyanta alapú ragasztók: Kötése az oldószer-eltávozás melletti polikondenzációs folyamat eredménye. Vízálló ragasztásokhoz alkalmazzák. Rezorcin-formaldehid ragasztók: Vizes, vagy vizes-alkoholos oldatban kerülnek forgalomba. A rezorcin-gyanta jó folyóképességű, kevésbé zsugorodó, nem „fúgaérzékeny” ragasztó, ezért felhasználásához kisebb nyomás is elegendő. Igen jó tulajdonságú, szilárd és vízálló kötést tesz lehetővé. b) Diszperziós, kémiai-és fizikai úton kötő ragasztók A diszperziós, kémiai úton kötő ragasztók felépítése és legtöbb tulajdonsága megegyezik a diszperziós ragasztókéval, de a diszpergáló polimerbe térhálósodó csoportokat építenek be, amelyek kedvezően befolyásolják a ragasztófilm tulajdonságait. 4) Természetes polimer alapú ragasztók A természetes polimer ragasztók a kötési mechanizmus alapján a szintetikus alapú ragasztóknál leírt csoportok valamelyikébe szintén beoszthatók. Az évszázados, sőt évezredes felhasználási múltban kialakult nómenklatúra, alkalmazástechnikai sajátságok azonban indokolttá teszik e ragasztók külön tárgyalását. a) Fehérje alapú ragasztók Glutinenyvek: Alapanyaguk az állati kötőszövetek (bőr, csont, inak) fő szerves építőanyaguk a kollagén. A ragasztás a víznek nem áll ellen. A glutinenyvek felhasználási módjuk miatt nagyipari ragasztásra alkalmatlanok. A glutinenyvet gyakran alkalmazzák karbamid gyantával keverve. A véralbuminenyv: Alapanyaga vérplazma. Az oldószeres (vizes) ragasztók közé tartozik. A jelentős zsugorodás miatt kötéskor nyomást kell alkalmazni. A kolloidkémiai folyamatot pedig magasabb hőmérsékleten kell végrehajtani. Régebben a rétegeltlemez-gyártásban alkalmazták. Kazeinenyvek: Alapanyaguk a kazein. A kazeinenyvek kötése vízeltávozás útján lejátszódó szól-gél átalakulás. b) Szénhidrát alapú ragasztók Keményítő alapú ragasztók. Alapanyaguk a fehér, por alakú keményítő, amely vízben duzzadó géllé, majd erősen viszkózus anyaggá, csirizzé alakuló anyag. A csiriz magas viszkozitású, rossz kezdeti tapadása miatt nem túl jó tulajdonságú ragasztó. A rövidebb keményítőmolekulákat tartalmazó anyag a dextrin, amely hideg vízzel is kisebb viszkozitású kolloidoldatot képez. A keményítő, illetve a dextrin kötése a víz eltávozása után következik be. A kialakuló kötés vízállósága gyenge. Cellulóz alapú ragasztók: Elsősorban a papírgyártásban illetve a papír ragasztásra használják. Szénhidrát alapú ragasztók: Legfontosabb közülük a kaucsukból készült ragasztó. Tulajdonságaik adalékanyagokkal, módosítással és főként vulkanizálással jelentős mértékben javíthatók. Közös jellemzőjük a kezdeti jó tapadás és a közepes ragasztószilárdság. Hőállóságuk és oldószerállóságuk gyenge. A ragasztóanyagok előkészítése A glutinenyv oldat készítésénél igen fontos, az enyv-és a vízmennyiség pontos meghatározása, mivel már néhány százalékos koncentráció-eltérés is jelentős viszkozitás- változást okoz. A glutinenyv előkészítése általában két lépcsőben történik: az első az enyv duzzasztása (áztatás hideg vízben); a második az enyvgél megömlesztése (60-70 0 C-os víz hozzáadása). 110 103. ábra. A túlhevítés során fellépő kötési szilárdság csökkenés Relatív kötési szilrdság, % Jól használhatók az enyvoldat megfelelő hőmérsékleten való tartására az indirekt fűtésű, 60 °C kettősfalu edények, amelyek a hőt 50 80 °C folyadékköpenyen keresztül adják át. Egyszerű 90 °C edényekben, nyílt lángon való melegítést 98 °C mindenképpen kerülni kell a túlhevítés elkerülése Fűtési idő, óra miatt (103. ábra)! Bár a glutinenyv fizikai száradás útján szilárdul meg és olyan keményedési reakciók, amelyek az enyvet idővel használhatatlanná tennék nem lépnek fel, az enyvoldat tartóssága mégis korlátozott. Konzerváló anyagok ellenére, amelyet az enyv előállításakor adagolnak az oldatot (főleg nedves és meleg időben) a baktériumok megtámadják Vízállósága nem közelíti meg a műgyantaragasztókét. Elsősorban akkor használják, ha az enyvrésnek bizonyos rugalmassági követelményeket is ki kell elégítenie. Kazein enyvoldat készítésekor az előirt viszkozitás érdekében fontos, a keverési arány pontos betartása. Az enyvport intenzív keverés közben adagolják a vízhez és ezt követően, legalább fél óráig pihentetik. Hosszabb felhasználási idejű enyveknél a viszkozitás csak lassan növekszik; a rövidebb használati idejű enyveknél lényegesen gyorsabban. PVAC diszperziók előkészítése általában a viszkozitás beállításából áll. Mivel a diszperziók viszkozitása már kis mennyiségű (max. 5–6%) víz hatására is erősen változik (104. ábra), ezért célszerű a használati utasításban megadott értéket betartani. A D4 vízállósági fokozatú ragasztás eléréséhez az alap-diszperzióhoz – a megadott mennyiségű – (3–5%) edző (térhálósító) adagolása 16 000 szükséges. 14 000 T = 25 o C Viszkozitás, mPa.s 12 10 000 104. ábra. PVAC ragasztó viszkozitásának változása a hígítás függvényében Hígítás, % A Karbamid-formaldehid ragasztók előkészítése általában négy műveletelemből áll: a- nyújtóanyag bekeverése, b- habosítás, c- katalizátoradagolás, d- viszkozitás beállítása. (Esetenként az a, vagy a b, vagy a d, esetleg mindhárom műveletelem elhagyható). Az adagolandó nyújtóanyag (rozsliszt) mennyiségét a gyanta szárazanyag-tartalmának és viszkozitásának függvényében célszerű meghatározni. Habosított ragasztót általában, furnérozásnál alkalmaznak. Habosításkor a ragasztó levegővel töltött micelláris szerkezetű kolloiddá alakul; térfogata az eredetinek többszörösére nő, miközben viszkozitása nagymértékben csökken. Ennek következtében csökken az átütés veszélye. A habosítás nem zárja ki a nyújtóanyagok használatát. Habosításra kapilláraktiv anyagok használhatók, melyek csökkentve a műgyanta felületi feszültségét elősegítik a habképződést. Meleg ragasztáskor a katalizátort (ammóniumklorid - NH4Cl) 25%-os vizes oldatban célszerű adagolni a pH és a katalizátorérzékenység függvényében a 39. táblázat szerint. Szobahőmérsékletű ragasztáskor 3-4 tömeg% edző alkalmazása szükséges. A por-alakú karbamid-fomaldehid műgyantához katalizátor adagolása nem szükséges. ### 39. táblázat. Katalizátor mennyisége a pH és a katalizátorérzékenység függvényében | pH | 25%-os ammóniumklorid oldat, ml | |---|---| | 9,0 | 100 - 130 | | 8,5 | 95 - 125 | | 8,0 | 90 - 120 | | 7,5 | 85 - 115 | | 7,0 | 80 - 110 | 25%-os ammóniumklorid oldat, ml Nagyon sok ragasztó előkészítése csupán az edző (katalizátor) adagolásából, illetve a komponensek összekeveréséből áll. A viszkozitás a ragasztók egyik legfontosabb tulajdonsága. Meghatározza a felhordás módját, szorosan összefügg vele a nyílt (nyitott)— és zártidő, illetve a ragasztás többi paramétere. A ragasztók felhasználási viszkozitása igen széles határok között változik.A ragasztó viszkozitása és a fazékideje nem azonos fogalom. A viszkozitás fizikai tulajdonság, amely a folyadék belső súrlódásával kapcsolatos. viszkozitással rendelkezik. A kémiai úton keményedő ragasztóknál a katalizátor (edző/komponens) adagolása után megindul a viszkozitás növekedése, majd bizonyos idő elteltével a viszkozitás annyira megnövekszik, hogy a ragasztó gél állapotba kerül, majd pedig megszilárdul. A katalizátor adagolásának pillanatától a gélesedés pillanatáig eltelt időszakot teljes fazékidőnek nevezzük. Annak ellenére, hogy a teljes fazékidő szakaszában a ragasztó még rendelkezik bizonyos mértékű folyékonysággal, üzemi felhasználásra már alkalmatlan. Ezért igen fontos az a periódus, amely alatt a ragasztó az üzemi körülmények között még felhasználható. Ezt a periódust felhasználási (feldolgozási) fazékidőnek nevezzük. Természetesen a teljes fazékidő mindig hosszabb a felhasználási fazékidőnél. A teljes- és a felhasználási fazékidő, valamint a viszkozitás változás közötti összefüggés a 105. ábrán látható. [Ábra: 105. ábra. A teljes- és a felhasználási fazékidő, valamint a viszkozitás-változás közötti összefüggés] - A hőmérséklet emelkedésével csökken a ragasztó viszkozitása. - A ragasztóanyag viszkozitás-változása, illetve fazékideje nagymértékben függ az alkalmazott katalizátor fajtájától. - A tárolási időtartamtól függően változik a műgyanta viszkozitása és fazékideje. - A különböző típúsú ragasztók viszkozitás-változásnak jellege és fazékideje különböző, - A hőmérséklet emelkedésével csökken, a pH emelkedésével pedig növekszik a fazékidő. - Az oldószerek és a plasztifikátorok (lágyítók) csökkentik a ragasztó viszkozitását. - A fa ragasztásánál közepes viszkozitású ragasztókat kell alkalmazni, magas koncentrációban (50-60%). - Igen nagy hatást gyakorol a műgyanta fazékidejére a gyanta pH-ja , valamint a hőmérséklet. Ezek a tényezők, valamint a környezeti hőmérséklet a gyanta tárolási stabilitását határozzák meg. - A ragasztóanyag viszkozitásától/fazékidejétől nagymértékben függ a ragasztási szilárdság is (106. ábra). 1200 1200 106. ábra. Összefüggés a viszkozitás és a ragasztási szilárdság között: Nyírószilárdság, Nyírószilárdság, Viszkozitás, mPa.s Viszkozitás, mPa.s 1- a ragasztó viszkozitása; 2- fenyő- 2 2 3- bükk ragasztási szilárdsága N/mm N/mm Fazékidő, perc Fazékidő, perc A szárazanyag-tartalom a ragasztóban lévő gyanták és az adalékanyagok együttes mennyisége. A katalizátorok (edzők, gyorsítók, komponensek) olyan anyagok, melyek beindítják, illetve – bizonyos határok között – szabályozzák a ragasztó megkeményedési folyamatát. - A szükségesnél kevesebb katalizátor alkalmazásakor nem megy végbe a ragasztóanyag teljes megkeményedése, ami csökkenti a ragasztás szilárdságát és vízállóságát. - A magas katalizátor-tartalom viszont csökkenti a fazékidőt, bonyolulttá teszi a ragasztási technológiát, illetve csökkenti a ragasztási szilárdságot. - A katalizátort általában vizes oldatként adagolják a gyantához, mivel por alakú adagolás esetén nagy a helyenkénti, idő előtti megkeményedés veszélye. - A katalizátor mennyiségének és a ragasztási hőmérsékletnek az emelésével a megszilárdulás sebessége növekszik, de egy adott határon túli emelés a ragasztási szilárdság csökkenéséhez vezet. - Gyors, hideg (szobahőmérsékletű) ragasztásnál különböző savakat (citromsav, oxálsav esetleg sósav) alkalmaznak katalizátorként. Mivel a legtöbb gyanta az erős savak hatására gyorsan megkeményedik, illetve nagyon rövid fazékidővel rendelkezik; a sav és a gyanta közvetlen összekeverését lehetőleg kerülni kell, ezért mindkettőt külön-külön célszerű felhordani. - A katalizátor összetételének és mennyiségének kiválasztása - a műgyanta típusán kívül – elsősorban attól függ, hogy egy adott munkahelyen milyen technológiai paraméterek kiválasztása mellett végezhető el legjobban a ragasztás. Adalékanyagok . Általános megfogalmazásban adalékanyagoknak nevezik mindazokat a szerves, vagy szervetlen eredetű szilárd anyagokat (lisztek, porok), illetve folyadékokat, amelyeket a ragasztóhoz (gyantához) keverve, azok fizikai-mechanikai tulajdonságát megváltoztatják, illetve a ragasztók gazdaságos felhasználását fokozzák. - A töltőanyagok (szaporító anyagok) ragasztóképességgel nem rendelkeznek. Általában különböző ásványi őrlemények (kaolin, krétapor, cement stb.), esetleg szerves eredetű, nem ragasztóképes lisztek (faliszt). A töltőanyagok adagolásával növelhető a ragasztó viszkozitása, javítható réstöltő képessége és csökkenthető az ára. Növekvő mennyiségben való felhasználásukkal arányosan csökken a ragasztási szilárdság. - A nyújtóanyag (különböző növényi eredetű lisztek, keményítők stb.) valamely fizikai vagy kémiai tulajdonságának következtében a ragasztott kötés kialakításában maga is részt vesz. Alkalmazásuk általában kedvezően hat a ragasztás minőségére. - Lágyítóként (plasztifikátorként) észtereket, ketonokat, illetve többértékű alkoholokat alkalmaznak. A lágyítók adagolásával növekszik a tapadó-képesség és a ragasztóréteg termo-plasztikus tulajdonsága; a ragasztási szilárdság, a ragasztóréteg rugalmassági modulusa és a ragasztórétegben keletkező belső feszültség pedig csökken. A lágyítók mennyiségi és minőségi változtatásával különböző keménységű ragasztórétegek állíthatók elő. - A ragasztók tulajdonságait sokszor modifikálással változtatják meg. Modifikáló anyagként leggyakrabban melamint, karbamidot, paraformaldehidet, polivinil- acetát emulziót és természetes kaucsuk latexet alkalmaznak. ##### 3.5.1.3. A ragasztóanyag felhordása A ragasztókat általában folyékony halmazállapotban hordják fel a felületekre. Függetlenül a felhordás módjától a ragasztónak jól kell nedvesítenie a felületet, illetve azon jól kell terülnie, azaz egyenletes réteget kell alkotnia. A folyékony ragasztó, a ragasztandó felületekre igen változatos módon hordható fel : ecsettel, kézi hengerrel, szórópisztollyal, hengeres ragasztóanyag felhordó géppel, öntőgéppel és speciálisan kiképzett ragasztóanyag-felhordó géppel. Az egységnyi felületre szükséges ragasztómennyiséget (120-350 g/m² ) meglehetősen sok tényező befolyásolja: a ragasztandó anyag fajtája és felületi minősége (felületi érdesség porozitás); a ragasztóanyag típusa szárazanyag-tartalma és viszkozitása; az alkalmazandó ragasztási mód (hideg, meleg) és a ragasztástechnológiai paraméterek számszerű értékei. Ezért az alábbiakban megadott „tól-ig” felhordási mennyiségek tájékoztató jellegűek; a pontos értéket kísérleti úton célszerű meghatározni. A glutinenyv nagyobb síkfelületekre gépi úton csak fűthető hengerekkel hordható fel. Alacsony présnyomás (0,1-0,2 N/mm² ) és durva felület esetén a felhordott mennyiség 250-350 g/m² , nagyobb présnyomásnál (0,5-0,8 N/mm² ) egyenletes felület esetén 200-250 g/m² . A glutinenyv – rugalmas tulajdonsága miatt – nagyobb rétegvastagságban is felhordható. A kazein enyv gyakorlatban előforduló felhordási mennyiségek 200-350 g/m² között változnak. A polivinilacetát diszperziós ragasztóknál, a legjobb szilárdsági eredményt a ≈ 200 g/m² -es felviteli mennyiségnél és 0,3-0,5 N/mm² présnyomásnál érhető el. A 40. táblázatban néhány diszperziós ragasztó ajánlott felhordási mennyiségét közöljük az alkalmazási területük függvényében. A szerves oldószeres ragasztót általában mindkét ragasztandó felületre fel kell hordani (kontakt ragasztás). A felhordott ragasztóanyag mennyisége (150–250 g/m² ) szorosan összefügg az alkalmazott nyílt idővel. A karbamid–formaldehid ragasztóknál 200 g/m² fölötti ragasztófelvitelnél, a ragasztó rétegben jelentős belső feszültségek lépnek fel. Az egyenletes ragasztófelvitelt csak a viszkozitás állandó szinten való tartásával biztosítható. A felhordandó ragasztóanyag mennyisége tág határok között (120-260 g/m² ) mozog. Ezek a meglehetősen eltérő értékek azzal magyarázhatók, hogy a karbamid-formaldehid ragasztót elsősorban a borításoknál alkalmazzák, ahol sok tényező befolyásolja az optimális mennyiséget: - a töltő, illetve nyújtóanyagot tartalmazó ragasztóból 20–30 g/m² -rel, - a hideg ragasztásnál (a hőpréseléshez viszonyítva) 30–40 g/m² -rel, - az alacsony viszkozitású ragasztóból (a magashoz viszonyítva) 25–30 g/m² -rel, - érdes, porózus anyagok ragasztásakor (szemben a finom nem porózus anyagokkal) 40–50 g/m² -rel több ragasztót kell felvinni. ### 40. táblázat. Néhány diszperziós ragasztó ajánlott felhordási mennyisége | Megnevezés | Alkalmazási területe | Felhordása, g/m2 | |---|---|---| | PALMAFLUID 1304 | faipari általános | 150–200 | | PALMAFLUID 1305 | faipari kézi csapragasztó | 200–300 | | PALMAFLUID 1309 | faipari szerkezeti | 100–200 | | DORUS FD 110/3 | síkfólia kasírozás | 80–100 | | MEKOL 1001 | furnérozás | 150–180 | speciális hőálló (70 °C) A felület nedvesítése. A ragasztandó anyagok közötti szilárd ragasztóréteg és az adhéziós- kohéziós kötések kialakulása meglehetősen bonyolult folyamat, amelyet azonban minden szakaszában befolyásolni lehet. A ragasztott kötés kialakulása a folyékony ragasztónak a ragasztandó felülettel való érintkezése pillanatában kezdődik. Ekkor a ragasztó szétterül a felületen, nedvesíti azt, és megindul a keményedési folyamata. A nedvesítés, vagyis a ragasztó szétterülése nem más, mint a molekuláris erők fázishatáron való megjelenése, amely elsősorban a ragasztó és a ragasztandó felület fizikai-kémiai tulajdonságaitól függ. A kémiai tulajdonságok jellemzik a ragasztó terülését, a pórusokba való behatolását és annak sebességét, amelyek nemcsak a pórusok geometriai méreteitől, hanem a ragasztó nedvesítő- képességétől és felületi feszültségétől is függ. Minél jobb a nedvesítés, annál nagyobb a ragasztó és a ragasztandó felület érintkezésének tényleges felülete. Mennyiségi mutató, amely a fa és egyéb anyagok nedvesíthetőségét jellemzi, jóformán nincs. Ez a nedvesítő-képesség fogalmának bizonyos fokú meghatározatlanságával magyarázható. Mindenekelőtt meg kell jegyezni, hogy a nedvesítés mértéke a szilárd test felületének és a $ rajta helyezkedő folyadék cseppérintője által bezárt szöggel ( δ ) jellemezhető (107. ábra). δ δ δ =0° =0° =0° < 90° < 90° < 90° =90° =90° =90° > > > 90° 90° 90° =180° =180° =180° $ [Ábra: 107. ábra. A nedvesítés különböző esetei] Egy folyadékcsepp szilárd anyagon való viselkedését a folyadék kohéziója, és a folyadék- szilárd réteg között keletkező adhézió határozza meg. A kohézió hatására a folyadék gömb alakot igyekszik felvenni, az adhézió hatás ára pedig az alapon szétterülni. A kohézió és az adhézió együttesen eredményezi az alap jó, illetve kevésbé jó nedvesítését. A kialakuló nedvesítési szög nagyságát a határfelületi feszültségek ( γ ; γ ; γ ) határozzák meg. l,2 1,3 2,3 A határfelületi feszültségek és a nedvesítési szög közötti összefüggést a „Young egyenlet” fejezi ki: $ γ − γ (63) $ $ cos δ = 3,2 ,1 2 γ 3,1 $ *ahol:* γ - a szilárd test és a folyadék közötti határfelületi feszültség; 1,2 γ - a folyadék és a levegő közötti határfelületi feszültség; 1,3 γ - a szilárd test és a levegő közötti határfelületi feszültség 2,3 A nedvesítési szög lényeges szerepet játszik a ragasztásnál. A tapasztalat szerint a ragasztott kötés létrehozásának előfeltétele, hogy a ragasztóanyag jól nedvesítse a felületet. Rossz nedvesítést általában csak a vizes oldatoknál tapasztalunk. A vizes ragasztóanyag oldatok víz-levegő határfelületi feszültsége megközelíti a tiszta víz értékét (73 N/m). Ilyen magas érték mellett a fa nem nedvesíthető. A vizes ragasztóoldatok nedvesítő-képessége felületi feszültséget csökkentő anyagok adagolásával javítható. Néhány százalék nedvesítő anyag, vagy l0–20% alkohol adagolásával a vizes ragasztó oldatok víz-levegő határfelületi feszültsége 40–45 N/m-re csökkenthető; így a csiszolt fafelületeket is nedvesíti. (A víz, víz- levegő határfelületi feszültségét például, 0,l % nedvesítő anyag adagolása 35 N/m-re csökkenti). A PVAC vizes diszperzió alacsony felületi feszültsége elsősorban a polivinil alkoholnak köszönhető. A különböző ragasztóknál – nedvesítő -, és terülő-képességük számszerű értékelésének nehézsége ellenére – megállapítható, hogy a viszkozitás csökkentésével – majdnem minden esetben – növekszik a ragasztóképesség. Ezzel magyarázható, a ragasztott szerkezet magas szilárdsága rövid nyíltidő alkalmazásakor, vagyis amikor. a nedves ragasztóréteg alacsony viszkozitással rendelkezik. A meleg ragasztás – ami a ragasztó viszkozitásának csökkentését és jó felületi nedvesítést biztosit – szintén a ragasztási szilárdság növekedését eredményezi. Nedvesítéskor igen nagy szerepet játszik a felület szennyeződése is, mivel megváltoztatja a felületi energiaviszonyokat. Tiszta szilárd felületek előállítása igen nehéz probléma, és annál több nehézséget okoz, minél nagyobb az anyag szabad felületi energiája. A szilárd felületek szabad felületi energiáját szerkezeti tényezők is befolyásolják. Kristályos, vagy szerkezetileg rendezett felépítésnél jelentős szerepe van a kristály, vagy egyéb szerkezeti egységeknek a felülettel bezárt szögének. A fánál a molekulák rendezettsége miatt a különböző vágásirányok esetében eltérő a szabad felületi energia. Így például, a fa nedvesíthetősége rostirányban és rostirányra merőlegesen eltérő. A kapilláris nyomás . A fa pórusos, illetve rostos felépítése nyitott kapilláris rendszerként fogható fel. Ha a nedvesítő folyadék – mint például a víz – a tiszta üvegcső belsõ falát tangenciálisan érintené, akkor a kapilláris csőben keletkező folyadék meniszkusza félgömb alakú, konkáv lenne (108. a. ábra). Mivel a görbületi sugár középpontja a folyadék felszín felett van, a folyadék a nehézségi erõ ellenére is a csőbe nyomódik. A konkáv folyadékfelület a szabad energiáját csökkenteni igyekszik, azaz a felület kiegyenesedne, ha nem létezne a $ kapilláris nyomás ( Δ p): 2 γ 4 γ (64) $ $ Δ p = ,1 2 = ,1 2 r d $ ahol: r- a kapilláris cső sugara; d- a kapilláris cső átmérője; γ - a szilárd test és a folyadék közötti határfelületi feszültség. Azok a folyadékok, amelyek részlegesen nedvesítik a felületet ( δ < 90°) olyan félgömb alakú felületeket alkotnak, amelyeknek sugara nem egyezik meg a kapilláris cső sugarával (108. ábra). $ Δ p δ =0 0 R ↑ ≈ r δ ↓ Δ p a b δ =180 $ [Ábra: 108. ábra. Felületi nyomás a kapillárisokban] Ilyenkor kapilláris nyomást az alábbi – nedvesítési szögre ( δ ) vonatkoztatott – összefüggés fejezi ki: 4 γ ⋅ cos δ (65) $ $ Δ p = ,1 2 d $ Mivel a kapilláris nyomás egységnyi folyadék oszlop h magasságával tart egyensúlyt, az emelkedési magasságot az alábbi összefüggés fejezi ki: $ 4 γ (66) $ $ h = ,1 2 ⋅ cos δ g ⋅ ρ ⋅ d $ *ahol:* ρ - a folyadék sűrűsége, g- gravitációs gyorsulás a Földön, 9,81 m/s 2 . A kapilláris nyomás nagysága kis csőátmérőnél és kismértékű repedéseknél igen jelentős lehet. A folyadék behatolási idejét az alábbi összefüggés fejezi ki: $ 4 ⋅ η ⋅ l 2 (67) $ $ τ = kap γ ⋅ cos δ ⋅ d ,1 2 $ *ahol:* η - a folyadék viszkozitása, l- a behatolási hossz. A 41. táblázatban azokat az időket adtuk meg, amely alatt egy közepes, illetve nagy viszkozitású ragasztó a kapillárisokba behatol. ### 41. táblázat. Kapillárisbahatolási idő, közepes és nagyviszkozitású ragasztó esetén | Vizes raga sztóolda t kapilláris behatolási ideje , | | | | --- | --- | --- | | faan yag ra vonatko ztatva: l =1 mm; γ . cos δ =40 N /m | | | | | | 1 ,2 | | | d =1 mm | d =10 - 2 mm | | Viszkozi tás | | | | | Δ p | τ Δ p τ | | | N/mm² | s N/mm² s | | 500 | 0,0002 5 . 10 -2 | 0,02 5 | | 2500 | 0,0002 2,5 . 10 - 2 0,02 | 25 | A fa pórusos, illetve rostos felépítése nyitott kapilláris rendszerként fogható fel. Abban az esetben tehát, ha a ragasztó megfelelően nedvesíti a felületet, nem a felületi feszültség megváltoztatásával, hanem csak a viszkozitás megfelelő beállításával kell a kapilláris behatolást megváltoztatni. Kohézió, adhézió . A ragasztáskor fellépő erőviszonyok kialakulására vonatkozó elképzelés régebben az volt, hogy a ragasztó behatol a felületek pórusaiba és kapillárisaiba. E feltevés szerint (a ragasztó keményedése után) a tapadást, a ragasztó és a ragasztandó felületek tisztán mechanikai kapcsolata hozza létre. Mivel ezt a tapasztalatot a pórusos anyagok (fa, papír, bőr) ragasztásával szerezték, ez teljesen elfogadhatónak látszott. Amikor azonban a szintetikus anyagok (műgyanták) és fémek közötti jó tapadást megismerték, más felfogás alakult ki. Mivel a fémek nem pórusosak, ezért a jó tapadás az előbbi elmélettel nem magyarázható. Egy ragasztott kötés mechanikai szilárdságát a határfelületeken kialakuló erőviszonyok (adhézió) és a ragasztóréteg szilárdsága (kohéziója) határozza meg. Kohézió. A ragasztófilm kohéziója az elemi részecskék közötti vonzóerőktől függ, és a ragasztóréteg szilárdságát és keménységét jellemzi. A molekulák nagyságának növekedésével általában nő a ragasztóréteg kohéziós szilárdsága. Adhézió. Azokat az erőket, amelyek a szilárd ragasztóréteg és a ragasztandó anyagok határfelületén kialakulnak, adhéziós erőknek nevezzük. Mai ismereteink szerint mechanikai és fajlagos adhéziót különböztetünk meg. Mechanikai adhézión a porózus felületi rétegébe behatoló és ott megszilárdult ragasztó mechanikai tapadását (beágyazódását) értjük A fajlagos adhéziónál a kémiai erők hatnak. A fajlagos adhézió esetében a ragasztandó felület és a ragasztó polárossága játssza a legfontosabb szerepet. Nyitott idő (nyílt idő) alatt azt az időtartamot értjük, amely a ragasztónak a ragasztandó felületekre való felhordástól az alkatrészek összeillesztéséig terjed. A nyílt- és zártidő (ez utóbbit lásd később) nagysága az alkalmazott ragasztási módtól függ, és néhány tized másodperctől 1-1,5 óra között ingadozhat. A legtöbb esetben a nyíltidő rövidebb a zártidőnél, mivel a ragasztandó felületeket általában a ragasztó felhordása után azonnal egymásra helyezik, és csupán azokon a helyeken számolhatunk hosszabb nyíltidővel, ahol a felületek nem érintkeznek egymással. Hosszú nyíltidő alatt – a ragasztóban lévő illóanyagok intenzív párolgása, illetve a kémiai reakció előre haladása miatt – a ragasztó viszkozitása jelentősen megemelkedik. Ilyenkor csökken a ragasztó nedvesítő- és terülő képessége, ezért a ragasztandó felülettel való érintkezéskor nem alakulhat ki jó minőségű tapadás, ami a ragasztási szilárdság csökkenéséhez vezet. A rövid nyíltidő csökkentheti a ragasztási szilárdságot, mivel a ragasztó – a rövid nyíltidő miatt – nem képes egyenletesen elterülni a felületen, így a ragasztó-ragasztandó anyag határán ragasztó nélküli helyek keletkezhetnek. A szerves oldószeres ragasztóknál (kontakt-ragasztás) a minimális nyíltidőt feltétlenül be kell tartani, hogy a szerves oldószer nagy része elpárologjon. Ez különösen a nem porózus anyagok ragasztására érvényes. A szükséges nyíltidőt, a ragasztóanyagot gyártó cégek általában megadják. ##### 3.5.1.4. A terítékképzés (az alkatrészek illesztése) Terítékképzés alatt a ragasztandó alkatrészek egymáshoz illesztését (szélességben), illetve összerakását (magasságban) értjük. A terítékképzés gyakorlati megvalósítása nagymértékben függ: az alkatrészek geometriai méreteitől, a ragasztási módtól, a présberendezéstől, valamint a ragasztósor mechanizáltság fokától. Lapszerkezetek borításakor (110/a. ábra), illetve keretszerkezetek kétoldali lemezelésekor, (110/b. ábra) – az eltérő feszültség okozta görbülés és vetemedés elkerülése miatt – mindkét oldalra azonos anyagú, vastagságú, szálirányú, szöveti szerkezetű és nedvesség-tartalmú (furnér, fólia, lemez stb.) rétegeket kell felragasztani. 110. ábra. A „szimmetria elv” alkalmazása a- lapszerkezet borítása; b- keretszerkezet lemezelése Az évgyűrűk felépítése, szerkezete (kései-, korai pászta) és helyzete (radiális, tangenciális) jelentős hatást gyakorol a ragasztott szerkezet szilárdságára és tartósságára. Ennek megfelelően: - A kései-kései pászták ragasztása érzékenyebb a nedvességváltozásra, mint a tartósságot elsősorban a korai pászta tulajdonságai határozzák meg. - A radiális-tangenciális metszetek ragasztásakor jelentős”nedvességváltozás okozta” feszültségek keletkeznek. A fentiek alapján levonható gyakorlati következtetések: - A ragasztott szerkezetekben, a nedvességváltozás hatására keletkezett belső feszültségek mértéke (így a szilárdságcsökkenés mértéke is) nagymértékben függ a ragasztási felületek vágási irányától. - A radiális irányú ragasztási síkok biztosítják a leghomogénebb szilárdsági mutatókat. - Csak azonos fafajok és közel azonos faszerkezeti felépítésű (évgyűrű szélesség, tavaszi-őszi pászta aránya) alkatrészek ragasztásával érhető el a ragasztott szerkezetek maximális szilárdsága és alaktartóssága. - Célszerű, ha a ragasztott szerkezet elemeinek nedvesség-különbsége nem haladja meg a 2%-ot. Törvényszerű tehát, hogy a többrétegű ragasztott faszerkezetekben (rétegelt ablakalkatrész, szélességi toldással kialakított lapszerkezet stb.) a nedvességváltozás hatására keletkező belső feszültségek nagymértékben függnek az egymás mellett lévő alkatrészelemek évgyűrűinek helyzetétől (irányától). Kétrétegű ragasztott szerkezetben keletkező belső feszültségek értékeit mutatja a 111. ábra, az évgyűrűk helyzetének függvényében. [Ábra: 111. ábra. Kétrétegű ragsztott szerkezetben keletkező belső feszültségek] (A számok a lehetséges maximális belső feszültségek (N/mm² ) értékeit mutatják 1 % nedvességváltozás esetén). Az évgyűrű helyzetének kedvező és kedvezőtlen kialakítását háromrétegű vastagító toldásnál a 112. ábra szemlélteti. [Ábra: 112. ábra. Javaslat rétegelt, ragasztott ablakalkatrészek évgyűrű-elrendezésére] A szélesítő toldással (táblásítással) készített lapszerkezetnél is érvényesülnek az előbbiekben tárgyalt törvényszerűségek. A szélesítő toldás legfontosabb ragasztási szabályai az alábbiakban foglalhatók össze: - A vetemedés elkerülésére célszerű álló évgyűrű-elrendezésű, keskeny léceket egymáshoz ragasztani. - Sohase ragasszunk össze finom és durva évgyűrű-szerkezetű fát. - Álló évgyűrű-elrendezésnél: szíjácsot a szíjácsos részhez, gesztes részt pedig a gesztes részhez kell ragasztani (113. ábra), mivel a szíjács zsugorodása nagyobb, mint a geszté, így a szélesítő toldások mentén enyhe hullámok alakulnak ki; az azonos méretű dagadás miatt azonban ezek alig láthatók. Ellenkező esetben – az egyenetlen zsugorodás miatt – a ragasztási élek kiemelkednek, és jól láthatókká válnak. Jó „szíjács a szíjácshoz” Rossz „geszt a geszthez” „geszt a szíjácshoz” [Ábra: 113. ábra. Álló évgyűrű-elrendezés] Fekvő évgyűrű- elrendezésnél (114. ábra) is figyelembe kell venni a geszt-szíjács helyzetét „szíjács a szíjácshoz” Jó Rossz „geszt a geszthez” „geszt a szíjácshoz” [Ábra: 114. ábra. Fekvő évgyűrű-elrendezés] Minden olyan tömörfa felületen, ahol fontos a rajzolat megjelenése és a jó felületkezelhetőség a ragasztandó elemek jobb oldalát (bél felé eső felület) kell egymás mellé helyezni (119/a. ábra). Ez a szabály csak akkor alkalmazható, ha a kialakuló görbülést valamilyen más szerkezeti elem (fejelő léc, hevederléc, keret, stb.) ellensúlyozza. További szempont a rostok azonos irányú lefutása is, mert ellenkező esetben gyaluláskor szálkiszakadás lép fel. Amennyiben az alakállóság a fontos, akkor a 115/b. ábra szerinti elrendezést célszerű alkalmazni. a) „jobboldal a jobboldal mellett” b) „jobboldal a baloldal mellett” [Ábra: 115. ábra. A felülettel szemben támasztott igény figyelembe vétele] ##### 3.5.1.5. A terítékek berakása és kiszedése A terítékek berakása (a prés töltése) a présberendezésbe általában azonos időben (egyidejűség) történik a ragasztott alkatrészek kiszedésével (a prés ürítése), és a berakó- kiszedő berendezések hasonlóak, vagy azonosak; ezért a két művelet együtt ismertetjük. Az alkalmazott berendezések – a prés felépítésétől, illetve a ragasztó-sor mechanizációs fokától függően – igen változatosak. A berakás és kiszedés műveletét néhány jellemző berendezésen mutatjuk be. Többszintes furnérozó hőprés berakó, illetve kiszedő berendezése látható a 116. ábrán. A két fémlemez (alátét-, illetve fedőlemez) között lévő teríték (1) görgős asztalon (2) jut a berakó berendezés (3) megfelelő szintjeire. A prés (4) nyitása után a betoló kar (5) valamennyi terítéket egyszerre a megfelelő prés-szintekre tolja. Ugyanezen idő alatt a kihúzó kar (6) valamennyi terítéket a kiszedő állványra (7) húzza, majd az állvány süllyesztésével a görgős asztal (8) magasságára állítják be az egyes szinteket. [Ábra: 116. ábra. Többszintes hőprés egy- idejű be- és kirakását végző berendezés] görgősor, 3- berakó berendezés (kas), 4- többszintes hő-prés, 5- betoló kar (gerenda), 6-kihúzókar, 7- kiszedő állvány, 8- görgősor Az egyszintes hőprések berakó és kiszedő berendezései – ennek megfelelően a műveletek is – különböznek a többemeletes présekétől. (Az egyemeletes prések általában felső hengerelrendezésűek, így alsó présasztaluk adott magasságban helyezkedik el). Adagolás folyamatosan működő szalagon (117. ábra). A présciklus a prés (1) nyitásával kezdődik. Nyitás után a présszalag (2) egy préshossznak megfelelő távolságot halad. Ezáltal a kész munkadarabokat (3) a görgős asztalra (4) továbbítja. Ezzel egy időben megindul a bevivő szalag (5) is és a ragasztandó alkatrészeket (6) átadja a présszalagnak. [Ábra: 117. ábra. Adagolás folyamatosan működő szalagon] A zártidő azzal az idővel jellemezhető, amely a ragasztandó alkatrészek összerakásától a külső nyomás megkezdéséig tart. A zártidő jóval kisebb hatást gyakorol a ragasztás minőségére, mint a nyíltidő. A zárt idő számszerű értéke szorosan összefügg az alkalmazott présberendezés felépítésével, működésével és az egy időben ragasztandó alkatrészek számával. ##### 3.5.1.6. A préselés A préselés során játszódnak le mindazok a fizikai és kémiai folyamatok, amelyek következtében megfelelő minőségű kötés jön létre a ragasztandó anyagok között. A megfelelő ragasztási szilárdság eléréséhez – a ragasztó megszilárdulási ideje alatt – állandó nagyságú nyomást kell biztosítani. A nyomás meghatározott szerepet játszik a ragasztási folyamatban, mivel a külső nyomás: - biztosítja a ragasztandó felületek érintkezését, - elősegíti a nedvesítést és a terülést; - elősegíti a ragasztó behatolását a porózus anyag felületi rétegébe; - biztosítja a megfelelő vastagságú, egyenletes ragasztóréteg kialakulását és - csökkenti a zsugorodási feszültséget. A gyakorlatban a fajlagos présnyomás értékét a ragasztandó anyagok, a ragasztási mód, vagy a ragasztóanyag típusának függvényében adják meg. Gyakran több tényező együttes figyelembe vételével határozzák meg a szükséges présnyomás nagyságát. A legkisebb nyomás ( ≈ 0,l N/mm² )vékony, nagyon jól előkészített felületeknél, alacsony viszkozitású ragasztónál és vékony fólia, magas hőmérsékletű membránpréses ragasztásánál alkalmazható. A ragasztandó alkatrészek vastagságának és rugalmasságának növekedésével tűlevelű fajoknál 0,l-0,3 N/mm² , lombosoknál 0,5 N/mm² -ig emelhető a nyomás. Nagyméretű alkatrészek ragasztásakor tűlevelűeknél 0,3-0,5; lombos fafajoknál 0,8-l,0 N/mm² az alkalmazható présnyomás tartománya. Keményfa, nagy viszkozitású ragasztóval történő hideg ragasztásakor, a nyomás 1,2-1,5 N/mm² nagyságúra is növelhető. Glutinenyv alkalmazásakor a gyakorlatban ritkán találhatók 0,3-0,5 N/mm² -nél nagyobb présnyomások. Modifikált glutinenyveknél általában 0,4-0,6 N/mm² -es nyomást alkalmaznak. Kazein enyveknél is alacsony nyomást (0,l-0,3 N/mm² ) alkalmaznak, ha nagyon jól előkészített felületekről van szó. Durvább felületek ragasztásakor azonban nagyobb nyomást ( ≈ l,0 N/mm² ) kell alkalmazni. PVAC vizes diszperziók sem igényelnek 0,3-0,5 N/mm² -nél nagyobb nyomást. Szerves oldószeres ragasztóknál gyakran alkalmazzák a „kontakt ragasztási módot” (a mindkét felületre felhordott, hosszú nyíltidejű ragasztó rétegeinek összenyomása). Az egyoldalas ragasztásnál a ragasztási szilárdság bizonyos nyomáshatár átlépése után alig változik jelentősen (síkfelületeknél ez a nyomáshatár általában alacsony). Ezzel szemben kontaktragasztásnál a szilárdság nagymértékben nő a nyomás fokozásával. Karbamid-formaldehid ragasztónál alkalmazott présnyomás meglehetősen tág határok között ingadozik. A karbamid-formaldehid ragasztó alkalmazásának faipari gyakorlata számos példát szolgáltat arra, hogy a présnyomás nagyságát elsősorban technológiai és egyéb szempontok határozzák meg, az alkalmazott ragasztó típusa sokkal alárendeltebb szerepet játszik. (Papír méhsejt-betétes keretszerkezeteknél például a papírbetét felett a présnyomás 0,l N/mm² körül van). A különböző furnérozandó középrészeknél más-más fajlagos présnyomást alkalmaznak (42. táblázat). **42. táblázat** | A középrész | Fajlagos présnyomás | | --- | --- | | fajtája | N/mm² | | Forgácslap | 0,7-0,8 | | Pozdorjalap | 0,6- 0,7 | | Lécbetétes bútorlap | 0,6- 0,65 | | Furnérbetétes bútorlap | 0,45-0,55 | | Farostlemez | 0,7 - 0,8 | Az ékcsappal hossztoldott faanyag szilárdsági jellemzőit az előírt fogparaméterek betartásán kívül, nagymértékben befolyásolja a toldás során alkalmazott, az anyag hossztengelyére és lapjára merőleges leszorító erő, az anyaghossztengelyével párhuzamos toldó erő és a deszka oldallapjára merőleges nyomóerő. A toldási nyomás fajlagos értéke az alkalmazott ékcsap-fogak paramétereitől, illetve az alkalmazott fafajtól függően változik, amint azt a 43. táblázat szemlélteti. **43. táblázat** | Foghossz | A fajlagos toldási nyomás határértékei, N/mm² | | | | --- | --- | --- | --- | | L, mm | fenyő és nyár | | | | | | fafajoknál | | | | minimum | maximum | minimum maximum | | 7,5 | 14,0 | 19,0 | 16,0 25,0 | | 10,0 | 11,0 | 13,0 | 14,0 16,0 | | 20,0 | 9,0 | 10,0 | 12,0 14,0 | | 30,0 | 3,0 | 5,0 | 4,0 7,0 | | 50,0 | 2,5 | 3,5 | 3,5 4,5 | | 60,0 | 2,0 | 3,0 | 3,0 3,5 | akác, tölgy és cser A különböző fogméretekre előírt présidők értéke 2-3 másodperc. A ragasztó megszilárdulása a ragasztási folyamat alapvető mozzanata. A megszilárdulás ideje alatt megy végbe a polimer szerkezeti átalakulása, az adhéziós-kohéziós kapcsolatok kialakulása, valamint a belső feszültségek egy részének keletkezése. A ragasztó megkeményedése különböző hőmérséklet-idő viszonyok között mehet végbe. A gyakorlatban a ragasztást vagy normál, azaz szobahőmérsékleten (20-22 ° ) , vagy ennél magasabb hőmérsékleten végzik. Normál hőmérsékleten, amikor a hőmérséklet csak igen kis határok között változik, a megkeményedés ideje csak a ragasztó és a katalizátor tulajdonságaitól függ. Melegítéskor azonban számtalan variációs lehetőség áll fenn, amely már nemcsak a ragasztó és a katalizátor tulajdonságaitól, hanem a hőtechnikai körülményektől, azaz a ragasztás módszereitől is függ. A ragasztási hőmérséklet elemzését az alsó- és felső határok kitűzésével célszerű kezdeni. Az alsó határ meghatározásánál aránylag egyszerű dolgunk van, hiszen a faiparban alkalmazott ragasztók nagy részénél víz az oldószer, így a 0 °C alatti felhasználás kizárt. A minimális hőmérsékletet 10 °C-ban célszerű meghatározni, mivel itt már a ragasztók viszkozitása megfelelő a felhordáshoz, illetve a nem kémiailag kötő PVAC ragasztók fehéredési pontjai is e hőmérséklet alatt (5-7 °C) találhatók. Problémamentes ragasztáshoz azonban a 15-20 °C minimális hőmérséklet ajánlható. A maximális ragasztási hőmérséklet megállapításához vizsgáljuk meg a fában, a magas hőmérséklet hatására lejátszódó folyamatokat: - 1000 °C-on távozik a víz; - 170-180 °C-on a lignin-szénhidrát kapcsolatok és a színanyagok bomlása indul meg és e körül van a lignin üvegesedési hőmérséklete is. - 200-220 °C -os hőmérsékleten indul meg a hemicellulózok bomlása és végül - 360-380 °C -on a cellulóz bomlásának exoterm (hőtermelő) folyamata játszódik le, ami jelentős gázfejlődéssel jár. A ragasztás szempontjából fa termikus bomlásának folyamata a hőmérsékleten és a ható időn (hőmérséklet-idő szuperpozíció) kívül függ a hőmérséklet emelkedésének sebességétől; a hőutánpótlás intenzitásától; az alkalmazott nyomástól, mint külső tényezőtől; a fafajtól és a nedvességtartalomtól, mint belső tényezőtől. A fentiekből megállapítható, hogy a megengedhető maximális ragasztási hőmérséklet ≅ 200 °C körül határozható meg, rövididejű hőhatás esetén. A továbbiakban vizsgáljuk meg a gyakorlatban alkalmazott – a szélsőértékek közötti – hőmérsékleti szakaszokat. A 15-20 ° C-on (szobahőmérsékleten) végzett ragasztás az úgynevezett hidegragasztás. Időtartama kizárólag a ragasztó reakcióképességétől, a katalizátor minőségétől és mennyiségétől függ. A présidő 0,5-8 óra között változhat. A présidővel kapcsolatosan azonban meg kell jegyezni, hogy ma már kifejlesztettek olyan sajátos gyorsragasztókat, amelyek ezen a hőmérsékleten már 8-20 perc alatt biztosítják a megfelelő szilárdságot. Nem beszélve a ciánakrilát alapú ragasztókról, ahol a kötési idő egy percen belül van. (Természetesen ez utóbbiakat nem a fa ragasztásához alkalmazzák). A 40-60 °C -s hőmérsékleten való ragasztást a hőre lágyuló anyagok, illetve ragasztók használatakor alkalmazzák. Ilyen alacsony hőmérsékletet célszerű akkor is alkalmazni, ha a ragasztandó anyagok hődilatációs együtthatói közötti különbségek nagyok, és így ezen a hőmérsékleten a szerkezetben aránylag alacsony termikus feszültségek keletkeznek. A 90-100 °C (100 °C alatt!) hőmérséklettartományt nagyfrekvenciás ragasztáskor alkalmazzák. A présidő a termék jellegétől függően 1-6 perc között változhat. A 105-115 °C -s hőmérsékletet hagyományos furnérozáskor (többszintes hőprés, kézi terítékképzés, illetve kézi berakás és kiszedés) alkalmazzák. A présidő a furnérvastagság függvényében 6-10 perc. A 120-145 °C-t alkalmaznak az egyszintes ütemprés esetén (présidő: 1-2 perc), illetve a lécbetétes bútorlap és a rétegelt lemez gyártásakor. Az utóbbi esetben a présidő (a vastagságtól függően) 3-20 perc között ingadozhat. A 150-220 °C-os hőmérsékletet egyes olvadékragasztók megömlesztésekor használnak, a présidő nem több 1-2 s-nél. Itt döntően a felviteli viszkozitás elérése érdekében használjuk a magas hőmérsékletet, mert általában nem kémiailag kötő olvadékragasztót alkalmaznak. Az alábbiakban néhány enyvet, illetve ragasztót jellemzünk a préshőmérséklet és présidő figyelembe vételével. A glutinenyv jellegzetesen ömlesztett enyv, ezért gyorsan megdermed. Ekkor azonban kötőerejének még csak egy része alakul ki. A 40-50 %-os, koncentrált enyvoldatoknál fél órás préselés után végső szilárdságának még csak a felét éri el. A gyakorlatban tömörfa ragasztásánál általában 0,5-1 órás présidőt alkalmaznak. A melegített lapokkal végzett furnérozásnál pedig 1,5-2 óra a présidő. (Az utóbbi présidők magasnak tűnhetnek, de figyelembe kell venni, hogy a furnérozásnál általában nagyobb munkadarabokkal dolgoznak, amelyek hőkapacitás nagyobb). A kazein enyv alkalmazásánál a présidőt nagymértékben befolyásolja a ragasztandó alkatrészek nedvességtartalma. 8-11 % nedvességtartalom esetén tömörfa alkatrészek ragasztásakor 15-30 perces, furnérozásnál ennél hosszabb présidővel kell számolnunk. Az enyvréteg a teljes szilárdságát megközelítőleg 24 óra múlva éri el. Meg kell azonban jegyezni, hogy a ragasztási szilárdság kezdetben alacsonyabb, mint a glutinenyvnél. A nyírószilárdság maximális értéke viszont a kazein enyv alkalmazásakor magasabb (14 N/mm² ), mint a glutinenyvnél (l0 N/mm² ). A PVAC ragasztók megkeményedésének időbeli befolyása hasonló, mint a kazeinenyvnél. A PVAC ragasztó azonban a ragasztás kezdetén magasabb szilárdsággal rendelkezik, mint a kazeinenyv. Száraz, feszültségmentes, tömör faanyag ragasztására szobahőmérsékleten 10-45, furnérozásra 40-60 perces présidő szükséges. A préselési hőmérséklet növelésével csökken a présidő. Például 50 °C-os ragasztási hőmérsékleten a présidő 60%-al csökken. Meleg ragasztáskor azonban figyelembe kell venni a PVAC ragasztók termoplasztikus tulajdonságát. Túlságosan felmelegített ( > 50-60 °C) ragasztórés a nyomás megszűnte után – a kialakult belső feszültségek hatására – megnyílhat. A szerves oldószeres (kontakt) ragasztókat szobahőmérsékleten alkalmazzák, a présidő nem játszik szerepet a ragasztott kötés kialakulásában. A karbamid-formaldehid ragasztók megkeményedésekor, mint általában a kémiai folyamatoknál, a reakciósebességét erősen befolyásolja a hőmérséklet. A 10 °C hőmérsékletemelkedés megközelítőleg kétszeres reakciósebesség gyorsulást eredményezhet. Ennek megfelelően az optimális préshőmérséklet kismérvű csökkenése is a présidő lényeges meghosszabbodását okozza. Külön kell megemlíteni a nagyfrekvenciás melegítéssel történő ragasztást. A nemfémes anyagok (dielektrikumok, félvezetők) – nagyfrekvenciás melegítéssel történő – ragasztása annak a hőnek felhasználásán alapszik, amely a ragasztandó alkatrészben, a váltakozó nagyfrekvenciás erőtér hatására keletkezik. Az elektromos erőtérben a poláris molekulák – az erőtérnek megfelelően – elfordulnak. Ha váltakozó erőtérről van szó, akkor a nem poláros molekulák elektronpályái – az atommaghoz viszonyítva, a frekvenciának megfelelően – rezegni (vibrálni), a poláris molekulák pedig forogni kezdenek. Ily módon a dielektrikumban megindul a villamos töltés mozgása. Ezt a mozgást – a molekulák súrlódásának következtében – az erőtér energiavesztése kíséri, ami az anyag felmelegedéséhez vezet. A nagyfrekvenciás melegítés előnyei az alábbiakban foglalhatók össze: - A hőmérséklet eloszlás megközelítőleg homogén, így a felmelegítéshez szükséges idő minimális. - A hő-fejlődés összehasonlíthatatlanul gyorsabb, mint a hagyományos melegítési módoknál; - A melegítendő anyag felületének túlhevülése kizárt, mivel nincs külső hőforrás - Nagy a termikus hatásfok; - A melegítéshez szükséges energia előre számítható és az eljárás során állandóan ellenőrizhető; - A termelt áruk mennyisége nagymértékben növelhető; - A berendezés kis helyigényű, bárhol elhelyezhető. A nagyfrekvenciás melegítés hátrányai az alábbiakban foglalható össze: - A nagy energiaköltségek miatt csak egyes esetekben alkalmazható; - A berendezés értéke nagy, így nagy beruházási költséget igényel; - Az üzemeltetése nagy szakértelmet igényel; - Fokozott biztonsági követelményeket támaszt. #### 3.5.2. A ragasztás szilárdsága és a ragasztott kötésben keletkező ### feszültségek A ragasztási szilárdságot, a ragasztás különböző szakaszaiban lehet vizsgálni: - a présben elért „préselési szilárdság”-ot, - a pihentetés utáni „kezdeti szilárdság”-ot, és - a maximális szilárdság elérése után kialakult „végső szilárdság”-ot. A legfontosabb mutató a préselési és a kezdeti szilárdság, mivel ezek határozzák meg a ragasztás időtartamát. Ugyanakkor a végső szilárdság is (bár ez nem gyakorol közvetlen hatást a ragasztási technológiára) nagymértékben függ a préselési szilárdságtól. A megfelelő préselési szilárdság nagyon sokféle préshőmérséklet és présidő mellett érhető el. A préselési szilárdság nagysága a ragasztandó anyagok rugalmas tulajdonságaitól, a felületi minőségétől, a ragasztóréteg vastagságától és alakjától függ. Jól előkészített síkfelületek ragasztásakor a préselési szilárdság a végső szilárdság 20-30%-a. A préselési szilárdság emelésének csak akkor van értelme, ha a préselés után a ragasztott alkatrészeket azonnal megmunkálják. Ilyenkor a préselési szilárdságot a végső szilárdság 40- 50 %-ában célszerű meghatározni. A ragasztási szilárdság nagysága a szobahőmérsékletű ragasztáskor elsősorban az alkalmazott ragasztó összetételétől függ. Ez látható a 118. ábrán is, melynek elemzése alapján megállapítható, hogy a ragasztási szilárdság 10 órás présidő után mindkét ragasztónál eléri a 3-4 N/mm² -es nagyságot, ami már megfelel a sík alkatrészek préselési szilárdságának. 2 8 118. ábra. A ragasztási szilárdság változása normál Szakítószilárdság, N/mm Fen.-form.rag. 7 hőmérsékletű ragasztáskor a présidő függvényében Karb.-form.rag. Présidő, óra A normál hőmérsékletű ragasztáskor a présidő jelentősen függ a környezeti hőmérséklet változásától. Tájékozódásként meg kell jegyezni, hogy a környezeti hőmérséklet 2-4 0 C-os változása a présidő 10-15%-os hosszabbodását, illetve csökkenését vonja maga után. A 119. ábra a ragasztási szilárdság (alumínium ragasztása epoxi ragasztóval) változását ábrázolja a préshőmérséklet és a présidő függvényében. (Ez ragasztás ugyan messze áll a faipartól, de kiválóan alkalmas a magas hőmérsékletű ragasztás törvényszerűségeinek levonására). 18 119. ábra. A ragasztási szilárdság változása a 100 C o 16 80 C o préshőmérséklet és a présidő függvényében 2 Ragasztási szilárdság, N/mm 14 alumínium ragasztásakor 130 C o 60 C o 150 C o 8 180 C o Ragasztási idő, perc Az ábrán jól megfigyelhető az a tendencia, hogy a szilárdság a hőmérséklet emelkedésével egy meghatározott értékig növekszik. Jól látszik az is, hogy 130 és 150 0 C fokon, (a melegítés kezdeti szakaszában: 0-20 perc) a szilárdság gyorsabban emelkedik, mint 80 és 100 0 C-on. A további melegítés hatására a szilárdság növekedése lassul, majd eléri a maximumot; ezután monoton csökkenés figyelhető meg. A fent említett tendenciáknak több magyarázata van. Az egyik, hogy a megszilárdult ragasztó mikrostruktúrájának jellegét a ragasztási mód (hőmérséklet idő) jelentősen befolyásolja. A szilárdság csökkenése – többek között – azzal is magyarázható, hogy minél magasabb a ragasztási hőmérséklet, annál nagyobb termikus feszültségek keletkeznek, amelyek a ragasztási szilárdság csökkenéséhez vezetnek. próbatestek lamelláinak alakját és méreteit az EN 205 szabványnak megfelelően $ csomómentes egyenes szálirányú, közel álló ( α = 30 0 - 90 0 ) évgyűrű elrendezésű gőzöletlen bükk fafajból kell kialakítani. A felhasznált fa nedvesség tartalma 12 ± 2 %. A lamellák $ ragasztási felületeit a DIN EN 204-nek megfelelően, gyalultak. A ragasztóanyagot mindkét ragasztási felületre 150 ± 20 g/m² mennyiségben ecsettel kell felhordani. A présnyomást 0,8 N/mm² -ben, a présidőt 2 órában kell megállapítani. A ragasztóréteg vastagsága 0,05-0,08 mm. A próbatesteket a DIN EN 204 szabványnak megfelelő méretben és alakban kell kialakítani (120.ábra). [Ábra: 120. ábra. A vizsgálati próbatest (DIN EN 204)] A vizsgálatokat normálklímán (20/65) kell végezni. A próbatestek átlapolási hosszát (10 mm) és szélességét (20 mm) ± 0,1 mm pontossággal kell meghatározni. A szakítógépen a próbatesteket a központos erőátvitelnek megfelelően kell rögzíteni a befogópofák segítségével, egyenletes (körülbelül 50 mm/perc) húzási sebesség mellett. A mérésekhez a DIN EN 204 számú szabványban meghatározott 20 db-os kisminta alkalmazása szükséges. A nyírószilárdsági értékek az alábbi összefüggés alapján számíthatók: F F (68) $ τ = max = max $ A a ⋅ b ahol: F - a ragasztási síkban ható maximális nyíróerő (N), max $ A = a.b - a nyírt, ragasztott felület (mm² ). A nyírószilárdság átlagos értékén τ kívül számítani kell a szórást s,a változékonysági együtthatót ν , az relatív szórást s , valamint a pontossági mutatót p. r $ s ⋅ s 2 ⋅ s ⋅ (69) $ ν = 100 s = p = r 100 τ r n τ $ A ragasztott próbatesteket az EN 204 szerint meghatározott igénybevételi csoportnak illetve tárolási klímának megfelelően kell előkészíteni, illetve tárolni; és a mért nyírószilárdsági értékeket az EN 204-ben meghatározott értékekkel kell összehasonlítani (44. táblázat). A tendenciák kimutatásánál, illetve optimumot eredményező értékek kijelentésénél fontos annak eldöntése, hogy a vizsgált érték a környezetében lévő értéktől lényegesen különbözik-e (szignifikáns), vagy az eltérés csak véletlen jellegű. Az eltérés lényeges vagy véletlen voltát szintén csak bizonyos valószínűséggel lehet kimutatni, s ennek a valószínűségnek a célszerű értéke 0,95. Két minta átlaga közötti eltérés akkor mondható lényegesnek, ha az alábbi egyenlőség fennáll: x − x (70) $ 1 2 ≥ t s p d $ *ahol:* s 2 s 2 (71) s = 1 + 2 d n n 1 2 és: x ; x = a minták átlaga, 1 2 n ; n = a minták száma, 1 2 s 2 ; s 2 = a minták szórásnégyzete 1 2 Az igazolható eltérés: d = x( − x ) − t ⋅ s (72) 2;1 1 2 p d ahol: t = f /N; P/ ..... táblázati érték /P=0.05;/ p N = n + n - 2 (mivel esetünkben n =20, n =20) ezért N=38 ..... összesített szabadsági fok. N=38 esetén, t = 2,02. p **44. táblázat** | Vízállóság EN 204 szerint | | | | | --- | --- | --- | --- | | | Igénybevétel csoport | | | | Igénybevételi vizsgálat | | | | | Igénybevételi mód és időtartam | D1 | D2 D3 | D4 | | száma | | | | | 1 7 nap 1 ) normálklímán 2 ) | ≥ 10 | ≥ 10 ≥ 10 | ≥ 10 | | 7 nap normál klímán | | | | | 2 3 óra hideg vízben 4 ) | -3 ) | ≥ 8 - | - | | 7 nap normál klímán | | | | | 7 nap normál klímán | | | | | 3 | - | - ≥ 2 | ≥ 4 | | 4 nap hideg vízben 4 ) | | | | | 7 nap normál klímán | | | | | 4 4 nap hideg vízben 4 ) | - | - ≥ 8 | - | | 7 nap normál klímán | | | | | 7 nap normál klímán | | | | | 5 | | | | | 6 óra forró vízben és legalább | - | - - | ≥ 4 | | 2 óra hideg vízben 4 ) | | | | | 7 nap normál klímán, | | | | | 6 óra forró vízben és legalább | | | | | 6 | - | - - | ≥ 8 | | 2 óra hideg vízben 4 ) | | | | | 7 nap normál klímán | | | | | 1 ) 1nap = 24 óra | | | | | 2 ) (23 ± 2) 0 C és (50 ± 5) % vagy (20 ± 2) 0 C és (65 ± 5) % relatív légnedvesség | | | | | 3 ) Nincs mérés | | | | | 4 ) A víz hőmérséklete a normálklíma hőmérsékletével (20 vagy 23) 0 C megegyező | | | | Ragasztási szilárdság N/mm² A ragasztott szerkezet olyan heterogén rendszerként fogható fel, ahol a fázishatáron – mind a ragasztás, mind pedig a felhasználás során –feszültségek keletkeznek. A feszültségek jellege és nagysága a ragasztó és a ragasztandó anyagok deformációs jellemzőitől, a ragasztás körülményeitől és egyéb más tényezőktől függenek. A ragasztáskor keletkező feszültségek alapvető oka a ragasztóréteg és a ragasztandó felületek szabad deformációjának akadályoztatása. Ha a ragasztáskor keletkező feszültségek maradandó feszültséggé alakulnak, akkor a szerkezetek használatakor jelentős hatást gyakorolnak a ragasztási szilárdságra. A ragasztott szerkezetekben keletkező egyik feszültségfajta a zsugorodási feszültség, amely a ragasztó megkeményedésekor közvetlenül a ragasztórétegben keletkezik. Ismeretes, hogy a polimerek keményedési folyamatában a szerkezeti kötések kialakulása egybeesik a polimer zsugorodásával. Mivel a ragasztóréteg és a ragasztandó felületek között létrejövő adhéziós kötések akadályozzák a ragasztóréteg zsugorodását feszültségek lépnek fel, amelyek maximális értéküket a ragasztó teljes megkeményedése után érik el. Ragasztás után ezek a feszültségek megmaradnak, jóllehet – az idők folyamán fellépő relaxációs folyamatok miatt –értékük csökken. A ragasztórétegben keletkező belső feszültségekkel egy időben a ragasztandó alkatrészekben is keletkeznek feszültségek. A ragasztó anyagban húzó-nyomó feszültségek, a ragasztó- ragasztandó anyag határán pedig nyíró feszültségek keletkezhetnek. A ragasztórétegben keletkező belső feszültségek nemcsak a ragasztóréteg síkjával párhuzamosan, hanem arra merőlegesen is fellépnek. A ragasztott szerkezetekben keletkező feszültségek másik formája a termikus feszültségek, amelyek a magas hőmérsékletű ragasztásoknál, a ragasztott szerkezet lehűlésekor keletkezik. A megszilárdult ragasztóréteg, valamint a ragasztandó alkatrészek is különböző fizikai- mechanikai tulajdonságokkal (rugalmassági modulus, lineáris hőtágulási együttható) rendelkeznek, tehát minden rétegben különböző mértékű termikus feszültségek keletkeznek Az előbbi feszültségeken kívül ugyancsak jelentősek a ragasztandó felületek rugalmas összenyomása miatt keletkező feszültségek is. A nyomás hatására ugyanis nemcsak a ragasztóréteg, hanem a ragasztandó anyagok vastagsága is megváltozik, melynek mértéke a külső nyomás nagyságával egyenesen, a ragasztandó anyagoknak a nyomással szembeni ellenállásával pedig fordítva arányos. Adott ragasztási feltételek mellett ez a rugalmas deformáció igen jelentős mértékű lehet. A felületi kiemelkedések igen kicsiny rugókként foghatók fel, amelyek a nyomás megszűnte után igyekeznek az eredeti állapotuknak megfelelő méretet felvenni. Ha ezt a ragasztóréteg megakadályozza, akkor a rugalmas erők maradandó feszültségként jelentkeznek és hozzáadódnak a zsugorodási, illetve termikus feszültségekhez. A ragasztott szerkezet végső feszültségi állapotát nagyban befolyásolják azok a feszültségek is, amelyek a ragasztandó anyagok görbülésével, illetve vetemedésével vannak kapcsolatban. Mivel az alkatrészek összenyomott – azaz feszültségi állapotban – kerülnek összeragasztásra, a nyomás megszüntetése után az alkatrészek igyekeznek visszatérni eredeti állapotukba, és ezért mind a ragasztórétegben, mind pedig a ragasztott szerkezet egészében maradandó feszültségek keletkeznek. Alacsony kohéziós, illetve adhéziós erőkkel rendelkező ragasztóréteg esetén ezek a feszültségek a ragasztott szerkezetek tönkremeneteléhez vezethetnek. A maradandó feszültségek keletkezésének okaihoz sorolható még: a hőmennyiség egyenlőtlen felületi eloszlása (hőprés alkalmazásakor), az egyenlőtlen külső nyomás, és a ragasztott szerkezet egyenlőtlen lehűlése. A ragasztott faanyag nedvességváltozásai a nedvességváltozási feszültségeket hozzák A maradandó feszültségek fent felsorolt formái nem külön-külön, hanem együttesen jelentkeznek, és együttesen határozzák meg a ragasztott szerkezet bonyolult feszültségi állapotát. A kemény, finom felületű anyagok hőközléses ragasztásakor a maradandó feszültség legfontosabb oka a termikus feszültség. Az adott esetben ugyanis a ragasztóréteg kis vastagsága miatt a zsugorodási feszültség értéke jóval kisebb, mint a keletkező termikus feszültségé. A magas hőmérsékletű ragasztásnál tehát elsősorban a termikus feszültségeket kell vizsgálni. A legkisebb feszültségek a normál (szobahőmérsékletű) ragasztásnál keletkeznek, amikor csak a zsugorodási feszültségekkel kell számolni. Ezek nagysága az alkalmazott ragasztó tulajdonságaitól és a megkeményedett ragasztóréteg vastagságától függ. Ha a ragasztóréteg térfogati zsugorodása kicsi (például epoxi-ragasztó), vagy ha alacsony a rugalmassági modulusa, illetve jó relaxációs tulajdonságokkal rendelkezik (például PVAC ragasztó), akkor a ragasztóréteg megszilárdulásakor aránylag alacsony belső feszültségek alakulnak ki. Erősen zsugorodó ragasztók alkalmazásakor (karbamid-formaldehid, fenol formaldehid) nagy zsugorodási feszültségek keletkezésével kell számolni. A keletkezett feszültségek megítélésekor (különösen a nagy keménységű anyagok ragasztásakor) a fenti összefüggés nem minden esetben érvényes, ami a különböző adhéziós és kohéziós szilárdságokkal, illetve a ragasztóréteg keménységével van kapcsolatban. Ha a ragasztási szilárdság egy meghatározott nagyságot a rugalmassági modulus alacsony értéke mellett éri el, akkor a keletkezett zsugorodási feszültség könnyen kiegyenlítődik, a végbemenő relaxációs folyamatok miatt. Összefoglalásként megállapítható, hogy a ragasztáskor keletkező belső feszültségek igen jelentős hatást gyakorolnak a ragasztás minőségére, de ezek a hatások csökkenthetők a technológiai paraméterek helyes megválasztásával. ### 3.6. Faanyagok felületkezelése és borítása A faanyagokból és faalapanyagú agglomerált lapszerkezetekből előállított termékek élettartamát növelni, tetszetősségét, tisztíthatóságát, ellenálló-képességét fokozni különböző felületkezelési ill. felületborítási eljárások, és anyagok alkalmazásával lehet. A módszerek lehetőséget adnak a különböző értékrendeknek megfelelő "design" irányzatok követésére és az igénybevételekre szabott felületi tulajdonságok kialakítására. E két alapvető követelmény (esztétikai, védelem) mellé egyenrangú társként — néha meghatározó szempontként — sorolható a környezetkárosítás mérséklése is. Felületkezelésnek , a továbbiakban a fenti funkciókat megszilárdult állapotban biztosító, folyékony anyagok felvitelére, szárítására kialakított technológiákat; felületborításnak pedig a szilárd rétegek felragasztásával kialakított védőbevonatot nevezzük. Az esztétikai funkció a felületek színének, fényének, rajzolatának, egyenletességének kialakítását jelenti, a védőfunkciók a termék jellegétől függően: a klímahatások, mechanikai-, vegyi és hőhatások elleni védelmet fejezik ki. Ezeknek a követelményeknek csak adott mechanikai-, hőtechnikai, optikai jellemzőkkel rendelkező, adott átbocsátóképességű bevonat tud megfelelni. Ismernünk kell e tényezők változásait is a használat során, vagyis az öregedés befolyását a bevonatok tulajdonságaira. #### 3.6.1. A fa felületkezelése ##### 3.6.1.1. Felületkezelő anyagok Színezőanyagok A fa természetes szépségét különböző színezési eljárásokkal hangsúlyozhatjuk, hibáit mérsékelhetjük. Ide tartoznak a különféle pácok és halványító szerek. Pácok A fa rajzolatának kiemelésére különösen alkalmas a pácolás és az azt követő lakkozás. A pácokkal kapcsolatos követelmények: - Fényállóság: fényállóságnak a fény igénybevétellel szemben mutatott színállandóságot nevezzük - Nedvesítő képesség: ennek a követelménynek főként akkor van jelentősége, ha a rajzolat kiemelése a cél. A pácok felületi feszültsége felületaktív anyagokkal csökkenthető. - Kémiai stabilitás: ellen kell állniuk híg savaknak, lúgoknak, amelyek a fában lévő adalékokból és a lakkokból egyaránt származhatnak. Gyakorlati jelentősége tulajdonképpen csak a színezőanyag pácoknak van, amelyek színezékeket (oldószerekben vagy vízben oldódó színes vegyületeket), és/vagy pigmenteket (oldószerben vagy kötőanyagban gyakorlatilag oldhatatlan szerves vagy szervetlen színes anyagokat) tartalmaznak. A színezékek az oldószerekkel, a vízzel vagy az egyéb hordozókkal felszívódva a fa rostjait színezik el, a pigmentek pedig a rostok felszínén kötődnek meg. Ilyenformán alapvetően meghatározzák a páckép strukturáltságát. Fehérítő (halványító) anyagok A halványítást (fehérítést) fehér pigmenteket tartalmazó diszperziók (optikai fehérítés) vagy vegyi anyagok felhordásával (kémiai fehérítés) lehet megoldani. Az optikai fehérítés lényege a felületek részleges takarása fehér, áttetsző pigmenteket - kis koncentrációban - tartalmazó bevonatokkal. (Tekinthetők tehát fehér lakkpácoknak is). Alárendelt felületeken alkalmazhatóak, vagy olyan faanyagoknál, amelyeknél a kémiai fehérítésnek akadálya van. Előnye, hogy az így kezelt felület színe az öregedés során alig változik. A kémiai fehérítés oxidáló vagy redukáló hatású szerekkel és savakkal valósítható meg. Kis beszívódási mélységük miatt csak a felületi rétegekre hatnak és nem képesek megakadályozni a fa természetes öregedésekor lezajló színváltozást. Oxidáló szerként főként hidrogén peroxidot, redukáló szerként biszulfitokat, valamint az összetett módon ható szerves savakat (oxálsavat, citromsavat), vagy azok sóit, pl. káliumoxalátot (heresót) lehet használni. Ezen anyagok- a citromsav kivételével- mérgező hatásúak, amit mind tárolásnál, mind felvitelnél figyelembe kell venni. Lakkok, festékek, lazúrok A fenti besorolás alapja a bevonatok fényáteresztő képessége: az átlátszó anyagokat lakkoknak , a hordozót teljes mértékben fedő bevonatot festékeknek, az áttetsző anyagokat pedig a lazúroknak hívjuk. Lakk- és festékanyagok fő összetevői: filmképző anyagok (szintetikus vagy természetes gyanták); töltőanyagok, pigmentek, színezékek ; oldó- és hígító szerek ; valamint segédanyagok (additívek, melyek a lakk tulajdonságainak módosítására alkalmasak). A lakk és festékbevonatokat főként a filmképző anyagok kémiai összetétele alapján osztályozzák. A bútoriparban legáltalánosabban - cellulóznitrát (NC), - telítetlen poliészter (UP), - poliuretán (PUR), - poliakrilát (PMA) alapú, - savra keményedő (SK) és - természetes eredetű lakkanyagokkal találkozunk. Az épületasztalos ipar az atmoszferikus hatásoknak jobban ellenálló - alkid és - akrilát alapú, műgyantákat tartalmazó lazúrokat és festékeket használja. Keményedési mechanizmusuk szerint három típust különböztethetünk meg: - fizikai úton száradó felületkezelő anyagok. Illékony összetevőket tartalmazó oldatok, vagy vizes /oldószeres alapú diszperziók. A hígítószer funkcióit az illékony összetevők töltik be, és ezek határozzák meg a bevonatképzés technológiáját is (pl. nitrocelluloz lakkok, diszperziós lakkok, festékek); - kémiai úton keményedő lakkok. Ide tartoznak azok a felületkezelő anyagok, amelyeknél a felületre felvitt anyag közel 100 %-a filmet képez. (Pl. UV- poliészter, UV-akrilát); - fizikai- és kémiai úton keményedő lakkok. Illékony összetevőket is tartalmazó, kémiailag kötő rendszerek, amelyeknél az illékony összetevők (oldószerek, hígítók) az anyagok felhordhatóságát, a különféle monomerek, oligomerek vagy polimerek pedig a hártyaképzést biztosítják (pl. a savra keményedő lakkok, poliuretán lakkok, alkid gyanta lakkok). A szárazanyag tartalom függvényében (amely az illékony és nem illékony összetevők arányát fejezi ki), a felületkezelő anyagokat a következőképpen csoportosítjuk: $ - kis szárazanyag tartalmú rendszerek sza ≤ 30 % - közepes szárazanyag tartalmú rendszerek sza = 30-50 % - nagy szárazanyag tartalmú rendszerek sza = 50-80 % - oldószer mentes rendszerek sza ≈ 100 %. $ A folyékony filmképzők néhány jellemz ője: A lakkanyagok, festékek általános jellemzésére alkalmazott paraméterek nagyrészt fizikai úton határozhatók meg. Ki kell emelni ezek közül: - a szárazanyag tartalmat (%), - a sűrűséget (g/cm³ ), - a kiadósságot (m² /kg), - a hígíthatóságot (%), - a viszkozitást (Pa s) ill.(s), - a tárolhatóságot (hónap, év), - a lobbanáspontot (°C), továbbá festékeknél - a fedőképességet (g/m² ), - a fazékidőt (perc, óra) is. A fenti paramétereket a termékleírások közvetlenül vagy közvetve tartalmazzák. Ezen felül szükséges a technológiai jellemzők megadása is, mint pl. a keverési arányok, a minimális felviteli rétegvastagság határtartományai, a száradási idő, stb. A vizsgálati módszerekre vonatkozóan szabványelőírások vannak. A gyakorlati jelentősége miatt fontos kiemelni a viszkozitás és a tixotrópia kérdését. A felviteli módtól függően az anyagok viszkozitása különböző lehet (hígan folyó, sűrűn folyó és pasztaszerű). A gyakorlatban gyakran merül fel a viszkozitás csökkentésének igénye, amit oldó és hígítószerek alkalmazásával, vagy melegítéssel lehet elérni. A festékek, lakkok folyási jellemzői nem függetlenek a folyadékra ható erőktől. A folyási tulajdonságok a felviteli lehetőségeket határozzák meg. Míg a hígan folyó rendszerek bármely ismert eljárással felvihetők, a nagyobb nyíróerőt képviselő felviteli eljárásokat (hengerlés, hengeres öntés, airless és airmix szórások, stb.) a sűrűn folyó, pasztaszerű anyagok esetén kell használni. A szerkezeti viszkozitás különleges megnyilvánulási formája a tixotrópia. Ez tulajdonképpen reverzibilis és izoterm átalakulás a folyékonyból a gél állapotba. A tixotróp (ún. cseppmentes) lakkok, festékek „kocsonyás” állagúak, amelyek a porlasztó, vagy egyéb erők (keverés, rázás) hatására válnak felhordható viszkozitásúakká, mégpedig az erőhatások növekvő ill. csökkenő szakaszában, eltérő mértékben. A tixotrópiának a gyakorlatban nagy jelentősége van, mivel a tárolás során gátolja a pigmentek és a töltőanyagok ülepedését, lehetővé teszi a vastag rétegben történő lakkfelvitelt. A trixotróp lakkok a ferde vagy a függőleges felületeken sem folyik meg. Viszkozitás Nyíróerő [Ábra: 121. ábra. Különböző összetételű (1;2) NC lakkok viszkozitásának változása a hőmérséklet függvényében] A folyékony filmképzők egészségügyi és tűzrendészeti besorolásának szempontjai A lakkok és festékek, favédőszerek, égéskésleltető anyagok egyes típusai egészségkárosító hatásúak, szélsőséges esetben mérgezést okozhatnak. A károsítás mértéke függ az anyag töménységétől, mennyiségétől, a hatás időtartamától. Felszívódva visszafordítható, de néha visszafordíthatatlan károsodást okoznak. Felhordásuk, előkészítésük, szállításuk a károsító anyagok ismeretében megválasztott óvintézkedések betartását, esetleg egyéni védőeszközök alkalmazását igényli. A lakkok és összetevőik a munkavégzés során, kétféle módon juthatnak szervezetünkbe: - belégzéssel a gőzök, festékködök, gázok, csiszolatporok ; - közvetlen érintkezés útján /bőrön, szemen keresztül/ a folyékony rendszerek Belégzés útján károsítanak mind az oldószerek, mind a hígítószerek gőzei, mind egyes illékony bomlástermékek (pl. formaldehid), valamint a csiszolatporok. A levegő károsító- anyag tartalmának megengedett mennyiségét törvényerejű rendeletek szabályozzák. Az előírások különböző veszélyességi osztályokba sorolt anyagoknál osztályonként meghatározzák az 1m 3 levegőben megengedett káros-anyag mennyiségét mg-ban vagy térfogategységben. (ppm=parts per millión). A közvetlen érintkezés útján a szervezetbe jutó anyagok különböző módon fejtik ki egészség- károsító hatásukat: esetenként csak zsíroldó hatásuk révén,(érdes, repedezett és könnyen fertőződő bőrfelületek alakulnak ki), de a lassan párolgó oldószerek egy része – bőrön keresztül felszívódva – okozhat igen komoly károsodást. Az éghető gázok, lobbanékony folyadékgőzök, nagy diszperzitású porok megfelelő feltételek mellett – gyújtóforrással érintkezve – (nyílt láng, szikra, sztatikus elektromosság, hőt fejlesztő vegyi reakció, stb.) tűz-és robbanásveszélyesek . A gázok és gőzök zárt térben (pl. zárt tartályban) nem gyulladnak meg, levegőbe jutva lángra lobbanhatnak. A szilárd anyagok közül, pl. az olaj-, és nitrolakk maradványai, az ezekkel átitatott papírok és textilfélék is tűzveszélyesek. Néhány anyag égése, robbanása nem a környezet, hanem a benne lévő oxigén hatására – öngyulladással – történik. Ezek a legveszélyesebbek közé tartoznak (pl. peroxidok, cellulóznitrát tartalmú filmhulladékok). Az éghető anyagok tűzveszélyességét azonban nem csak az összetétele, hanem a párolgási sebessége, a lobbanási és gyulladási hőmérséklete, az alsó és felső lobbanási határa határozza meg. A tűzveszélyes folyadékokat lobbanáspontjuk alapján soroljuk be a I.-IV. fokozatba. ##### 3.6.1.2. A felületkezelés műveletei ###### 3.6.1.2.1. A felületek előkészítése - gyantamentesítés: a gyakorlatban alkalmazott módszerek csak a felületen lévő gyanta eltávolítására alkalmasak. A gyanta oldása szerves oldószerekkel: benzinnel, terpentinolajjal, acetonnal, különféle alkoholokkal, de leggyakrabban nitró-hígítóval történik. - zsírtalanítás: benzinnel oly módon, hogy a benzint kréta- vagy magnéziumporral péppé keverve visszük a felületre, és elpárolgása után a maradványokat a felületről, eltávolítjuk. - tapaszolás :a felületek tapasszal való átvonása csökkenti a hordozók (későbbiekben: szubsztrátumok) meglévő felületi egyenetlenségeit. Az eljárásnak MDF, forgácslap és farostlemez pigmentált felületkezelése esetén van jelentősége. A tapaszok, amelyek töltőanyagokat és esetleg pigmenteket is tartalmaznak, lehetnek diszperz rendszerek (vizes tapaszok) és kémiailag kötő anyagok (pl. UV-UP rendszerek). A tapaszolt felületek csiszolását célszerű közvetlenül a felületkezelés előtt elvégezni - csiszolás: a művelet célja a szennyezőanyagok eltávolítása, a lakkozandó anyag tapadó felületének növelése, végeredményben tehát a hordozó és a lakkanyag között megfelelő adhéziós kapcsolat feltételeinek biztosítása, ill. megfelelő finomságú – a felületkezelő anyag tulajdonságaitól, és a kész felülettel szemben támasztott követelményektől függő – felület kialakítása. A csiszolás minősége függ: - a csiszoló szemcse anyagától és finomságától, - csiszoláshoz alkalmazott berendezéstől, valamint a - csiszolószalag sebességtől (15 – 25m/perc). ###### 3.6.1.2.2. A felületek pácolása Célja a faanyagok (furnérozott felületek) színének megváltoztatása úgy, hogy közben a fa rajzolata látható maradjon. Pácoláskor a pácoldat behatol a fába. A behatolás sebessége és mélysége elsősorban az oldószer és az oldott anyag diffúziós tulajdonságaitól , továbbá az oldat koncentrációjától , a pácolandó faanyagtól és a hőmérséklettől függ. A pácok kézi eszközökkel (kefe, szivacs), szórópisztoly segítségével, pácoldatba való merítésse l és hengerekkel vihetők fel a felületre. A pácolt felületek szárítása vizes pácok esetében legkedvezőbben és legkíméletesebben szobahőmérsékleten történik. Oldószeres pácok konvekciós (elsősorban fúvókás) szárítóalagutakban igen gyorsan (1-2 perc) száríthatók. ###### 3.6.1.2.3. Lakkfelvitel A folyékony filmképzők felvitelénél alkalmazott berendezések a technikai színvonal széles skáláját ölelik fel. Burkolatok, beépített fatermékek bevonásánál ma is a kézi módszerek az általánosak, ipari felvitelre öntési, hengerlési, szórási, mártási, locsoló eljárásokat vagy vákuumfelvitelt lehet alkalmazni. A kiválasztás elsősorban az alkatrész geometriai formája, mérete, a felületkezelő anyag technológiai sajátossága (fazékidő, viszkozitás), a minőségi követelmények (egyenletesség, terülés) és a gazdaságossági szempontok figyelembevételével történik. Öntéskor az alkatrész széles, leömlő lakkfüggöny alatt halad el (123. ábra), ezért a felületére egyenletes folyadékhártya kerül (általában két öntőfejes gépeket alkalmaznak). Síklapok, lécek esetén használható. g/m² 50 a [Ábra: 123. ábra. Kétfejes öntőgép] [Ábra: 124. ábra. A felületre jutó lakkmennyiség és az előtoló sebesség összefüggése] A felületre jutó lakkanyag rétegvastagsága igen egyenletes, mennyiségét (50-70 g/m² ) az $ öntőfejből időegység alatt kiáramló lakk tömegének (m=g/s) és az időegység alatt áthaladó alkatrészek felületének hányadosa adja meg (m²/s). Az utóbbit az egységnyi szélességű előtoló szalag sebességével (v=m/s ) helyettesítjük. $ A felületre jutó lakkmennyiség az előtolási sebesség függvényében ábrázolva hiperbolikus összefüggést mutat (124. ábra). A felületre felvitt rétegvastagság legegyszerűbben az előtolási sebességgel (v) szabályozható. Értékeit - a kialakítandó rétegvastagság függvényében - technológiai előírások, táblázatok, vagy nomogrammok tartalmazzák. Az alkalmazható előtolást a lakk terülő-képessége korlátozza. Az első réteg felhordásánál maximum 60-70 m/perc, a további rétegek felvitelénél akár 100 m/perc is lehet. A felviteli mennyiség tetszőlegesen nem csökkenthető: m ≥ 50 g/m² (124. ábra). Hengeres felvitel általában síkfelületű alkatrészeknél alkalmaznak. A lakk a henger és a hordozó felületének érintkezése útján jut a felületre. A lakkok felviteli viszkozitásának tartománya meglehetősen széles (10-250 s/MPh 4 ). A felhordó-és adagolóhengerek forgásiránya és fordulatszáma (kerületi sebessége) függvényében különböző rendszerek alakultak ki. A 125. ábrán az a és b típusnál az előtolás sebessége nem egyezik meg a felhordó henger kerületi sebességével. Az adagoló henger fordulatszáma szabályozható. Ennek megfelelően az a változatnál kis rétegvastagság állítható be, míg a b változatnál az anyag összetolódik, ezért a rétegvastagság nő. [Ábra: 125. ábra. Hengeres lakkfelhordás] A szórás lényege: külső és belső erőhatások segítségével a lakk cseppekké porlasztása, és a porlasztott anyag felületre juttatása. Mind tagolt, mind profilozott felületek, vázszerkezetek, keretek felületkezelésére alkalmas. Univerzális, jellege miatt asztalosok, kis gyártóüzemek is elterjedten alkalmazzák. A porlasztás mechanizmusa szerint megkülönböztetünk: - sűrített levegővel történő (pneumatikus); - levegő nélküli (hidraulikus: airlessnek nevezett); - kombinált (pneumatikus és hidraulikus); és - elektrosztatikus feltöltéssel kombinált mechanikus vagy egyéb porlasztásokat. Ezeken belül külön berendezések készülnek kétkomponensű lakkok felvitelére,illetve a meleg és forró szórásra . A pisztolyok kézi vezetése mellett e típusok szórógépeken, szóró automatákon és szóró- robotok esetében is alkalmazhatók. A rétegvastagság maximális, illetve minimális mennyiségét a lakk, folyási tulajdonságai határozzák meg (viszkozitás, felületi feszültség, terülő-képesség). Vékony réteg eléréséhez finom cseppekké való porlasztás és jó terülő-képesség szükséges. A cseppek finomságát adott tulajdonságú lakknál a belső - (főként pneumatikusnál) és külső - (főként airless szórásnál) erők határozzák meg. A pneumatikus porlasztásnál a porlasztás és lakkszállítás sűrített levegővel történik. Kis felhasználók számára gravitációs- vagy szívótartállyal, nagyobb felhasználók és folyamatos üzemeltetők részére nyomótartályos kivitelben vagy központi lakkellátó rendszerhez csatlakozva működtethetők. A pneumatikus szórás egyenletes, vékony rétegek felvitelére ad lehetőséget. A szóráskúp sapka állításával, a felviteli mennyiség tű szabályozásával változtatható. Hibája a nagy lakkveszteség(30-70 %), valamint a sűrített levegő gyakori víz és/vagy olajszennyezése. Levegő nélküli (airless) porlasztás nál a felületkezelő anyag hidrosztatikus nyomását – nyomásfokozóval – 100-250 bar közötti értékre növeljük, s így juttatjuk át kisméretű, keményfém lapkás fúvókán keresztül a szabadba. A porlasztást a nagy kiáramlási sebesség és a szabad sugárra ható erők együttesen idézik elő. A nyomásfokozó, ami főként sűrített levegő hajtású dugattyús- ritkábban membrán szivattyú, külön egységet képez. Az utóbbit csak kisebb teljesítményű berendezéseknél használják. Elsősorban nagyméretű tárgyak ill. nagy viszkozitású (oldószerszegény, oldószermentes) vagy tixotrop lakkok, festékek felületkezelésére célszerű használni. A kombinált eljárások (airmix, aircoat, airless-plus stb.) a pneumatikus és levegő nélküli szórás előnyeit egyesítő módszerek, amelyeknél a levegő nélküli porlasztás elvén, de annál kisebb nyomással (20-60 bar) bizonyos mérvű előporlasztás érhető el. Univerzálisan alkalmazható mind nagy viszkozitású, mind hígan folyó lakkok, lazúrok, festékek, pácok felvitelére. Kézi szórásnál a levegő- és lakkvezeték együttes súlya kényelmetlenséget jelent, szórógépeken azonban előszeretettel használják. Meleg vagy forró szórás lényege hogy a lakk viszkozitást – oldószerek adagolása helyett – hőmérsékletének emelésével csökkentik. Ezáltal az anyagok, lakkok terülése, a felület minősége is javul. A lakkot, meleg szórásnál 30-40 °C-ra, forró szórásnál pedig 70-75 °C-ra melegítik. Kétkomponensű lakkszórásnál a rövid fazékidejű lakkok felvitelére alkalmas berendezések kiválasztása számos tényező mérlegelését igényli. Elsősorban a felhordási mennyiséget, a keverési arányt (ami 1:20-tól 1:1-ig terjedhet), az adagolás megkívánt pontosságát, a fazékidőt, az alkatrész geometriáját és a porlasztás minőségi igényét kell figyelembe venni. Az adagolás és keverés lehetőségei: - adagolás tetszőleges mérőeszközzel, keverés felvitel előtt manuálisan vagy készülékben,; - adagolás készülékkel, keverés szórópisztolyban vagy a szórási kúpban; - adagolás és keverés a berendezésben (mechanikus vagy elektronikus adagolókkal). Elektrosztatikus szórást a veszteségek csökkentésének igénye hozta létre, főként olyan tárgyak lakkozására, amelyeknél a befoglaló méret lényegesen nagyobb a felületkezelendő felületeknél (ablakkeretek, székek, rácsok, stb.). Folyékony és por alakú festékek felvitelére egyaránt alkalmazható. Az eljárás azon alapszik, hogy a pisztoly és a földelt munkadarab között nagyfeszültségű elektromos erőteret hozunk létre, a porlasztott szemcsék az elektromos erővonalak irányát követve jutnak a földelt tárgy felületére (hátoldalára is), ha annak megfelelő a vezetőképessége) A munkadarab vezetőképességét különböző előkezeléssel, vagy alapozással – mártással, locsolással történő adalékanyag felvitellel – növelhetjük. Erre alkalmasak pl. az elektromosan jól vezető pigmentek, átlátszó lakkoknál a poláros lágyítók stb.. Az elektrosztatikus felvitelt leginkább mechanikus vagy pneumatikus hatásokkal kombinálva használjuk (szóró harangos, szórótárcsás, airless, vagy airmix berendezéseken). Mártó eljárásnak az alkatrészek lakkanyagba történő erőltetett süllyesztését és adott sebességű kihúzását nevezzük, amelynél feltétel, hogy az alkatrész formája lehetővé tegye a lakk lefolyását. A felületen maradó lakkréteg vastagsága több tényezőtől függ. Befolyásolja a folyadék felületi feszültsége, viszkozitása és sűrűsége, és függ a lakk száradási sebességétől is. Egyenletes réteg akkor várható, ha a kihúzási sebesség kisebb a lakk lefolyási sebességénél. Rétegvastagsági eltérés mutatkozik éles élek, sarkok mentén is, ahonnan a lakk felületi feszültsége miatt lehúzódik (1/3–1/4 rétegvastagság jön létre). Az eljárást egyszerű kézi csörlős emelőkkel és folyamatos anyagmozgató rendszereket egyaránt használják. Az utóbbinál olyan megfogás szükséges, amely a folyadék felhajtóereje ellenében is képes az alkatrészt a kívánt helyzetben tartani. A locsolás összeépített szerkezetek (ablakok, keretek) felületkezelésére alkalmas módszer. A bevonást, csőrendszerből – fúvókákon keresztül – áramló lakk végezi. A felületről lefolyó lakk, szűrés és temperálás után ismét felhasználható. A munkadarabok folyamatos szállítópályákon haladnak. A módszert fogyatékosságai miatt főként alapozásra és köztes rétegek felvitelére használják. Előnye, hogy a szerkezeti résekbe, sarkokba jobban behatol a felületkezelő anyag, mint egyéb felhordásoknál. ###### 3.6.1.2.4. Lakkszárítási műveletek A száradás (megkeményedés) során a felületre felvitt folyékony hártya szilárd bevonattá alakul. A művelet többször ismétlődik, hiszen a bevonatot több rétegben alakítjuk ki. Szárításuk, megkeményítésük – a sugárzásra keményedő lakkok kivételével – teremlevegőn, vagy szárítóberendezésekben végezhető. Az utóbbiakban a folyamatot gyorsítani kell. A gyorsításhoz szükséges energiát hő, vagy sugárzás formájában lehet átadni. A hőközlés mind a párolgás folyamatát, mind a kémiai reakciók sebességét növeli. Az alkalmazható szárítási hőmérsékletet több tényező befolyásolja: - faanyagnál a termikus bomlás hőmérsékleti határa; az első elváltozások 180–200 °C-on jelentkeznek, de világos furnéroknál már lényegesen korábban tapasztalhatók színváltozások 90–120 °C; - a természetes fában lévő gyanták, zsírok, olajok megfolyósodásának, az inkruszt anyagok aktiválásának, vagy a faanyag túlzott kiszáradásának elkerülése érdekében a szárítási hőmérséklet pl. székek, ablakok esetében max. 40–600 °C; - élek és lapok borításához használt ragasztóanyagok hőállósága; ez egyes olvadékragasztó típusoknál pl. 70–750 °C; - megkeményítés hőmérsékletét az adalékanyagok (pl. parafin), a hígítók, vagy az edző (pl. SK-lakk) megválasztásánál is figyelembe kell venni. - a leggyakrabban alkalmazott oldószerek forráspontja 40–80 °C A konvekciós hőközléskor az áramló levegő adja át a hőt (20–40°C) a lakk külső felületének, amely fokozatosan terjed a lakkréteg belsejébe. A megkeményedés tehát a felső határrétegről indul, ezért lassítja az alsó rétegekből az oldószerek eltávozását, diffúzióját. A gázok hővezető-képessége kicsi, és ezért a hőátadásban csak a felülettel közvetlenül érintkező rétegek vesznek részt. A levegő áramoltatásával javul a hőátadás, és ez, az oldószergőzök elszállítására is lehetőséget nyújt. A légmozgás a felülettel párhuzamos (többnyire ellenirányú) vagy arra merőleges (fúvókás szárító). Az utóbbi pácok, vékony alapozó lakkok szárítására vagy a hűtés szakaszában alkalmazható. A konvekciós melegítés energiaigényes, kis hatásfokú. Elterjedtségét elsősorban univerzális alkalmazhatósága magyarázza, valamint az, hogy különböző geometriájú tárgyak szárítása esetén is használható, konstrukciója egyszerű. A levegő pótlása szűrés után a teremből vagy a szabadból történhet. Portalanítása alapvetően fontos. Az Infravörös lakkszárítást (IR sugárzást) elsősorban lapfelületen alkalmazzák nagy vastagságú, pigmentált lakkok szárítására. Fajlagos energiaigénye (költsége) magas. A különböző tartományú sugárzásokat a nemzetközi irodalom a következőképpen rövidíti: IRL (nagy hullámhosszú), IRM (közepes hullámhosszú), IRS pedig (rövid hullámhosszú) sugárzókat jelöl. Az ezekhez tartozó hőmérséklettartományok: 650–700°C, 1000°C, ill. 2100° C. Magas fajlagos energiafelhasználása miatt főként előmelegítésre használjuk. Az ultraviola sugaras(UV) lakkszárítás környezetbarát felületkezelési módszer, mivel az alkalmazott lakkanyagok nagyrészt oldószermentesek. A szárítás fajlagos energiaigénye is kedvező. Előnye a nagy termelékenység, és a kis technológiai területigény. A megkeményedési reakció – kémiai iniciátorok helyett – fotokémiai úton, ibolyántúli $ (ultraviola = UV) sugárzás segítségével indítható meg. Az UV tartománya 0,28–0,40 μ m $ hullámhosszakat öleli fel. A fotókémiai reakciókhoz főként a felső tartomány alkalmazható. Az UV-sugárzók sugárforrása főként higanygőz töltésű fénycső, amelyben magas feszültség (1500–2000 V) ionizáló kisülést hoz létre. A cső fala kvarcüveg, az elektródák wolfram szálak. Teljesítményük 80–120 W/cm. A gerjesztés/kisülés időtartama meghatározza a megszakítás/újraindítás minimális várakozási idejét, ami 15–20 perc is lehet. A műszakidő alatti megszakítások számát ezért korlátozni kell. A sugárzók által leadott energia reflektorok segítségével összegyűjthető és a termék felületére juttatható. Kétféle geometriájú reflektort különböztetünk meg (126 a, b. ábra): az elliptikus, és a parabolikus rendszereket. [Ábra: 126. ábra. Elliptikus (a) és parabolikus (b) szelvényekből álló reflektor] Az elektronsugaras módszer a polimerizációs úton keményedő lakkok szárítására alkalmas, ahol gyorsított elektronsugár a lakkréteg molekuláival ütközve – a telítetlen kötéseket felszakítva – indítja meg a kémiai reakciót. Az előbbihez hasonlóan itt is „oldószermentes” rendszerek használhatók. Az eljárás igen termelékeny, a felületet hőterhelés nem éri. Oxigénszegény légteret kell a felület fölött kialakítani, ami inert gázok alkalmazásával oldható meg. Az elektronok a környezet atomjaiba ütközve röntgensugárzást iniciálnak. Az eljárás igen nagyteljesítményű; színes pigmentált bevonatok esetében használják, de nagy beruházási és üzemeltetési költségei miatt a faiparban nem terjedt el. A teremhőfokú szárítás kis üzemekben, vagy nagyméretű termékek helyszíni felületkezelésekor alkalmazzák. Mivel zárt téri szárításról van szó az egészségvédelemi és tűzrendészeti előírásokat szigorúan figyelembe kell venni. ###### 3.6.1.2.5. Lakkozás utáni műveletek A lakréteg kikeményedés után – felhordási egyenetlenségek, szárítási hibák, szálfelhúzás és légbuborékok miatt – többnyire egyenetlen felületek keletkeznek, melyeket: - csiszolással a (nagyobb hibák), - simító csiszolással (szálfelhúzások) és - fényezéssel (a csiszolás nyomai) távolítanak el. ##### 3.6.1.3. A bevonatok funkciói és követelmények A fatermékek felületkezelésének célja egyrészt a kívánt esztétikai hatás biztosítása (szín, fényesség), másrészt – az alkalmazási terület függvényében – a fa felületi védelme . ###### 3.6.1.3.1. A felületek esztétikai hatása A fából készült termékek egyik igen fontos jellemzője az esztétikai hatásuk, illetve a felület tetszetős kivitele. Ez utóbbi leglényegesebb tényezői: a felület színe, fényessége és egyenletessége. Szín szerint általában 3 csoportot különböztetünk meg: az átlátszó (transzparens), a festet t (takaró vagy pigmentált) és az áttetsző (lazúros) bevonatokat. A felület fényességét a beeső fény, a tükröződő-, illetve a diffúzan visszaverődő hányada szabja meg. A minősítés alapja a 45 0 -os fény beesésnél tükrözően visszavert fény százalékos mennyisége, ami: magas fényű (min. 90 %), selyemfényű (30 %) és matt fényű (max. l0 %) felületek megkülönböztetésére ad lehetőséget ###### 3.6.1.3.2. A bevonatok védőfunkciói Kezeletlen fán a klímahatások felületi eróziót hoznak létre, amelyben fotokémiai, fizikai,- mechanikai- és biológiai folyamatok egyaránt szerepet játszanak. A folyamat röviden a következőképpen jellemezhető: a napsugárzás ibolyántúli (továbbiakban UV) tartománya a fa egyes alkotóelemeinek (lignin, facukor) fotóbomlásához vezethet Ennek következtében, egyrészt a felület színe változik meg, (fakul, barnul, vagy sárgul), másrészt olyan oldható bomlástermékek alakulnak ki, amelyeket a csapadékvíz kimoshat, s a felületen megtelepszenek különböző penészgombák is. Ezek, valamint a nedvességváltozások hatására, fa felületén levő rostok közötti kötések fellazulnak, a szél, a por hatására a kevésbé sűrű szerkezeti részek (pl. a korai pászta) kikopnak. A nedvességváltozásokat kísérő dagadási-zsugorodási folyamatok gyorsítják a felületi eróziót, csökkentik a ragasztott kötések és bevonatok élettartamát, illetve a nedvességváltozás kedvező életfeltételeket teremthet a biológiai károsítók számára is. Az elmondottakból következik, hogy a külső (időjárás) és belső igénybevételeknek kitett fatermékek felületi bevonatának: - a napsugárzás UV és IR tartománya, - a nedvességhatások, - a mechanikai és vegyi sérülést okozó igénybevételek, - a gomba és rovarkárosítók ellen kell védelmet nyújtania. A felsorolt, igen széles körű feladatokat természetesen nem teljesítheti maradéktalanul az általában 0,01 - 0,1mm vastag bevonat. Ezért minden egyes külső hatás ellen kell a megfelelő védelmet biztosítani. #### 3.6.2. A fafelületek borítása ##### 3.6.2.1. Felületborító anyagok A bútoriparban alkalmazott faanyagok felületkezelése (lakkozás, festés stb.) mellett nagyon elterjedt módszer a felületek préseléssel, kasírozással vagy más módon történő bevonása. A felületbevonás alapanyaga (hordozó réteg) fa és más, faalapanyagú termékek: farostlemez, rétegelt lemez, forgácslap és MDF. A felületbevonó anyagok szilárd halmazállapotú vékony lemezek vagy fóliák , melyeket legtöbb esetben ragasztássa l visznek fel a felületre. A felületbevonó anyagok meglehetősen sokfélék. Ide tartoznak a furnérok, a rétegelt papírvázas műanyag lemezek (dekoratív laminátok, poliészterlemez), a papírvázas fóliák (papírfurnér, alkorcel fólia, alapozó fólia), a műanyag fóliák (PVC, ABS, PS és PE fóliák) és az egyéb felületbevonó anyagok. A borítóanyagokat – alkalmazástechnikai sajátosságaik szerint – az alábbiakban ismertetjük: A színfurnér , felületek borítására alkalmas, késeléssel, vagy excentrikus hámozással előállított egyrétegű vékony falap. A fóliák alkalmazási lehetőségeik szerint lakkozást igénylő alapozó- és dekorfóliára , valamint kész felületet adó lakkozott fóliák csoportjára bonthatók. Az alapozó fóliák olyan merev vagy tömöríthető rétegek, amelyek képesek a hordozóréteg felületi egyenetlenségeit kiegyenlíteni, s a folyékony filmképzők felvitelére megfelelő alapot nyújtanak. Elsősorban forgácslap hordozókon alkalmazhatóak színes, takaró jellegű bevonatok felvitele vagy erezetnyomással egybekötött felületkezelés esetén. A dekorfóliák olyan – faerezettel, vagy egyéb dekor-nyomattal ellátott papírvázas, vagy műanyag alapú fóliák – amelyek ragasztás és felületkezelés szempontjából furnérként vehetők figyelembe. A kész felületű fóliákra jellemző, hogy az alkatrészre való felragasztás után további felületkezelési műveletek végzése nem szükséges. A papírvázas fóliák a 0,04–0,07mm vastagságú, úgynevezett mikrofóliák, valamint a 0,1–0,2 mm vastag fóliák. A termoplasztikus fóliák közül a PVC fóliák a legelterjedtebbek. A filmek olyan – műgyantával impregnált – papírrétegek, melyeknél az impregnáló-gyanta keményedési folyamatát egy adott szinten megszakították. Funkciójuk szerint 3 típust különböztethető meg: - alapozó (underlay) réteg: a felületi egyenetlenségek kiegyenlítésére alkalmas, különféle keverékgyantákkal impregnálva; - „dekorréteg”: fa-erezettel, vagy egyéb dekor-nyomattal ellátva, melamin- formaldehid gyantával impregnálva; - fedő (overlay) réteg: nagy gyantatartalmú, többnyire áttetsző, melamin- formaldehid gyanta impregnálású. A dekorlemezek magrésze fenoplasztokkal, fedőrétegük aminoplasztokkal impregnált papírréteg. Ez utóbbi általában melamin gyanta. Síkpréseléssel, illetve „post-forming” eljárással rögzíthetők a felületre. Élborító anyagok . Síkfelületű termékek éleinek lezárására használt, tekercsben vagy csíkokban forgalomba hozott borítóanyagok, amelyek furnérok, él-lécek, merev vagy rugalmas dekorlemezek, vagy nagyobb vastagságú, illetve többrétegű fóliák lehetnek. Élfurnér. Különböző fafajokból natúr, vagy színezett; egyszer vagy többször késelt; egy vagy többrétegű, illetve tekercselhető (fésűs hossztoldott) kivitelben készülhetnek. Ezen kívül lehetnek: olvadékragasztóval ellátott, papírral („flíz”) erősített, csiszolt, alapozott, csiszolt és alapozott kivitelűek. Vastagság: 0,6–2,0 mm. (a vékony élfurnér vastagsága: 0,3–0,4 mm). Szélesség: 14–30 mm. Élfólia. Legáltalánosabb a cellulóz- alapú, műgyantával impregnált termék. Korszerűbb változata a PVAC alapú hőre lágyuló műgyantával impregnált élfólia. Vastagsága: 0,4–0,5 mm. Általános a 23 mm-es szélesség, melyet élfóliázó gépen, vagy egyszerűen vasalással hordanak fel, majd szintbe csiszolnak. A kemény, műanyag élzáró az élfólia korszerűbb változata. Azzal megegyező méretű, viszont a vastagsága 2 mm. Alkalmazása az élfóliával szemben előnyösebb, a fizikai behatásokkal szembeni rendkívül jó ellenállásának és tartósságának köszönhetően. A sokrétegű élzáró felépítését tekintve egy olyan rétegszerkezetű anyag, melyben a rétegeket melamin-gyantával impregnált dekorpapírok alkotják. ##### 3.6.2.2. Felületborítási eljárások ###### 3.6.2.2.2. Furnérozás hő-préseken A furnérozás a legrégibb borítási eljárás, amely az idők során, rendkívüli fejlődésen ment keresztül. Ma már egy- és többszintes; a műveletek mechanizációja nélküli, illetve teljesen mechanizált berendezések, és automatizált gépsorok állnak rendelkezésre. A furnérozás a legrégibb borítási eljárás, amely az idők során, rendkívüli fejlődésen ment keresztül. Ma már egy- és többszintes; a műveletek mechanizációja nélküli, illetve teljesen mechanizált berendezések, és automatizált gépsorok állnak rendelkezésre. Az alábbiakban egy egyszerűbb (127.ábra), és egy bonyolultabb (128. ábra) furnérozó sor működését mutatunk be. [Ábra: 127. ábra. Furnérozás egyszintes hőprésen] [Ábra: 128. ábra. Furnérozás kétszintes hőprésen, mechanizált műveletekkel] Az könnyebb megértés érdekében, furnérozó sor működési elvét az alábbiakban ismertetjük: A két rakatból a furnérozandó alkatrészeket (11 , 11 ) a keresztirányú rakásoló (2 , 2 ) egyenként, de egyidejűleg az osztott adagoló görgősorra (10) helyezi. Ennek megfelelően az alkatrészek az A, B. pozícióból az A , B pozícióba kerülnek. A görgősorról az alkatrészek a kefehengeren (9) és a ragasztófelhordó gépen (8) keresztül az éktárcsás tároló görgősorra (7) kerülnek. (Alkatrész-pozíció: A , B ⇒ C , D ). A felső furnérokat (12 , 12 ) a keresztirányú rakásoló (3 , 3 ) a furnérozandó alkatrészekre helyezi. (Alkatrész-pozíció: C, D ⇒ C , D ). A keresztirányú rakásolók (2, 3) visszatérnek kiindulási helyzetükbe (A-B, C-D pozíciók). Ezután a hosszirányú rakásolók (4, 5) a jobboldali szélső helyzetet veszik fel. (A rakásolók pozíciói: 4 ⇒ B ; 4 ⇒ 6 ; 4 ⇒ 1 ; 5 ⇒ C ; 5 ⇒ 6 ; 5 ⇒ 1 ). A három pár rakásoló egyszerre 3 1 2 2 1 b 3 1 2 1 1 a emeli fel - a helyzetének megfelelő helyről - a terítékelemeket (középrész + felső furnér, alsó furnér és furnérozott alkatrész). A rakásolók ezután új pozíciót vesznek fel (egy lépés balra!). A bal szélső rakásoló-pár (4 , 5 ) a furnérozott alkatrészeket a megfelelő tároló helyekre (13 , 13 ), a középső (4 , 4 ) az alsó furnérokat a présberakó lemezekre (1 , 1 ). Ebben a 2 1 2 a b pozícióban a jobb szélső rakásolók (4 , 5 ) felső helyzetben maradnak és nem rakásolják az alkatrész-elemeket (középrész + felső furnér). A következő „lépés” során a rakásoló-párok a bal szélső (a 9. ábrán látható) pozíciót foglalják el és a 4 , 5 rakásoló pár az alkatrész- elemeket - a présberakó lemezeken lévő - alsó furnérokra helyezi. Ezzel a terítékképzés befejeződik. ###### 3.6.2.2.3. Felületborítás membránpréseken Az eljárás nagy előnye, hogy a profilozott alkatrészek borítása ellenforma nélkül lehetséges. Egyes alkatrészek bevonása – a speciális profilkialakításuk miatt (129. ábra) – csak megfelelő feltételek (speciális prés-, illetve segédberendezés, vagy meghatározott bevonó anyag alkalmazása) mellett lehetséges. [Ábra: 129. ábra. Néhány alkatrész profilkialakításának feltételei] A membránprések olyan speciális hidraulikus présgépek (vízágyas-, infravörös (IR) fűtésű-, ellenállás fűtésű-, kontakt-és konvekciós fűtésű-, kombinált termoformázó-, és kétoldalas membránprés), amelyek úgy sík, mint profilozott munkadarabok furnérral, vagy fóliával való bevonására egyaránt alkalmasak. A kontakt- és konvekciós fűtésű membránpréssel (130. ábra) a mély profilok és az aláhajlások kielégítő felfűtése is elérhető. [Ábra: 130. ábra. Kontakt-, és konvekciós fűtésű membránprés elve] A „kasírozás” olyan felületborító eljárás, amely során a bevonandó felületet hajlékony (flexibilis) borítóanyaggal vonják be úgy, hogy a feltekercselt borítót hengerek segítségével viszik a felületre. Elsősorban nagyméretű lapok bevonására alkalmas eljárás. Amennyiben a borító hordozóra (pl. forgácslapra) préselése hengerekkel történik, folyamatos üzemmódról beszélünk; ha ugyanezt síkpréssel oldják meg, a gyártás szakaszos. Néhány gép-összeállítási lehetőség és azok alkalmazása látható a 136. ábrán (Bürkle). A berendezések adagolókkal és rakásolókkal egészíthetők ki. A ragasztás főbb paramétereit a 45. táblázat tartalmazza. A kasírozási eljárások lehetnek: hidegkasírozás (132/a. ábra ), előmelegítő szakasszal és hengerpréssel ellátott hidegkasírozás ,(132/b. ábra) és szakaszos üzemű kasírozás (132/d. ábra). Ez utóbbi előnye, hogy a préslapok felülete a pórusnyomás céljaira matricaként képezhető ki, s így a ragasztóanyag rögzítésével egy időben pórusnyomás is végezhető. A kész felületű fóliák ragasztásához szükséges hőmérséklet 100–180 °C. A présidő: 6–10s, (30g/m² felülettömegű mikro-papír és 160°C préshőmérséklet esetén). A pórusnyomás 0,5MPa. Elrendezési vázlat Borítóanyag Ragasztó PVC-fólia, PVAc papírvázas diszpezió fólia H κ PVC-fólia, PVAc disz- papír, dekor- perzió, κ fólia, fémfó- EP-ragasz- liák tó b H PVAc-disz- H perzió, κ UF-, EP-, Papírvázas-, PUR-, olva- κ alapozó-, de- dék ragasztó, kor-, készfe- termoaktív c lületű fólia diszperzió H ( < 23g/m² ), tekercselhető UF- ragasztó dekor lemez, PVAc diszp., melamin film termoaktív b szerinti diszperzió, olvadék ra- elrendezés gasztó [Ábra: 131. ábra. A kasírozó berendezések különböző fajtái] ### 45. táblázat. Síklapok borítása hengerpréseken | Jellemzők | Hidegkasírozás | Termokasírozás | |---|---|---| | A fólia típusa | Flexibilis duro és termoplasztikus fóliák | Duroplasztikus tekercselhető fóliák, dekorlemezek | | Ragasztóanyagok | PVAc diszperzió | PVAc, UF ragasztó | | Préshenger hőm. °C | fűtés nélkül | 60–80 (illetve 220) | | Présnyomás MPa cm | 1–2 | 5 | Hordozók MDF-lap, kemény farostlemez, finomított felületű forgácslap Hőaktiválású UF ragasztó, (oldószeres, hőakti-válású Ragasztóanyagok PVAc diszperzió PVAc, UF vagy diszperziós diszperziós) (olódszeres) ragasztók ragasztó Ragasztóanyag mennyiség g/m² Lapok előmelegítése ° C Fólia előmelegítése ° C Préshenger fűtés nélkül 60–80 220 220 hőmérséklete ° C Présnyomás MPa cm Pórusnyomás MPa cm Előtolási sebesség m/min A termo-kasírozás (131/c. ábra) a hidegkasírozástól abban tér el, hogy a ragasztóanyag rögzítésére fűtött szorítóhengereket használnak. A termo-kasírozás fogalma tulajdonképpen az eljárások egész sorát jelenti. Ezeken belül a ragasztóanyag felvitelének módja alapján a hordozólap felületére , a borítóanyag felületére, illetve a hordozók és borítók felületére való felvitelt különböztetünk meg (45. táblázat). A termokasírozás speciális esete az ún. „transzfer finish” eljárás, amelynek lényege, hogy a felületre együtt, vagy külön-külön, fólia segítségével viszik fel a dekorerezetet és a lakkbevonatot. Az átadandó rétegek (hőaktiválású ragasztó+dekorréteg+lakkréteg) hajlékony, polietilén fólián keresztül kerülnek a felületre (132. ábra). Kasírozáskor a ragasztókat 140-200 °C hőmérsékleten aktivizálják, s a dekor- és/vagy lakkréteget a felületre rögzítik. A módszer „touc-hwood” márkanéven vált ismertté. hordozó fólia elválasztó réteg lakk réteg dekor réteg ragasztó [Ábra: 132. ábra. A „transzfer finish” eljárás elve] A szoft-forming eljárás („lágyan formázható”) a profilos hordozók (MDF-lapok, tömör fa, ritkábban fém- vagy műanyag) kasírozással való borítását jelenti. A kasírozott profilelemeket különböző alapanyagokból, különféle alkalmazási területekre készítik. Ezek általában lécszerű termékek, amelyek magrésze a formának megfelelő kiképzésű, s felületüket részben, vagy egészben dekoratív bevonat takarja (133. ábra.). [Ábra: 133. ábra. Profilkasírozással (szoft-forming eljárással) borított elemek] A bevonó anyag végtelen tekercs, vagy méretre vágott lapok formájában áll rendelkezésre. Egyesítésük ragasztással történik. A lapvastagság növelése ragasztással történhet (farost-, rétegelt lemez rátétek). A magrészek csiszolásával javul a felületi egyenletesség. A bevonó anyagok termoplasztikus vagy duroplasztikus fóliák, illetve furnérok is lehetnek. A termoplasztikus fóliák főleg félkemény PVC bevonóanyagok 150–300 μ m vastagságban. A duroplasztikus fóliák közül az alábbi tekercselhető típusok vehetők figyelembe: - mikrofólia 0,04–0,07 mm vastagságban, NC,-SK,-PUR,- vagy UP lakk bevonattal; - UF-fólia 0,15–0,20 mm vastag, NC,- vagy SK lakk bevonattal; - UA-fólia 0,15–0,20 mm vastag, NC,-SK,-PUR vagy akrilát lakk bevonattal; - UP-fólia 0,10–0,15 mm vastag, UP,- vagy PUR lakk bevonattal. Jelenleg széles körben alkalmaznak lakkozott, vagy lakkozatlan furnér bevonóanya-gokat is. A magrész formájának és a furnér deformációjának összehangolása is csökkenti a hibalehetőségeket (134. ábra). profilléc nyomásirá profilléc nyomásirá R R - - R R + + Furnér: R Furnér: R + + =3-5 mm; R =3-5 mm; R - - =11-12 mm =11-12 mm Megerősítetett furnér: R Megerősítetett furnér: R + + =2 mm; R =2 mm; R - - =3-4 =3-4 Megerősített furnér: R+ = 2 mm; R = 3-4 mm Megerősített furnér: R+ = 2 mm; R = 3-4 mm mm mm [Ábra: 134. ábra. Lécek furnérozása soft-forming eljárással] A 135. ábrán furnér és termo-plasztikus fólia kasírozására alkalmas berendezés elvi vázlata látható. [Ábra: 135. ábra. Furnér és fóliafelvitelre alkalmas berendezés elvi vázlata] Az eljárás lényege a filmek impregnálásához használt előkondenzált gyanta kémiai reakciójának megindítása hőközléssel és nyomással. A művelethez hőprések szükségesek. A folyamat során először megömlik a papírréteggel a felületre juttatott gyanta, kialakul a bevonat és a hordozó közötti adhézió, majd a megömlesztett gyanta - a présfelületek negatív lenyomataként kikeményedve - különböző fényességű bevonatokat hoz létre. Polírozott préslapok, és megfelelő gyantatartalmú filmek esetén magas-fényű; érdesített lapok között matt, vagy selyemfényű felület alakul ki. A különféle rendeltetésű filmek (fedő/overlay, dekor, alapozó/underlay) együtt és külön- külön is alkalmazhatók A lap és lemezanyagok tulajdonságait a 46. táblázatban foglaltuk össze (Fröchlich szerint). ### 46. táblázat. A laminálásra alkalmas lap-és lemezanyagok fő tulajdonságai | Jellemző | Forgácslap | Farostlemez | MDF lap | |---|---|---|---| | Sűrűség, kg/m3 | 640–730 | 950–1050 | 600–900 | | Nedvesség-tartalom ,% | 5–9 | 3–7 | 6–9 | Vastagsági mérettűrés, ± 0,2 ± 0,2 ± 0,2 ± 0,2 mm Sűrűség, kg/m 3 640–730 600–680 950–1050 600–900 Nedvesség-tartalom ,% 5–9 6–11 3–7 6–9 Lapra ⊥ húzó szil., MPa 0,35 0,3 0,5 0,6 14 mm 18 16 - 30 Hajlítószil, MPa 20 16 - 28 16 mm Összenyomhatóság, % 6–8 5–7 - - Az aszimmetrikus felépítésű lapok vetemedésre hajlamosak. A deformációt előidéző húzóerők függenek a papírrétegek tömegétől és a borítás nedvességtartalmától is. E felismerés birtokában lehetőség van a legkisebb alakváltozást okozó aszimmetrikus rétegfelépítés megtervezésére (Böhme nyomán, 47. táblázat). ### 47. táblázat. Az aszimmetrikus rétegfelépítés határértékei | Jellemző | Színoldal | Hátoldal | |---|---|---| | A papír fajlagos tömege, g/m2 | 100–500 | 100 - 300 | Kétfajta laminálási eljárást különböztetünk meg: A két eljárás nem csak technológiai paramétereiben tér el egymástól, különböző lapok (47. táblázat) és eltérő gyantatípusok (különböző reakció sebességű) használatát igénylik, és eltérő felületi minőségű bevonatot hoznak létre. A többszintes prések általában 12–20 szintűek. A gyanta megkeményedése 140 °C-on 6–8 perc alatt megy végbe (normál ütemű papírok estében). A folyamat végén a préscsomagot vissza kell hűteni kb. 60 °C-ra. A rövid ütemű prések általában egyszintűek és nagy lapmérettel rendelkeznek. Ezen eljárással 40–50 s présidő, így 60–70 ciklus/óra teljesítmény érhető el. ###### 3.6.2.2.7. Poszt-forming eljárás Az eljárás lehetőséget ad a lekerekített élű termékek lapjainak és éleinek egyazon felületű borítóval történő bevonására, a borító törése vagy szakadása nélkül. A formai kialakítás változatossága mellett az ilyen módon készült termékek kevésbé okozhatnak sérülést. Formázott élek bevonása dekor-lemezekkel: Az eljárás a merev dekor-lemezek (AP-lemezek) alkalmazását feltételezik, amelyek speciális gyártási móddal készülnek, általában a fenoplaszt impregnálású középréteg térhálósodási folyamatának megszakításával érik el a hajíthatóságot. Hő hatására alakíthatóak, de a hőközlés következtében meginduló kémiai reakció egyúttal meg is szünteti ezt a tulajdonságukat, tehát az alakíthatóság csupán egyetlen alkalomra korlátozódik. A hajlítás sémáját és az ebből származó igénybevételeket a 136. ábrán láthatjuk. [Ábra: 136. ábra. a) a dekorlemez hajlításának vázlata b) és a borító rétegben ébredő feszültségek] A szakaszosan működő berendezéseken megoldható a borítórétegek külön műveletben való előformázása (137/a. ábra) vagy a síklapokra ragasztott dekor-lemezek hajlítása (137/b ábra) is. A folyamatos hajlítás esetében (138. ábra) a dekorréteg igénybevétele, s ezáltal a selejtképződés megnő. a profilmarás dekor-lemez féltermék ⎯ ⎯ előformázás felragasztás felragasztás profilra formázás és ragasztás késztermék [Ábra: 137. ábra. A szakaszos üzemű post-forming eljárás két alapesete] ###### 3.6.2.2.8. Él-lezárási eljárások (sík- és tagolt felületű élek borítása) Az él-borító anyagok flexibilitásuktól függően tekercsben vagy csíkokban kerülnek forgalomba és olvadékragasztókkal, diszperziós, polimerizációs vagy polikon-denzációs úton keményedő ragasztókkal rögzíthetők az élekre. Jelenleg a forró-hideg módszer az él-ragasztások legelterjedtebb módszere, amely az olvadékragasztók alkalmazására épül, egyenes és tagolt élek esetén egyaránt. Bármely típusú – rövid idejű hőhatások során nem károsodó – él-borító anyag esetén használható A gépek egy-, vagy kétoldalas kivitelben készülnek (139. ábra). [Ábra: 139. ábra. A kétoldalas él-fóliázó gép felépítése] Az él-fóliázó géptartályban 190–20°C-ra melegített ragasztóanyag 160–180°C-ra fűtött felhordó hengerrel jut a lap élére, vagy a borítóanyag hátára. A ragasztóanyag mennyisége150–250 g/m² . A reaktiválásos módszerrel a bevonatok hátoldalára korábban felvitt, kb. 80–120 g/m² ragasztót 250–400°C-os forró levegővel ömlesztik meg. A hideg-forró eljárásnál a szobahőmérsékletű ragasztóanyag felvitele után a megkeményedés hő és nyomás hatására jön létre. Főként nagy hőállósági igények esetén használják. Az aktiváló eljárás főleg termo-aktiválású diszperziós ragasztókkal valósítható meg. Élborítás szoft-forming eljárással : Sík lapok profilozott éleinek borítására alkalmazott, folyamatos előtolással működő berendezések esetén a profil alakja, illetve az él- és felületborító anyagok találkozásának helye határozza meg a borítható oldalélek számát (140. ábra). [Ábra: 140. ábra. Él-kialakítási lehetőségek a szoft-forming technológiában] A szükséges műveletek sorrendje az 141. ábrán látható. (A ragasztóanyag felvitel a borító hátoldalára történik). A konkáv alakítást igénylő elemek kiképzése több lépcsőben történik. [Ábra: 141. ábra. A szoft-forming él-borítás műveletei] Formázott élek bevonása laminált lapokon (direkt posztforming): Főként kisebb lapvastagságú elemek éleinek borítására kidolgozott módszer (pl. bútor- ajtólapok). Folyamatos előtolással rendelkező gépeken készíthető. (143. ábra). [Ábra: 143. ábra. A direkt postforming eljárás műveleti vázlata] #### 3.6.3. Szendvics szerkezetek (ajtólapok) ragasztása A lemezelt keretszerkezetek furnérozásakor, illetve borításakor rövid „terítékképzési időre” kell törekedni, mert csak így csökkenthető minimálisra a furnér dagadása és görbülése miatti - az illesztési résnél (fugánál) jelentkező - furnérátfedés (átcsúszás) mértéke. Csak szigorúan betartott klimatikus viszonyok mellett előkészített, illetve tökéletesen él- ragasztott (illesztett) furnér-terítékek felhasználásával biztosítható a jó minőségű ragasztás. Ezek a legfőbb indokai annak, hogy az ajtók és hasonló termékek (szendvics szerkezetek) gyártására a szokványos többszintes prések, be- és kirakó berendezéssel; vagy a nagy felületű, rövididejű ütemprések helyett speciális présrendszereket és folyamatokat alakítottak ki. A présrendszerek két alapvetőcsoportba sorolhatók: a)Rendszerek, amelyeknél a prések mozognak: körbe (Fama Rotation), vízszintesen (Bürkle), függőlegesen (Sergiani). b) Rendszerek, amelyeknél a be- és kirakó-berendezések mozognak: függőlegesen (Fama Vario), vízszintesen (Wemhöner). Példaként ezt a rendszert mutatjuk be (lásd 144. ábra). A Wemhoner rendszer . A Wemhoner-rendszernél, a kapacitás szükségletének megfelelő számú prést egymás mellé helyeznek. (A 144. ábrán 3db, 4 emeletes prést). [Ábra: 144. ábra. A Wemhoner-rendszer munkafolyamata] A berakás és a kiszedés keresztben mozgatható szalagrendszerekkel történik. Két prés zárva van, miközben a harmadikat újra töltik. Elméleti maximális teljesítmény: 12 ajtó 57s alatt. #### 3.6.4. Hosszúsági-, vastagsági- és szélességi toldás A hosszúsági toldásnál az ékcsapok lehetnek állók (lapsíkra merőlegesek: 145/a. ábra), vagy fekvők (lapsíkkal párhuzamosak: 145/b. ábra). A vastagsági toldásnál (tömbösítés, rétegelés) a lamellák lehetnek azonos szélességűek (145/c. ábra), de különböző szélességi mérettel is készülhetnek (pl. ablakprofil: 145/d. ábra). A lamellák „egyhosszú”, vagy hossztoldott anyagból készülhetnek. A szélességi toldásnál (lapképzés, táblásítás: 145/e. ábra) a lamellák szintén készülhetnek „egyhosszú”, vagy hossztoldott anyagból. [Ábra: 145. ábra. Különböző toldások] A különböző toldások készítésére kialakított berendezések a mechanizáció fokában és kapacitásban nagymértékben különböznek egymástól. [Ábra: 146. ábra. Félautomata hossztoldó gépsor működési elve] [Ábra: 147. ábra. Nagyteljesítményű (50 m³/nap) hossztoldó berendezés] [Ábra: 148. ábra. Egyszerű táblásító berendezés működési vázlata] [Ábra: 149. ábra. Nagyteljesítményű táblásító és tömbösítő berendezés működési vázlata] ## Irodalomjegyzék [1] Balázs Gyula, Bakai István, Mayer László: Ragasztástechnikai zsebkönyv, Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1976. [2] Becske Ödön: Faipari készülékek, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1980. [3] Farkas Ferenc, Farkas Ferenc József: A ragasztás kézikönyve, Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1997. [4] Gaál Z., Szabadhegyi Gy., Szabó I.: Technológiai folyamatok tervezése és szervezése II., Egyetemi szakmérnöki jegyzet, Kézirat, Sopron, 1982. [5] Guhdo. Szerszámkatalógus, Wermelskirchen, 1987. [6] Kovács Illés: Faanyagismerettan, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1979. [7] Kovács Lajos: Vizes polimer diszperziók, Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1986. [8] Kovaljcsuk, Z. M.: Technologija szkléivanyija. Izdátyelsztvo Lesznaja Promüslennoszty, Moszkva, 1973. [9] Lévay Norbert: A Sopron III Bútorgyár UV-lakkos felületkezelési technológiájának elemzése, Diplomamunka, Sopron, 1999. [10] Lugosi Armand: Faipari Kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1967. [11] Lugosi Armand: Faipari szerszámok és gépek kézikönyve, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1987. [12] Mihajlov, V.N.: Tehnológija mehanícseszkoj abrabótki dreveszínü, Lesznaja promüs lennoszty, Moszkva, 1964. [13] Molnár Sánodor: Faanyagismeret, Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest, 2004. [14] Molnár Sándor: Faanyagismerettan I., Egyetemi jegyzet, Sopron, 1981. [15] Molnárné Posch Paula: Faanyagok borítása és felületkezelése, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1984. [16] Molnárné Posch Paula: Felületkezelés a faiparban, Faipari Tudományos Alapítvány, Budapest, 1996. [17] Molnárné Posch Paula: Faiparai Kézikönyv II., Faipari Tudományos Alapítvány, Sopron, 2002. [18] Németh Károly, Szabó Imre: Ragasztás a faiparban, Faipari Tudományos Alapítvány, Budapest, 1998. [19] Németh Károly: Faipari kémiai technológia II., Egyetemi jegyzet, Sopron, 1987. [20] Németh Károly: Faanyagkémia, Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest, 1996. [21] Németh Károly: Ragasztó és felületkezelő anyagok, Egyetemi jegyzet, Sopron, 1980. [22] Németh Károly, Szabó Imre: Ragasztás a faiparban, Faipari Tudományos Alapítvány, Sopron, 1998. [23] Orbay Péterné: Műszaki előkészítés, a műszaki dokumentációs rendszer és tervezésének alapjai a bútoriparban, Egyetemi jegyzet, Soproni Egyetem, Sopron, 1999. [24] Rockstroh W.: Betriebgestaltung in der Holzindustrie, Veb Fachbuchverlag, Leipzig, 1976. [25] Klaus Roland, Wolfgang Siebert: Bútorgyártás, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974. [26] Sitkei György: A faipari műveletek elmélete, Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest, 1994. [27] Szabó Imre: Bútor-, ajtó-, ablakgyártástan, Egyetemi jegyzet, Erdészeti és Faipari Egyetem, Sopron, 1977. [28] Szabó Imre: Bútor-, ajtó ablakgyártástan I. B. kötet. Egyetemi jegyzet, Kézirat, Sopron, 1981. [29] Szabó Imre: Ragasztás és felületkezelés A. kötet: Ragasztási műveletek és eljárások, Egyetemi jegyzet, Kézirat, Sopron, 2002. [30] Tóth Sándor: Korszerű irányzatok a faipari gépek konstrukcióknál, Faipar, 7. oldal 215-217. 1986. [31] Tóth Sándor: A fa hajlítása, a hajlított bútorok. Az ötlettől a megvalósúlásig a XIX. és XX.században, Faipar, 14. oldal 3-5. 1999. [32] Vlaszov, G.D., Kulikov, V.A., Rodionov, Sz. V.: Tehnológia derevoobrabátüvájuscsih proizvodsztv, Lesznaja promüslennoszty, Moszkva, 1967. [33] Zemiar J.: Technológia vyroby nábytku a ostatnych vyrobkov, Skola Lesnícka a Drevárska, Zvolen, 1973. <br> > [!summary]- hivatkozási adatok > #Szabó_Imre, #date_2009