Aglomerované materiály

Aglomerované materiály patří do kategorie kompozitních materiálů (zjednodušeně aglomerovaný materiál = kompozitní materiál). Také se používá označení „velkoplošné materiály“. Kategorie aglomerovaných materiálů vznikla z důvodů překonání nedostatků dřeva při zachování jeho kladných vlastností (zejména izolačních vlastností a snadné obrobitelnosti).

Obr. 1: Rozdělení materiálů na bázi dřeva. Pro doplnění uveďme význam použitých zkratek: SWP – vícevrstvé desky z masivního dřeva, MFP – multifunkční panely, OSB – desky z orientovaných plochých třísek, LVL – vrstvené dřevo, PSL, LSL, TSL – materiály pro nosné účely, MDF – měkké dřevovláknité desky, HDF – tvrdé dřevovláknité desky.

Hlavní výhody kompozitních materiálů

• Lepší mechanické a fyzikální vlastnosti (např. nízká vlhkostní roztažnost – rozměrové nestálosti),

• Rozměry produktů určuje pouze použitá technologie (velkoplošnost),

• Zpracování zbytkového materiálu a materiálu nižší kvality (ekonomické využití, rychle rostoucí druhy dřevin),

• Menší zatížení životního prostředí,

• Lepší odolnost proti biotickým činitelům a ohni,

• Možnost využití různých povrchových úprav,

• Ovlivnitelnost vlastností produktu se zaměřením na použití (např. směrem částic),

• Rychlá reakce na potřeby trhu.

Výrobní postup aglomerovaných materiálů

Dřevo se nejdříve dezintegruje (rozloží) na drobné části, které se poté spojují do jednoho celku. Ke spojování výchozí suroviny (dřevních částí) dochází většinou za použití lepidel či minerálních pojiv a lisů mokrým nebo suchým způsobem. Jako meziprodukt těmito postupy nejdříve vzniká tzv. třískový koberec, který se dále zpracovává. Na rozdílné vlastnosti jednotlivých výsledných produktů mají vliv tyto výrobní parametry:

• Parametry výchozí suroviny (dřevních částí), zejména velikost, tvar, orientace a kvalita,

• Typ lepidla a přídavných látek,

• Množství lepidla a přídavných látek,

• Způsoby lisování (lisovací parametry).

Obr. 2: Výchozí suroviny pro výrobu aglomerovaných materiálů

Obr. 3: Výchozí suroviny a výsledné produkty aglomerovaných materiálů

Použitá lepidla (pojiva)

Pro různé druhy produktů je při jejich výrobě použito různých druhů lepidel (pojiv). Použití vhodných lepidel určuje výsledné vlastnosti produktů, a tím i jejich pozdější konstrukční využití. Důležitými faktory pro použití pojiv jsou:

• Doba vytvrdnutí (lisovací čas),

• Doba dozrávání (zejména u minerálních pojiv),

• Doba a hodnota teploty při lisování a dalších tepelných úpravách,

• Druh dřeviny určené pro zpracování na dřevní části (výchozí surovina pro další zpracování).

Organická pojiva

• PVAC (polyvynilacetátové) lepidlo – použito např. na spárovky,

• MDI (methylen difenyl diisokyanát) lepidlo a polyuretanové (isokyanátové) pryskyřice – neobsahují formaldehyd, který je pro lidský organizmus nebezpečný, použito např. na OSB desky,

• Močovinoformaldehydové (UF), fenolformaldehydové (PF) a melaminformaldehydové (MF) lepidlo – obsahují nebezpečný formaldehyd (karcinogenní látka – způsobuje rakovinu, v nízkých koncentracích neškodná), použito např. na MDF desky.

Obr. 4: Graf vývoje obsahu formaldehydu v průmyslově vyráběných dřevotřískových deskách. Na ose Y je uvedena perforátorová hodnota, současný limit pro emisní třídu E1 je 8 mg/100 g (Dunky, 2005).

Minerální pojiva

• Hydraulický cement (portlandský, vysokopecní, …),

• Hořečnatý (sorelův) cement,

• Sádra – použito např. na sádrotřískové (STD), sádrokartonové (SKD) a sádrovláknité (SVD) desky.

Lisovací parametry

V průběhu procesu lisování dochází k nejpodstatnějšímu ovlivnění výsledných vlastností produktů. Vlastnosti produktu jsou určeny faktory lisování, kterými jsou zejména teplota, vlhkost a lisovací čas. Podrobněji lze ovlivňující faktory (lisovací parametry) rozdělit následovně:

• Uzavírací čas lisu – nejvíce ovlivňuje budoucí příčný hustotní profil,

• Lisovací čas – je závislý na dalších faktorech, jako je rychlost pronikání tepla do střední vrstvy desky, vlhkost třískového koberce, teplota lisovacích desek, tloušťka budoucího produktu a použité pojivo,

• Lisovací teplota – vyšší teplota = zkrácení času, avšak snížení mechanických vlastností,

• Lisovací tlak – ovlivňuje stupeň zhutnění, zformování a kvalitu lepení,

• Vlhkost třísek – unikající pára pomáhá vytvrzovat lepidlo a plastifikovat třísky, nízká vlhkost má negativní vliv na formování.

Mechanicko-fyzikální vlastnosti a způsob využití aglomerovaných materiálů

Důležitý ukazatel, jenž určuje výsledné mechanicko-fyzikální vlastnosti produktu a tím i jeho následné využití, je hustota nebo lépe příčný hustotní profil. Ten lze ovlivnit zmenšením velikosti částic. Díky menším částím lze lépe formátovat materiál při lisování.

Dalšími důležitými ukazateli jsou pevnost a pružnost v ohybu, které bývají často používány jako hlavní hodnoty výpočtů při navrhování (dimenzování) konstrukcí. K zajištění lepších charakteristik v ohybu jsou u aglomerovaných materiálů vyráběny s větší hustotou povrchové vrstvy než vrstvy středové.

Povrchové úpravy

Vhodnost použité povrchové úpravy je volena po posouzení požadavků na výsledný produkt. Povrchové úpravy již bývají často zakomponovány do výrobního procesu. Pak mluvíme o materiálech s dokončeným povrchem, které se již dále nemusí upravovat. Obecně lze technologie povrchových úprav jednoduše rozdělit na dvě kategorie, a to povrchové úpravy prováděné:

• Polepováním povrchu dílců papírovými nebo plastovými materiály s již dokončeným povrchem,

• Tekutými materiály (nátěrovými hmotami) – stříkání, polévání a navalování.

Pro aglomerované materiály se pak využívá zejména těchto povrchových úprav:

• Surové nebroušené,

• Surové broušené,

• Dýhované,

• Dýhované s konečnou povrchovou úpravou laky,

• Laminované papíry impregnovanými pryskyřicemi,

• Laminované nábytkovými krytinami a foliemi,

• Kašírované papírovými a plastovými foliemi,

• Potiskované,

• Tmelené.

Povrchové úpravy aglomerovaných materiálů mohou mít funkci ochrannou a estetickou, konstrukční či kombinovanou (konstrukčně-estetickou).

Konkrétní důležité produkty (pokračování kapitoly)

Dřevotřískové desky – DTD

Desky z orientovaných plochých třísek – OSB

Dřevovláknité desky – DVD

Překližky

Laťovky

Dílčí lekce

Zdroje

• BERÁNKOVÁ, Jitka. PROLIGNUM. Materiály na bázi dřeva [online]. 2010 [cit. 2014-10-22]. Prohlubovací kurs v oboru dřevostaveb. Dostupné z: http://www.prolignum.cz/fileadmin/prolignum/media.cz/Holzbaukurs/Kapitel2-JB.pdf
• BÖHM, Martin, Jan REISNER, Jan BOMBA a Jiří LUKÁŠEK. Materiály na bázi dřeva. Materiály na bázi dřeva [online]. 2012 [cit. 2014-01-01]. Dostupné z: http://drevene-materialy.fld.czu.cz/uvod/
• HRÁZSKÝ, Jaroslav a Pavel KRÁL. Kompozitní materiály na bázi dřeva: Část I.: Aglomerované materiály. Brno, 2007. ISBN 978-80-7375-034-3. Učební text. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně.

Testy