Mendelova univerzita v Brně

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav nábytku, designu a bydlení Aplikace voštinových desek v interiéru Bakalářská práce 2009/2010 Jiří Šťásek

2 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Aplikace voštinových desek v interiéru zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:... podpis studenta - 2 -

3 Poděkování Tímto bych chtěl poděkovat vedoucímu mé bakalářské práce panu doc. Ing. Dr. Petrovi Bruneckému za odborné vedení, cenné rady a pomoc při zpracování zadaného tématu. Dále bych chtěl poděkovat panu doc. Ing. Dr. Jaroslavu Hrázskému za poskytnuté studijní materiály. V neposlední řadě děkuji zaměstnancům školních dílen za odborné rady při výrobě prototypu stolu a dále pak všem, kteří se spolupodíleli na vzniku této bakalářské práce

4 Abstrakt Jiří Šťásek Aplikace voštinových desek v interiéru Bakalářská práce byla vytvořena studiem dostupných informačních zdrojů a literatury, jejich shrnutím a sepsáním do ucelené formy. Účelem této práce je shrnout dosavadní vývoj voštinových desek, předvést možné konstrukce a materiály vztažené na použití v interiéru a přiblížit možné aplikace na nábytku. Voštinové desky jsou díky své nízké hmotnosti a výborným mechanickým vlastnostem vhodným řešením v konstrukcích nábytku. Díky zanedbatelné hmotnosti a širokým profilům jsou vyhledávaným artiklem zákazníků, kteří tvoří současný trend a vysokou poptávku po těchto širokých profilech. Velkou předností těchto konstrukčních desek je šetrnost k životnímu prostředí. V praktické části bakalářské práce je řešena aplikace principu voštinových desek na konstrukci prototypu pracovního stolu spolu s technologickým postupem výroby a uvedení možností zpracování v průmyslové výrobě. Klíčová slova: voštinová deska, plášť, jádro, vlnitá lepenka, karton, papírová voština, konstrukční deska Abstract Jiří Šťásek Application of the honeycomb panels in interior Bachelor's thesis was created by studying of the available information sources and literature, sorting and writing in a coherent form. The purpose of this work is to summarize the existing progress of honeycomb panels, demonstrate possible structure and materials related to interior use and can approximate possible construction in furniture applications. Honeycomb panels due to their low weight and excellent mechanical properties are a good solution in a furniture construction. Thanks to the insignificant weight and broad profiles is a popular customer s commodity, which represents the current trend and high demand for these broad profiles. A great advantage of these constructional boards is environmental friendliness. Practical part of this work is solved by application of the principle honeycomb panels for construction of a prototype working desk. This section describes the technological procedure and mentioned the possibility of working in industrial production. Key words Honeycomb panel, cover, core, corrugated cardboard, cardboard, paper honeycomb, constructional board

5 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE METODIKA HISTORICKÝ VÝVOJ VÝROBY VOŠTINOVÝCH DESEK VE SVĚTĚ SOUČASNÁ SITUACE VÝROBY A POUŽITÍ VOŠTINOVÝCH DESEK PŘEDNOSTI MODERNÍHO MATERIÁLU VOŠTINOVÝCH DESEK Minimální hmotnost Optimální tuhost a pevnost v ohybu Zvýšená mobilita Maximální volnost při tvorbě konstrukcí Rozmanité spektrum použití Šetrnost ke zdrojům Odstraňování odpadu KONSTRUKCE VOŠTINOVÝCH DESEK ANALÝZA TRHU EGGER GmbH (EGGER, spol. s r. o.) MONTANNA, spol. s r. o MELECKY a. s HAVEL COMPOSITES CZ, spol. s r. o ALUCOMPOSITE PANELS, spol. s r.o TECHNOLOGIE ZPRACOVÁNÍ VOŠTINOVÝCH DESEK ŘEZÁNÍ A FRÉZOVÁNÍ POTAHOVÁNÍ LAMINÁTEM / DÝHOVÁNÍ Lisovací tlak RÁMY V NÁBYTKOVÝCH KONSTRUKCÍCH OLEPOVÁNÍ BOČNÍCH PLOCH POSTFORMING, SOFTFORMING POVRCHOVÁ ÚPRAVA KOVÁNÍ PRO VOŠTINOVÉ DESKY APLIKACE VOŠTINOVÝCH DESEK V INTERIÉRU PRACOVNÍ DESKY APLIKACE PRINCIPU VOŠTINOVÉ DESKY NA KONSTRUKCI STOLU DEFINICE MATERIÁLU KONSTRUKCE PRACOVNÍHO STOLU TECHNOLOGIE VÝROBY KONSTRUKČNÍCH DESEK KORPUSU Skládání souborů Lepení Lisování a sušení

6 Formátování Příprava pro folding Montáž boxů Povrchová úprava TECHNOLOGIE VÝROBY STOLOVÉ DESKY Lisování souborů Formátování Povrchová úprava Montáž MOŽNOST PRŮMYSLOVÉHO ZPRACOVÁNÍ Strojní zařízení a řezné nástroje Způsob lepení a použitá lepidla Způsoby povrchové úpravy DISKUZE ZÁVĚR SUMMARY SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

7 1 ÚVOD Životní prostředí a ekonomie jsou v dnešní době rozhodujícími faktory, které určují chod celé společnosti. Neustálé hledání nových materiálů, vyhovujících těmto požadavkům a inovace materiálů již existujících, je stále výraznější. Moderní materiály jsou hlavním impulsem současného pokroku. Tento pokrok přináší stále nové možnosti, jenž byly dříve jen fantazií. Je až ohromující, jak se dnešní úroveň vědy, techniky a materiálů v posledních desetiletích neuvěřitelným tempem vyvíjí. Tento nespoutaný vývoj se nevyhnul ani dřevařskému průmyslu, kde dochází k aplikaci nových moderních materiálů. Nové konstrukce a materiály si však žádají inovace stávajících technologií obrábění. Dřevo, jako přírodní zdroj konstrukčního materiálu nejvyšší kvality s výbornými užitnými vlastnostmi, je pro nás svým použitím jedinečné. Ekologie a šetrnost při zpracování tohoto cenného zdroje přináší nutnost hledání nových řešení, které by byly vhodnou variantou nahrazující tuto surovinu. Budoucnost nábytkářské výroby tak patří moderním materiálům. Dnešní trh nabízí široké spektrum materiálů, které jsou vytvořeny pouze z jednoho materiálu. Tedy neobsahují žádné jiné materiály nebo jiné složení ve vrstvách. Na tyto základní materiály je kladeno nemalé množství požadavků, avšak ne vždy je splňují. Mnohem zajímavější alternativou je použití materiálu, ve kterém se kombinují. Tímto spojením se dosahuje kvalitních konstrukcí s lepšími vlastnostmi, než kterých jsme schopni dosáhnout u materiálů základních. Konstrukce, ve kterých se kombinují různé materiály, nepřináší pouze výhodnější vlastnosti, ale dovolují kreativní vyžití tvůrcům moderních staveb a konstrukcí. Vznikají tak projekty, jež by s použitím starších materiálů nebylo možné realizovat. Tyto materiály však neposkytují uspokojení pouze nám, ale také životnímu prostředí na Zemi. Úspora základních surovin, které se docílí při vytváření těchto materiálů, přináší zároveň ekonomické odlehčení. Nevýhodou je nutnost řešení likvidace kombinovaných materiálů. Přítomností více vrstev se likvidace stává náročnější než u některých základních materiálů. Postupným vývojem vznikají nové konstrukční materiály, mezi které řadíme tzv. sendvičové konstrukce. Mezi tyto vrstvené konstrukční desky patří voštinové desky, které nacházejí uplatnění v širokém spektru oborů. Voštinové desky s papírovou výplní, - 7 -

8 vloženou do dřevěného rámečku a oboustranně překrytou tenkými konstrukčními deskami z aglomerovaných materiálů, vyhovují dnešním požadavkům na nábytek. Moderní technologie pro jejich výrobu a zpracování již v dnešní době dovoluje nepřeberné spektrum použití

9 2 CÍL PRÁCE Cílem práce je shrnout historii výroby a aplikaci voštinových desek ve výrobě nábytkářských dílců. Dále vyzdvihnout výhody používání voštinových desek a tím osvětlit jejich masivní nástup do konstrukcí nábytku. Zjištěné informace a poznatky následně využít při výrobě prototypu pracovního stolu, na kterém budou aplikovány principy voštinových desek

10 3 METODIKA 1. Analýza historického a současného stavu řešené problematiky v literatuře, firemních podkladech a jiných zdrojích, 2. shromažďování, zpracování a vyhodnocení dosažených informací, 3. aplikace principů voštinové desky na výrobu prototypu, 4. realizace vlastního experimentu, 5. návrh průmyslového zpracování, 6. zhodnocení řešené problematiky a jejich výsledků

11 4 HISTORICKÝ VÝVOJ VÝROBY VOŠTINOVÝCH DESEK VE SVĚTĚ Koncem první poloviny dvacátého století se v Holandsku objevily první distanční výplňové materiály zhotovené z papíru, které dostaly české označení voštiny. Byly využívány při výrobě interiérových dveří a později i nábytkových stěn a měly nahradit již tehdy nedostatkové a drahé dřevo. Velice brzy docenili přednosti papírové voštiny, spočívající v její velké plošné pevnosti, malé hmotnosti a nízké ceně, i výrobci v jiných zemích. Používání tohoto konstrukčního materiálu se tak začalo šířit i do dalších oblastí. Voštiny, tedy výplňový materiál s hexagonální vnitřní strukturou, totiž začaly být vyráběny nejenom z papíru, ale i z dalších surovin. Tímto materiálem byla například fólie z hliníkových slitin, což zaručovalo další podstatné zvýšení jejich pevnosti. Z toho důvodu začaly nacházet uplatnění v různých průmyslových oborech, jako byla například výroba letadel nebo lodí. ( V Československé republice byla zavedena produkce papírové voštiny v sedmdesátých letech minulého století podnikem Brněnské papírny a byla používána jako výplňový materiál při výrobě interiérových dveří. Po roce 1989 ale začala tato výroba v Brněnských papírnách stagnovat. V roce 2001 navázala na tradice tuzemské produkce papírové voštiny opavská společnost MELECKY a. s., působící na trhu zpracování papíru a celulózy v oblasti výroby obalů z papíru a lepenek, která strojní zařízení na tuto specifickou výrobu od Brněnských papíren odkoupila. Během uplynulých čtyř let se díky aktivnímu marketingu a využití papírenských a zpracovatelských zkušeností stala jedním z největších výrobců papírových voštin ve střední a východní Evropě a dominantním dodavatelem tohoto výplňového materiálu v České republice. Tato společnost se také začala intenzivně zabývat i vývojem a výrobou různých obalových produktů založených na využití papírové voštiny a označených vlastní obchodní značkou Fixboard, které nacházejí uplatnění ve stále nových průmyslových oborech. ( V druhé polovině dvacátého století probíhal výzkum ve výzkumné organizaci Forest Products Laboratory, se sídlem v USA. Stejně tak i v jiných zemích byl zaměřen na vytvoření konstrukčního materiálu, založeném na odlehčeném středu a pevném plášti

12 Tímto vývojem bylo vytvořeno mnoho specifických konstrukcí s odlišnými použitými materiály, technologiemi výroby, dostupností surovin, možností zpracování průmyslových odpadů a hlavně účelem použití. Jako příklad lze uvést konstrukci dřevotřískové desky s vylehčeným jádrem s nižší spotřebu dřevní suroviny a lepší tepelně-izolační vlastnosti. Lehké konstrukční materiály se sendvičovou strukturou se tak díky svým výborným fyzikálním vlastnostem, nízké ceně a hmotnosti začaly objevovat takřka ve všech průmyslových odvětvích. Tento celosvětový trend se nevyhnul ani stavebnictví a nábytkářskému průmyslu. Voštinové desky se začaly používat nejen na konstrukci nábytku, ale také v modifikované formě (krycí desky z papíru) na jeho přepravu

13 5 SOUČASNÁ SITUACE VÝROBY A POUŽITÍ VOŠTINOVÝCH DESEK Voštinové desky tedy nejsou úplně novým pojmem a jejich princip je, jak už to u převratných věcí bývá, velice jednoduchý. I přes všechny výhody použití voštinových desek není jejich produkce u nás příliš hojně zastoupená a například soukromí truhláři a menší firmy nejsou schopni jejich výrobu a zpracování zvládnout. V posledních letech jsou trendem lehké konstrukční materiály na bázi dřeva. Nacházejí využití především v letecké dopravě, při stavbě lodí či karavanů, nebo i navrhování a konstruování nábytku. Jejich uplatnění se bude dále rozšiřovat, zejména do oblastí vnitřní výstavby, a to pro konstruování nenosných vnitřních stěn. Tímto se otevírají široké možnosti nejen pro trhy s těmito lehkými konstrukčními materiály na bázi dřeva, ale i pro jejich výrobce. ( Uplatnění voštinových desek ve všech průmyslových odvětvích je velmi široké a stále se nacházejí nové možnosti pro jejich použití. Aplikace nových konstrukcí, materiálů a konstrukčních prvků napomáhá silnému rozmachu používání těchto sendvičových desek. Princip desek je však ve všech případech stejný. Jedná se o vylehčené jádro zalisované krycími deskami s různými vlastnostmi. V současné době podléhá největšímu vývoji v nábytkářské výrobě tvorba a použití pracovních desek s voštinovým jádrem. Tyto desky nacházejí uplatnění jako kuchyňské desky či desky pracovních stolů. Široké spektrum krycích desek s různými dekory, dokončení povrchu na vysoký lesk, různé možnosti dokončení bočních ploch, možnost použití postformingu i softformingu díky bočním výztuhám, speciální kování a mnoho dalších věcí stojí za vysokým rozmachem používání voštinových desek v posledních několika letech. Dalším důvodem je vzhled výrobku. Současný trh si žádá desky s širokými profily. Tento trend je stále více vidět na veletrzích nábytku. Firmy, které se chtějí udržet v dnešním konkurenčním prostředí si uvědomují, že použití silných profilů ve

14 svém portfoliu je nezbytné. Silné profily nábytkových dílců zastávají sendvičové desky z různých materiálů, mezi které patří právě voštinové desky. 5.1 PŘEDNOSTI MODERNÍHO MATERIÁLU VOŠTINOVÝCH DESEK Minimální hmotnost Hlavní předností tohoto materiálu je snížení jeho hmotnosti. Tyto lehké konstrukční desky dovolují výrobu nábytkových dílců výrazně nižší hmotnosti, která může podle použitých materiálů činit 50% nebo dokonce až 30% hmotnosti klasických konstrukčních desek, při zachování či zlepšení jejich mechanických vlastností. Se zvětšováním tloušťky sendviče dochází k velmi nízkému nárůstu jeho hmotnosti zvětšuje se pouze tloušťka lehkého jádra, které mívá obvykle hustotu okolo kg.m -3. V důsledku snížení hmotnosti dochází k redukci surovinových a energetických nákladů při výrobě a dopravě. Nespornou výhodou se tak použití voštinových desek stává i pro koncového zákazníka. Jedná se o snazší manipulaci při montáži a zvýšenou životnost kování, která tím zvyšuje i celkovou životnost nábytku Optimální tuhost a pevnost v ohybu Ohybová tuhost sendvičové desky je přímo úměrná druhé mocnině její tloušťky. Pevnost v ohybu také roste se vzdáleností krycích desek, ale při dimenzování sendviče je nutné zároveň uvažovat se smykovou pevností jádra. Lze říci, že pevnost jádra ve smyku roste přímo úměrně s jeho hustotou. Pevnost v ohybu se zvyšuje s použitím laminátu nebo dýhy na povrchových plochách. O pevnosti desky v tlaku ve směru její tloušťky rozhoduje hlavně pevnost jádrové části v tlaku, ale také tloušťka potahů a jejich tuhost. Pevnost jádra v tlaku roste s jeho hustotou. Voštinová jádra mají lepší mechanické vlastnosti, než pěnová jádra při shodné hustotě. Ohybová tuhost a pevnost nejsou jedinými přínosy voštinových desek. Mezi další výhody řadíme únavovou odolnost, odolnost proti šíření trhlin, proti rázům, tepelnou odolnost a odolnost proti ohni. Dále tlumení, tepelná a akustická izolace

15 Všechny tyto vlastnosti jsou dány převážně materiálem a charakterem jádra.( ) Obr. 1 Měření meze pevnosti podle DIN Požadavky na průhyb podlah (stolařský magazín) Tab. 1 Měření průhybu voštinových desek podle DIN (stolařský magazín) Můžeme tedy vyvodit, že v důsledku použití vysoce zhuštěných krycích desek na bázi dřeva a šestiúhelníkového voštinového jádra ve středové vrstvě docílíme vysoké pevnosti v ohybu při nízké hmotnosti a spotřebě materiálu

16 5.1.3 Zvýšená mobilita Snadná montáž a demontáž v důsledku nízké hmotnosti a stále se rozvíjejících systémů kování. Příznivější přeprava s možností většího objemu přepravovaných dílců o poznatelně nižší hmotnosti. Dochází tím nejen k nižšímu opotřebení dopravních prostředků a manipulačních strojů, ale také k úspoře pohonných hmot. V dnešní době se tato ekonomická a ekologická hlediska dostávají na první místo a jsou často klíčová při rozhodování a plánování firem. Pro koncového zákazníka je také důležitá lehkost při stěhování Maximální volnost při tvorbě konstrukcí Nepřeberné množství dekorů povrchových ploch a hran voštinových desek se v dnešní době rychle přibližuje nabídce klasických DVD a MDF desek. Tato skutečnost nabízí řadu možností jak sladit povrchové úpravy ploch a hran a tím docílit požadovaného efektu při použití na nábytku v interiéru. Dnešní nabídka kování pro voštinové desky již neomezuje při tvoření různých konstrukcí výrobce ani zákazníky Rozmanité spektrum použití Použití voštinových desek je nekonečné a objevuje se ve všech průmyslech a odvětvích. V našem případě konstrukční desky s papírovým jádrem a krycími deskami z různých aglomerovaných materiálů mají v interiéru široké použití. Voštinové desky nalezneme jako dělící nenosné, ale i nosné stěny. V současnosti nacházejí široké uplatnění při stavbě veletržní konstrukce, kde se nejvíce využívá nízké hmotnosti a vysoké mobilnosti. Neméně důležitým aspektem je i vzhledový efekt a již dříve zmíněný současný trend širokých profilů, který má přilákat potencionální zákazníky. Oblastmi použití v rámci inovací kompozitních materiálů na bázi dřeva jsou zejména vnitřní dveře, stoly, regály, variabilní kancelářské zařízení, moderní koncepce tvorby bytových prostorů a v neposlední řadě kuchyně a pracovní desky. (stolařský magazín, 2007)

17 5.1.6 Šetrnost ke zdrojům Při výrobě voštinových desek dochází k efektivnímu využití dřeva, optimalizaci spotřeby energií a následnému efektivnímu využití přepravovaného objemu Odstraňování odpadu Odstraňování odpadu lehčených konstrukčních desek je stejné jako u ostatních deskových materiálů na bázi dřeva: látkově využitelné pouze minimální zatížení životního prostředí škodlivými emisemi při správném spalování. (

18 6 KONSTRUKCE VOŠTINOVÝCH DESEK Konstrukce voštinových desek je založena na principu sendvičové struktury. Tři vrstvy, ze kterých se skládají, jim dávají jejich jedinečné vlastnosti. Skládají se z dvou nosných desek, mezi kterými je voštinová výplň. V případě potřeby je do velmi rozměrných dílců vložen rám. Jako nosné desky se používají MDF nebo tenké dřevotřískové desky o tloušťkách 3, 4 a 8 mm. Spojení těchto vrstev se docílí slisováním nebo slepením. Hrany je možné zalakovat nebo olepit podobně jako klasické dřevotřískové desky. Voštinovou strukturu tvoří řady šestiúhelníkových komůrek. Všechny hrany komůrky tvoří hrany sousedních komůrek. Voština je v nábytkářském průmyslu tvořena recyklovaným kartónovým papírem a svou strukturou se velmi podobá medové plástvě. Kromě papírových voštin, bylo v minulosti využíváno voštin vyrobených z odpadu dřevovláknitých desek nařezaných na pásky, které jsou prodrážkované a spojené v drážkách do tvaru mřížkové voštiny. (Král, Hrázský, 2006) Výslednou konstrukci, vzniklou slepením všech tří vrstev, je možné obrábět podobným způsobem jako dřevotřískové desky. Pro slepení se v současnosti používá PUR lepidlo, které je válci nanášeno na hranky papírové voštiny. Pro zalisování vrstev se používají etážové lisy, ve kterých probíhá lisování za tepla. V minulosti se pro lepení vrstev používalo močovinoformaldehydové lepidlo aplikované na vnitřní stranu opláštění. Takto lepené voštinové desky byly ohraničeny rámem z masivního dřeva a využívány pro výrobu interiérových dveří, tzv. Dveřovky. (Křupalová,1999) Voštinové desky mají ze všech používaných konstrukčních desek dovoleny nejvyšší tolerance celkem 1,2 mm. Je to dáno skutečností, že při výrobě těchto desek se sčítají tolerance dvou vláknitých desek a rámu voštiny. Rozsah tloušťkových odchylek je však vážnou překážkou při zpracování voštinových desek, zejména při nanášení lepidla pro dýhování, při broušení na mechanizovaných linkách a broušení laku při povrchové úpravě. Pro průmyslovou výrobu je proto nezbytnou podmínkou dodatečná egalizace voštinových dílců. (Drápela, 1980)

19 Dělení voštinových desek podle: 1) konstrukce 2) materiálu středové výplně 3) materiálu krycích desek Rozdělení dle konstrukce: 1) voštinová výplň vložená mezi dva pláště (velkoplošná konstrukční deska), bez obvodového rámu Obr. 2 Voštinová výplň vložená mezi dva pláště bez obvodového rámu ( 2) voštinová výplň vložená mezi dva pláště s přítomností obvodového rámu (polotovar s definovanými rozměry) Obr. 3 Voštinová výplň vložená mezi dva pláště s obvodovým rámem (

20 Rozdělení dle materiálu středové výplně: 1) Výplň z mřížky tvořená páskami tvrdé dřevovláknité desky, které jsou prodrážkované a spojené drážkami do mřížkové struktury, 2) výplň z papírových voštin, která dle velikosti šestiúhelníkových komůrek ovlivňuje tuhost desky, 3) výplň z mnoha-vrstvené vlnité lepenky, 4) výplň z jiného vhodného nebo nedřevěného materiálu (hliníková, aramidové, polypropylénová, ). Obr. 4 Výplň z mnoha-vrstvené vlnité lepenky ( Rozdělení dle materiálu krycích desek: 1) dřevotřísková deska surová 2) dřevotřísková deska tvrdá 3) dřevotřísková deska laminovaná 4) jiný nedřevěný materiál (kov, kámen, sklo, plast, )

21 7 ANALÝZA TRHU Ve střední Evropě, se zaměřením na Českou republiku, byli vybráni hlavní zástupci, kteří voštinové desky různého provedení a materiálů vyrábí a případně i zpracovávají do finálních výrobků. 7.1 EGGER GmbH (EGGER, spol. s r. o.) Tato rakouská holdingová společnost se sídlem mateřské společnosti v St. Johannu v Tyrolsku, založena v roce 1960, má asi 10% podíl výroby kompozitních materiálů na bázi dřeva na evropském trhu, patří mezi nejvýznamnější světové producenty v tomto oboru. Firma v roce 2006 vybudovala v závodu St. Johann novou výrobní linku Eurolight a zahájila tak výrobu lehkých konstrukčních desek (voštinových desek) EUROLIGHT. EUROLIGHT je deska sendvičové konstrukce s vnějšími vrstvami vytvořenými z tenkých třískových desek nebo MDF desek a s jednou vrstvou středovou, která je z kartonové voštiny. Provedení bez vyztužení a s vyztužením Desky EUROLIGHT s vkládanými výztuhami (příčkami) umožňují klasické konstrukce nábytku a připevnění kování a provedení různých spojení. V první fázi je ve výrobním závodě vyrobena velkoplošná deska formátu x mm, v tloušťkách od 15 do 100 mm. Garantovaný výkon výrobní linky m 2 /den odpovídá denní kapacitě m3 při tloušťce desky 30 mm. Ve druhém výrobním kroku jsou postupem post-frame vloženy materiály výztuh (výztužné příčky). Podle následného dokončení a použití aplikuje firma EGGER výztuhy standardizovaných šířek 10, 38 nebo 50 mm. Na stabilní hrany (varianta výztuhy 10 mm) se dají bezproblémově přilepit všechny obvyklé druhy dekoračních hran. Při použití výztuh šířek od 38 mm je rovněž možno na deskách aplikovat postforming a softforming, a to dle profilu až do tloušťky desky 80 mm. V průběhu výrobního procesu mohou být aplikovány na delších stranách desek, pomocí PU lepidel s povrchovou plochou, shodné

22 krycí nebo dekorativně zvýrazňující hrany. V současných moderních kuchyních nachází takové řešení vzrůstající využití. Jako významný partner nábytkářského průmyslu, opatřuje firma EGGER podle individuálních požadavků zákazníků tyto lehké konstrukční desky pro výrobu nábytkových dílců frézováním či vrtáním, a to až do tloušťky 60 mm. ( ) Obr. 5 Konstrukce voštinové desky Eurolight (EGGER GmbH.) Typy desek EUROLIGHT EUROLIGHT surová celá deska bez rámové výztuže Jedná se o konstrukční desku bez výztuže určenou pro nábytkářský průmysl a vnitřní výstavbu. Vyrábí se v rozměrech x mm, v tloušťkách mm. Standardně je tento typ opatřen krycí vrstvou tvořenou tenkou deskou EUROSPAN 2000 nebo deskou FORMLINE 2000 tloušťky 3 4 mm nebo FORMLINE 3000 tloušťky 3 4 mm. Střední vrstva je z kartonové šestiúhelníkové voštiny (rozteč 15 mm) a s krycí vrstvou je slepena pomocí PUR lepidla. V provedení EUROLIGHT surová deska se povrchové krycí vrstvy tvořené tenkými třískovými deskami EUROSPAN 2000 vyznačují jemnými třískami (vlákny) světlé barvy. V provedení EUROLIGHT DEKOR je od tloušťky 4 mm na krycí vrstvy nalisován papír naimpregnovaný melaminovou pryskyřicí. V souladu s typem

23 a dekorem použitým na povrchové plochy jsou pro ohranění použity hrany z obsáhlého programu EURODEKOR. Rovněž je možné dokončení povrchových ploch foliemi a jakostními laky, např. DD, PUR, akrylátovými nebo vodouředitelnými. V provedení EUROLIGHT LAM je krycí vrstva z třískové desky EUROSPAN 2000 dokončena nalepením laminátu (z programu EUROFORM ) o tloušťkách 0,15 až 1,2 mm. Tento typ povrchové úpravy je vhodný pro pracovní desky nebo plochy stolů, max. šířka mm. Desky EUROLIGHT FIN mají krycí vrstvu z tenké třískové desky EUROSPAN Tato je dokončena dekorativní fólií. K dispozici je standardní kolekce 30 dekorů. (stolařský magazín, 2007) 7.2 MONTANNA, spol. s r. o. Tato česká firma, fungující od roku 1991, zastává nemalý podíl na výrobě a exportu voštinových desek v České republice. Pelhřimovská firma vlastní novou linku na výrobu voštinových desek od německé firmy TORWEGGE (patřící do skupiny HOMAG). Díky této lince může firma vyrábět desky bez vnitřního rámu a rám vložit pouze pro použití v extrémně namáhaných konstrukcích. Úzká spolupráce firmy Montanna spol. s r.o. s významnými výrobci nábytkářského kování, kteří se v posledních letech specializují na vývoj kování a spojovacích prvků pro voštinové desky, zaručuje kvalitní nabídku kompletního systému. Jako výrobce mohou dodávat voštinové desky přesně dle přání zákazníka, což umožňuje velké množství kombinací různých druhů a tloušťek nosných desek, provedení voštinového papíru, výšek voštin a velikostí komůrek ve voštinách. ( Ve svém sortimentu firma nabízí nejen rovné, ale i ohýbané voštinové desky. Materiálem vnitřní konstrukce může být papírová voština, polystyrén nebo tvrzená pěna. Krycí desky jsou tvořeny slabými dřevotřískovými deskami, MDF, HDF, laminátem, kartónem, sklem, plexisklem a dalšími krycími materiály. Povrchy těchto desek jsou dokončeny v provedení a dekorech nabízených výrobci slabých dřevotřískových desek, MDF, HDF a laminátů. Povrchy mohou být dokončeny základovou fólií pro barevný nástřik, dýhou nebo klasický surový povrch. Krycí desky jsou k voštinovému jádru lepeny lepidly na bázi polyuretanu a slepování jednotlivých desek je zajištěno vlastním

24 patentovaným systémem MONTANNAFIX (45 o ) nebo klasicky natupo (90 o ). Desky s olepením se vyrábějí do tloušťky 65 mm a bez olepení až do tloušťky 100 mm. Obr. 6 Ukázka rohového spojení konstrukčních desek ( 7.3 MELECKY a. s. Podnikatelská činnost firmy se datuje od roku Firma za dobu své působnosti vyvinula velké množství dobrých obalových řešení a je vlastníkem několika patentovaných postupů výroby a konstrukčních řešení výrobků i obchodních značek. Firma působí po celé Evropě a vlastní několik výrobních závodů. Konkurenční společností v tomto oboru v České republice je přerovská firma 2M4 STK a. s. s podobnou nabídkou sortimentu. Firma se zabývá výrobou papírových voštin hlavně pro použití v obalové technice. Pod obchodní značkou FIXBOARD vyrábí lehký fixační a obalový materiál. Nejedná se o konstrukční materiál pro dřevařskou výrobu, ale o voštinovou konstrukci pro jiné účely. Základem je papírová voština, která je oboustranně opláštěná tuhým silným papírem. Tyto voštinové desky jsou lehké, pevné a zabraňují poškození přepravovaného výrobku. Ve formě obalů se staly náhradou dřevěných nebo jiných desek z aglomerovaných materiálů. (melecky.trade.cz)

25 Obr. 7 Přepravní paleta s ochranou rohů a hran ( Obr. 8 Složená papírová voština ( Program FIXBOARD obsahuje výrobky FIXBOARD - desky, FIXBOARD - palety a FIXBOARD - ochranné rohy. Dalším sortimentem firmy je recyklovaný a xeroxový papír a klasická papírová voština s krycí deskou z kartonu o plošné hmotnosti g.m 2. Výhody produktu FIXBOARD : - Vysoká pevnost v tlaku (až 40t/m2), - cenově velmi výhodný, - o tloušťce až 100 mm, - šetrný k životnímu prostředí, - bezpečná a snadná manipulace, - pohlcuje hluk a vibrační energii, - lehký, pevný, absorbuje nárazy, - plně recyklovatelný, - standardní i individuální rozměry, - snadná a levná likvidace

26 Voštinový materiál je plně recyklovatelný, protože se vyrábí pouze z kraftového papíru a lepidla na vodní bázi. Díky možnosti přesného ražení a různým tloušťkám v rozsahu 10 mm až 110 mm lze vytvořit nejrůznější tvary. Materiál je pevný a výborně odolává svislým tlakům. Je-li třeba zajistit odolnost proti vlhkosti, lze materiál opatřit ochrannou povrchovou vrstvou z PE. 7.4 HAVEL COMPOSITES CZ, spol. s r. o. Tato společnost se zabývá výrobou kompozitních materiálů, pryskyřic, lepidel a tkanin. Jejich nabídka obsahuje i voštinové desky aramidové, hliníkové, papírové, plastové a poly-propylénové voštinové desky oboustranně opláštěné netkanou textilií. Hliníkové voštiny se používají jako sendvičový materiál při výrobě různých panelů, lodí, letadel, automobilů a mnoha dalších výrobků u kterých se vyžaduje vysoká tuhost a zároveň také nízká hmotnost. Výroba aramidových voštin je hi-tech v oboru sendvičových konstrukcí. Tento unikátní vynález je řazen mezi nejlehčí materiály na světě. Plastová PP voština je ekonomickou alternativou aramidových voštinových desek. Objemová hmotnost polypropylénových voštin se pohybuje kolem 80 kg.m ALUCOMPOSITE PANELS, spol. s r.o. Tato firma dodává na trh kompozitní materiály pod názvem ACP a dále sendvičové desky pod názvem voštinové desky. Tyto homogenní sendvičové materiály tvoří jádro s šestihrannými AL buňkami ve tvaru hexagonů oboustranně lemované AL plechy. Na voštinu lze nalepit další vrstvu. Touto krycí deskou může být dřevo, kámen či mramor

27 Firma ALUCOMPOSITE PANELS, spol. s r.o. charakterizuje voštinové desky jako materiál: - Lehký, pevný, dokonale hladký, - větruodolný, nárazuvzdorný, nehořlavý, - lehce obrobitelný, tvarovatelný, - rozkládající vibrace, akustická izolace, - recyklovatelný, energeticky hospodárný, - šetrný k životnímu prostředí, - absorbent kinetické energie. ( Obr. 9 Struktura produktu s názvem Kámen voština ( Netradiční materiál vzniká spojením dvou charakteristicky vynikajících materiálů. V tomto případě se jedná o spojení kamene (mramor, žula, pískovec) o síle 6-9 mm a voštinové desky. Obrovskou výhodou tohoto materiálu je odlehčení obkladového materiálu při zachování rovnosti a mechanické pevnosti. Díky použití hliníkových plechů, chránících voštinové jádro, materiál tepelně izoluje, zabraňuje pronikání zvuků a nekoroduje. Využití tohoto netradičního materiálů je opravdu široké a to nejen v exteriérech a interiérech, ale také jako nekontaktní odvětrané fasády, reprezentativní prostory firem, výtahy apod.. (

28 8 TECHNOLOGIE ZPRACOVÁNÍ VOŠTINOVÝCH DESEK 8.1 ŘEZÁNÍ A FRÉZOVÁNÍ Pro řezání voštinových desek je možné použít klasické dřevoobráběcí stroje, jako je stolní kotoučová pila, formátovací pila, ruční kotoučová pila i CNC frézy. Přířezování pomocí formátovací pily nebo stolní kotoučové pily je obecně běžné, doporučuje se zde však předřez. Odpovídající výsledek také ovlivňují faktory při řezání. Rychlost řezání by se měla pohybovat mezi 40 až 60 m.s -1. U ručního posuvu však maximálně 10 m.min -1. Počet otáček se má pohybovat přibližně 3000 až 4000 ot.min -1. Nejlepších výsledků při frézování a profilování je dosahováno při použití vysokých otáček, plynulého posuvu a malého úhlu břitu nože. Při řezání lehčených konstrukčních desek může docházet k hromadění třísek v místě voštinového jádra. Před dalším zpracováním je nutné tyto třísky před dalším obráběním odstranit. Obr. 10 Řezání voštinových desek ( Obr. 11 Vrtání voštinových desek (

29 Při řezání voštinových desek na horizontálních pilách s přítlačným trámem a přítlačnými packami je nutné snížit tlak či zajistit jeho rovnoměrné rozložení. Maximální odolnost v tlaku je u voštinových desek dána velikostí komůrek voštinového jádra. Při použití klasické rozteče elementů voštiny 15 mm je nutné pracovat s maximálním přítlačným tlakem 0,15 N.mm -2 (1,5 kg.cm -2 ). Samozřejmě s ohledem na velikost, počet, popřípadě uspořádání přítlačných pacek je třeba snížit tlak dle typu zařízení na 1-2 bary. V případě, kdy není tlak regulovatelný, je nutné zvětšit přítlačnou plochu nebo snížit tlak přítlačného trámu pomocí vymezovacích hranolů. Při přířezování pracovních desek dokončených vysoce jakostní melaminovou pryskyřicí, dochází k většímu namáhání nářadí, než je tomu při řezání běžných dřevěných materiálů. Z tohoto důvodu je doporučeno používat pily a frézy s tvrdokovovými břity, nebo také diamantové nástrojové břity. Podle požadavků na hrubý nebo jemný řez se používá následujících forem zubů. Obr. 12 Různé profily břitů pro řezání voštinových desek (EGGER GmbH.) Frézování musí probíhat protiběžně. Vrtání je naprosto bezproblémové a je identické s vrtáním TD. Nevýhodou při obrábění voštinových desek je přítomnost karbidů křídy ve středové papírové vrstvě, která tupí nástroje a je proto nutné jejich častější broušení než je tomu například u dřevotřískových desek. Obr. 13 Nesousledné frézování (

30 8.2 POTAHOVÁNÍ LAMINÁTEM / DÝHOVÁNÍ Potahování lehčených konstrukčních desek dýhou nebo laminátem je možné provádět pomocí všech klasicky používaných lepících systémů. Při aplikaci kondenzačních a disperzních lepidel by měla být lisovací teplota nejvýše 90 o C při lisovacím čase do 3 minut. Metoda nanášení lepidla navalováním je použitelná za předpokladu, že jsou dílce před nanášením lepidla tloušťkově egalizovány. Vhodné otvory ve voštinové struktuře zabrání hromadění tepla ve středové vrstvě. Při lisování lehkých konstrukčních desek s rámem na 4 stranách nebo lehkých konstrukčních desek se čtyřstranným nákližkem pomocí vyhřívaných lisovacích desek jsou k rovnoměrnému rozložení tepla nutné odvzdušňovací otvory v oblasti rámu a drážky v papírové struktuře. (stolařský magazín, 2007) Obr. 14 Lisovací podmínky pro potahování lamináty a dýhování konstrukčních desek s krycí vrstvou 8 mm (EGGER GmbH.) Lisovací tlak Při dýhování a foliování bezrámových voštinových desek se doporučuje používat maximální specifický lisovací tlak 0,1 0,3 N.mm -2 opracovávané plochy (1,5 kg.cm -2 nebo 1,5 psi), při rozteči elementů voštiny 15mm. U lisovacího tlaku většího než 0,2 N.mm -2 je doporučeno použití pomocných distančních lišt k zabránění poškození voštinové struktury středové vrstvy nadměrným tlakem. Při použití vyššího tlaku dochází, u voštinových desek s krycími deskami 8mm, k deformaci voštinového jádra a tím k celkové destabilizaci desky. V případě použití krycích desek 3 nebo 4 mm dochází, v důsledku vyššího tlaku, k prolisování voštinové struktury do plochy těchto

31 desek a k jejímu následnému propadnutí na povrchu. Tímto dochází k nechtěné optické vadě na povrchově dokončené ploše. Obr. 15 Schéma lisování voštinových desek (Egger GmbH.) 8.3 RÁMY V NÁBYTKOVÝCH KONSTRUKCÍCH Při vlepování rámovacího materiálu je třeba dbát na to, aby byly krycí vrstvy opatřeny polodrážkou z důvodu zajištění lepšího slepení s rámovacím materiálem. Jako rámovací materiál jsou vhodné dřevotřískové nebo MDF desky nebo také vysušené masivní dřevo bez suků. 8.4 OLEPOVÁNÍ BOČNÍCH PLOCH Olepování voštinových desek je možné provádět na běžných olepovacích strojích. Největší firmy vyrábějící tyto stroje se v posledních letech zabývají vývojem technologií určených právě pro voštinové desky. Nemalé finanční prostředky tak již investovaly firmy jako Homag a Ima (výrobci olepovacích strojů) nebo sdružení společností Rehau (výrobce a dodavatel hranovacího materiálu a přípravků pro ruční dokončení bočních ploch). Je možné použít ruční způsob hranování pomocí přípravků a strojků, který je sice nákladnější, ale u tvarově složitých výrobků nezbytný. Dále se tento typ dokončování bočních ploch používá při nedostatečném strojním vybavení nebo malých sériích nábytku. Při ručním dokončování hran se používá některý z druhů kontaktních lepidel

32 Použít se dají jednak ABS hrany, kontrastní hrany nebo také hrany dýhové. Na klasických olepovacích strojích je možné olepovat desky s 8 mm krycími deskami v tloušťkách 38 mm a 50 mm přímo ABS a kontrastními hranami. Desky tloušťky 38 mm se olepují hranami ve formátu 43 x 1,5 mm a desky tloušťky 50 mm hranami 54 x 2 mm. Desky v tloušťkách 38 a 50 mm lze hranovat vícevrstvými dýhovými hranami. Vhodné jsou pro desky v tl. 38 mm hrany od tl. 1,5 mm a pro desky v tl. 50 mm hrany od tl. 2 mm. Zásadně platí pro hranění dýhovými hranami zpracovatelská doporučení výrobců hran. Bezrámové desky je možné hranit přímo vícevrstvými dýhovými hranami. Hrany pro krycí desky od 8 mm Krycí desky od 8 mm oboustranně, Výztuha bezvýztuhové provedení, v závislosti na typu olepovačky, Tloušťka desky až 60 mm, Hrany tloušťka desky až 38 mm tloušťka hrany 1,5 mm, tloušťka desky mm tloušťka hrany 2 mm, tloušťka desky mm tloušťka hrany 2,5 3 mm. Hrany pro krycí desky 3 a 4 mm Krycí desky Výztuha Tloušťka desky Hrany 3 a 4 mm oboustranně, 10 mm výztuha, 38 mm výztuha, 65 mm výztuha, až do tl. 60 mm čtyřstranné ohranění, melaminové hrany, krycí hrany, dekor v souladu s dekorem povrchů. U hranovacích zařízení nanášejících lepidlo tryskou může dojít z důvodu systému nanášení lepidla u 50 mm silných EUROLIGHT lehčených konstrukčních desek ke zvlnění povrchu hrany, kterému se dá zabránit použitím podpěrné hrany nebo podpěrného rámu, popřípadě odfrézováním voštiny. (EGGER GmbH.)

33 V případě, že by hraněním nebylo dosaženo požadovaných výsledků, je možné prostřednictvím následujících kroků, dle doporučení firmy HOMAG, výsledky hranění na průběžných olepovacích strojích optimalizovat: - snížení tlaku na agregátu tvarové frézy, - snížení tlaku horního pásu, - použití tvarové frézy s lehce vydutým řezem u 2,0 mm hran. ( Při hranění je důležité minimalizovat přítlak, tlak přítlačného válečku a tlak agregátu kopírovací frézy. Pro dokončení hran pracovních desek je možné použít plastové hrany ABS nebo kontrastní hrany pro pracovní desky, jinak nazývané také termoplastové hrany. Tyto hrany zastávají na pracovních deskách nejen funkci designovou, ale hlavně ochrannou. Použití melaminových hran se z důvodu nízké tvarové přepínatelnosti a odolnosti proti nárazům na příčné zahranování ( čelní hrany ) nedoporučuje. 8.5 POSTFORMING, SOFTFORMING Jedná se o způsob dokončování bočních ploch využívaný především u pracovních desek kuchyňského nábytku a u stolových desek, kde jsou kladeny požadavky především na bezpečnost a ochranu proti vnikání vlhkosti. U voštinových desek je postforming možný až do tloušťky desky 80 mm dle druhu profilu. Šířka výztuhy 38 mm. Softforming je možný až do tloušťky desky 38 mm, dle typu profilu. Šířka výztuhy 38 a 65 mm. ( Obr. 16 EUROLIGHT jako element pracovní desky s post/softformingem (

34 8.6 POVRCHOVÁ ÚPRAVA Voštinové desky opláštěné konstrukčními deskami lze povrchově dokončovat klasickými způsoby. Máčení se však nedoporučuje z důvodu možného vniknutí nátěrové hmoty mezi plášti a hranou do struktury desky. Při nanášení nátěrové hmoty navalováním je důležitá příprava povrchu a to zejména tloušťková egalizace dílce

35 9 KOVÁNÍ PRO VOŠTINOVÉ DESKY S novou dimenzí lehkých konstrukcí souvisí technicky zralé systémy kování pro všechny konstrukční varianty v nábytkářském průmyslu. Montáž kování se provádí podle známých předloh. Montáž kování probíhá v závislosti na tloušťce krycích desek. Krycí desky od tloušťky 8 mm, bez výztuh kování může být namontováno tak, jak je známo u konstrukcí nábytku z třískových desek. Krycí desky tloušťky 4 mm, bez výztuh tradiční systémy kování musí být připevněny pomocí speciálních spojek nebo šroubů. Krycí desky tloušťky 3 a 4 mm, s 38 nebo 65 mm výztuhou připevnění kování v rozsahu vyztužení je analogické jako u klasických třískových desek. V oblasti bez výztuhy (např. vedení zásuvek) jsou potřebné speciální spojovací elementy. ( Mezi nejvýznamnější firmy zabývající se výrobou a vývojem specifického kování pro voštinové desky patří firmy Hettich international, Zimmer Group a Haffele. Jejich snahou je vyvinout kování takové, které by umožňovalo použití voštinových desek ve všech konstrukcích nábytku. V současné době existují systémy pro aplikaci kování, se kterým je možnost pracovat jako s kováním klasickým. Dřívější výrobní i finanční náročnost výroby voštinových desek, z důvodu umístění vlysů a rámové konstrukce pro kování, dnes již téměř odpadá. Pokrokové řešení představují lepicí kolíky hettinject od firmy HETTICH. Tyto zavádí exaktně dávkované množství lepidla na horní a spodní krycí desku. Je dosaženo takové pevnosti, jaká je přesně potřebná. Přednosti tohoto řešení spočívají v možnosti použití aktuálního kování, v pozicionovatelnosti kování, lepicí kolíky nahrazují vnitřní výztuhu. (

36 Obr. 17 Lepící kolík hettinject ( Hettinject je injekční technologie s vysokým komfortem zpracování a velkými bezpečnostními rezervami. Toto řešení kombinuje vysokou odolnost proti vytržení a nízkou spotřebu surovin. ( Lepící kolík je dvoudílný prvek, do kterého je pomocí speciální pistole aplikováno přesně určené množství lepidla. Nejlepších vlastností se dosahuje při použití 2-složkového PUR-lepidla. Použití velmi malého množství lepidla (asi 4g) zajišťuje velmi rychlé vytvrzení a odpovídající pevnost v krátké době, což umožňuje rychlé zpracování velkých sérií. Aplikací většího množství lepidla (např. 9g) mírně zvýšíme odolnost proti vytržení, ale čas vytvrzení se zdvojnásobí. Tento proces tvoří trojrozměrnou nosnou strukturu. Z toho plyne velmi stabilní konstrukce, kterou lze zatížit tahem i tlakem. Pevnost není ovlivněna druhem nebo tloušťkou použitého materiálu krycí vrstvy. Lze používat i voštinové desky s velmi tenkou krycí vrstvou (méně než 4 mm). Kolíky je možné použít na desky od 19 mm do 50 mm. Pro upevnění málo namáhaných kování (resp. pro statické zatížení) doplňuje plastové narážecí pouzdro č. 4 HT nabídku hettinject pro voštinové desky s opláštěním od 4 mm. Např. podpěrky polic, nosiče šatních tyčí nebo spojky zad lze osadit v libovolné pozici na voštinové desce pomocí eurošroubů ø 6,3 mm. (

37 Obr. 18 Plastové narážecí pouzdro č. 4 HT ( Podobného systému jako hettinject využívá systém aerofix 100 ze sortimentu firmy Zimmer, který dosahuje podobné odolnosti proti vytržení (udávaný minimální odpor proti vytržení kování je 600 N). Mezi další produkty této firmy patří kolík pro lehké konstrukční desky Pantofix. K jeho aplikaci se využívá jednoduchého mechanického připevnění vyvolaného pomocí toriového šroubováku. Použití kolíku tedy nevyžaduje lepidlo. Spojením spodní a horní krycí vrstvy dochází ke ztužení voštinové desky v místě spoje. Odpor proti vytržení se u tohoto kolíku pohybuje v rozmezí N. Sortiment kování pro voštinové desky nabízených zmíněnými firmami je široký a je uváděn v katalozích jednotlivých firem samostatně. Některá další kování jsou vyobrazena na obr. 19. Obr. 19 Příklady speciálních kování doporučené dodavateli (

38 S novinkou v oblasti kování přichází firma Hettich. V roce 2007 uvedla na trh pouzdro pro uchycení stolových noh. Tento systém vyvinutý speciálně pro lehčené desky nevyžaduje ke své aplikaci žádné speciální uchycení. Pouhým vlepením do struktury voštinové desky je docíleno požadované pevnosti. Tento systém je jednoduchý, šetří náklady a vede ke svobodě designu návrhů. Obr. 20 Hettich table leg adapter: for secure and fixed connection of the table leg and top in lightweight furniture ( design for furniture)

39 10 APLIKACE VOŠTINOVÝCH DESEK V INTERIÉRU Voštinové desky mají při tvorbě interiéru široké spektrum využití. Aktuální designové trendy zdůrazňují hodnotu nábytku tloušťkou použitého materiálu. Voštinové desky tyto nároky splňují při současném snížení hmotnosti a materiálové náročnosti. V obývacích pokojích a ložnicích se díky použití voštinových desek otevírají nové možnosti. Možnost použití silnostěnných korpusů a velkoplošných posuvných dveří přináší do interiéru stabilitu. V kuchyni, kde je pracovní deska středem všeho dění, se využívá výborných vlastností voštinových pracovních desek. Inovace u pracovních desek, hlavně v oblasti ochrany desky proti vniku vlhkosti, přináší široké portfolio kuchyňských desek. Teplotní odolnost je dána vnitřní papírovou hexagonální strukturou a je garantována u většiny výrobců do 120 o C. Vysoké nároky na funkční lehkost u výstavních expozic jsou použitím voštinových desek plně uspokojeny. Výhoda nízké hmotnosti se obzvláště tady vyplatí, neboť právě zde vznikají obzvláště vysoké náklady na dopravu a montáž. Na veletrzích, v komerčních prostorech a veřejných interiérech je tak možné realizovat hodnotný a funkční design. Lehkosti a vlastností tohoto materiálu se využívá také při stavbě lodí, obytných automobilů, dodávek a letadel. V těchto případech je také plně využita vysoká absorpční schopnost desek například při nárazových testech. Typy nábytku a obložení, které tento materiál dovoluje vytvářet, v dnešní době nemá takřka žádné omezení. Neopomenutelnou je také zmínka o dveřovkách, které se již dlouhá léta používají a v různých modifikacích budou i nadále

40 10.1 PRACOVNÍ DESKY Pracovní desky z voštinových desek v posledních letech zaznamenaly asi největších inovací. Také poptávka po těchto sendvičových deskách narůstá a je nutné vyhovět náročným požadavkům, které jsou na pracovní desky kladeny. Pro podstatné kvalitativní znaky jako oděr povrchu, odolnost proti nárazům a poškrábání je požadována vysoká odolnost. Pracovní voštinové desky jsou opláštěny krycími deskami tloušťky 8 mm, mezi nimiž je zalisována šestihranná voština se šířkou buňky 15 mm ze 100 % recyklovaného papíru. Povrchovou úpravou pracovních desek může být například dýha nebo dekorativní laminát na bázi vytvrditelných pryskyřic. Vzhledem k tomu, že se realizují zejména postformingové pracovní desky, je nutné zabránit vniku vlhkosti do pracovní desky. Přechody mezi vrchním laminátem a vlhkosti odpudivým papírovým protitahem na spodní straně jsou proto zapečetěny tavným PU lepidlem. Hrany se dokončují většinou termoplastickými ABS hranami se stejným dekorem nebo kontrastními hranami na základě PMMA, PP a PET. Zadní podélná hrana se potahuje tavným lepidlem. Výřezy, které jsou nutné pro zabudování dřezů a zejména varných desek musí být vždy zaobleny, protože v důsledku častého působení tepla a vysušováním laminátu vzniká vyšší smršťovací napětí a tím dochází k tvorbě trhlin. Hrany těchto výřezů musí být chráněny speciálními profily, které zabraňují jednak vniku vlhkosti do desky, ale jsou také ochranou proti zvýšené teplotě a tlaku

41 11 APLIKACE PRINCIPU VOŠTINOVÉ DESKY NA KONSTRUKCI STOLU Princip lehčeného jádra desek se využívá v mnoha odvětvích a mnoha modifikacích. Na výrobu nábytku se dnes však používá pouze papírové voštiny s krycími deskami z tvrdých a měkkých aglomerovaných desek nebo voštiny kovové. S nábytkářským průmyslem nepřímo souvisí i výroba papírových voštinových desek s krycími deskami z papíru o větší plošné hmotnosti nebo z kartonu. Této lehké konstrukce se využívá především pro přepravu nábytku. V interiéru jako prostoru se však využívají i jiné materiály a konstrukce lehčených desek. Pro příklad bychom mohli zmínit plastové polypropylénové voštiny a PP voštinové desky oboustranně opláštěné netkanou textilií. Jako další se využívají aramidové nebo hliníkové voštiny na nekontaktní odvětrané venkovní fasády domů, vykazující vynikající mechanické, akustické i tepelně-izolační vlastnosti. Obecně lze říci, že voštinové jádro je možné oplášťovat téměř jakýmkoliv materiálem. Takto získané konstrukce vyhovují náročným podmínkám použití a díky povrchové vrstvě se dosahuje i výborného optického efektu. Tato praktická část slouží k řešení použití vrstveného kartonu jako lehčených desek na konstrukci pracovního stolu se zaměřením na vlastnosti použitých materiálů a možnost jejich použití v průmyslové výrobě. Základní požadavky při tvorbě prototypu: - lehkost stolu, která by však příliš neovlivnila mechanické vlastnosti, - použitý materiál vícevrstvý karton, - mobilní stůl složený z více částí s demontovatelnými konstrukčními spoji, - nízká výrobní cena, - použití principu voštinové desky, - konstrukce z širokých profilů bez výrazného zvýšení hmotnosti, - bezpečnost a ergonomie

42 11.1 DEFINICE MATERIÁLU Kartony a lepenky se od papíru liší větší plošnou hmotností. Jako karton se označuje papír s plošnou hmotností (400) g.m -2. Papíry o plošné hmotnosti g.m -2 se označují někdy jako polokartony. Lepenka je papír o plošné hmotnosti od 250 g.m -2 do tisíců g.m -2. Toto rozmezí se přesně nedodržuje ani u nás, ani v zahraničí. Kartony a lepenky mohou být jedno- a vícevrstvé. Vícevrstvé kartony a lepenky jsou vyrobeny z více vrstev stejného nebo různého vlákninového složení, popřípadě různé barvy. Vícevrstvé kartony a lepenky se vyrábějí buď spojením několika prvotních vrstev z jednotlivých sít slisováním za mokra nebo slepením několika vrstev hotového papíru nebo kartonu, obyčejně různého složení, mimo papírenský stroj. Slepování se dříve nazývalo kašírování. Takto vyrobený karton (lepenka) se pak nazývá slepovaný karton (slepovaná lepenka), dříve kašírovaný karton (kašírovaná lepenka). Vlnitá lepenka je jedním z nejvýznamnějších obalových prostředků a její výroba zaujímá ve vyspělých státech jedno z předních míst v celkové produkci papíru a lepenky. Základní složkou vrstvené lepenky je zvlněná vrstva, která určuje charakter i druh výrobku a dodává lepence schopnost plnit funkci příhradového nosníku. Podle tvaru se rozlišují vlna oblá a vlna klínová. Dvouvrstvá vlnitá lepenka vzniká spojením zvlněného papíru s jednou rovnou vrstvou rovnou. Její měrná hmotnost je cca 100 kg.m -3. Třívrstvá vlnitá lepenka vzniká slepením jedné zvlněné a dvou rovných vrstev. Pětivrstvá vlnitá lepenka vzniká spojením dvouvrstvé a třívrstvé vlnité lepenky. Sedmivrstvá vlnitá lepenka vzniká ze čtyř krycích a tří zvlněných vrstev. Při stejné plošné hmotnosti má několikrát větší pevnost než lepenka pětivrstvá. (Hrázský, 1999)

43 11.2 KONSTRUKCE PRACOVNÍHO STOLU Obr. 21 Prostorové zobrazení a základní montážní výkres prototypu stolu 11.3 TECHNOLOGIE VÝROBY KONSTRUKČNÍCH DESEK KORPUSU Namísto použití stolových noh a následného připevňování systému zásuvek bylo zvoleno řešení dvou úložných boxů, které slouží současně i pro upevnění stolové desky. Na výrobu boxů byla použita tří- a pětivrstvá vlnitá lepenka o rozměrech 1600 x 1600 mm různé plošné hmotnosti. Tyto plotny byly, pomocí nože nebo řezáku, hrubě naformátovány na dílce s nadmírou. Při řezání dílců s rozdílnou délkou a šířkou bylo nutné sledovat směr vln v lepence, kvůli následnému skládání souborů do kříže Skládání souborů Takto nařezaná vlnitá lepenka se musela před lepením seskládat. Při skládání souboru se postupovalo od střední vrstvy, kde byla použita nejsilnější pětivrstvá lepenka. Dále se postupovalo přidáváním stále slabších a tím pevnějších vlnitých lepenek směrem k povrchu. Vlny následující desky musely vždy svírat s vlnami desky předchozí pravý úhel Lepení Jednotlivé desky vlnité lepenky se k sobě lepily škrobovým lepidlem speciálně na lepení tapet (TAPETA profi). Pro zvýšení viskozity byl v poměru 1:10 do lepidla

44 přimíchán bramborový škrob (SOLAMYL). Lepidlo se na desky nanášelo štětcem, jednostranně na celou plochu. Lepené plochy byly před nanesením lepidla pomocí rozprašovače zvlhčeny vodou, aby se lepidlo příliš nevsakovalo a nevznikal tak chudý spoj. Obr. 22 Lisování souborů vrstvených lepenek Lisování a sušení Po operaci lepení následovalo zalisování a klimatizace souborů. Lisování probíhalo naskládáním souborů na rovný povrch, který byl zbaven nečistot. Jednotlivé soubory byly skládány na sebe nebo vedle sebe, podle aktuální výšky lisovaných souborů. Při kladení na sebe bylo důležité přesné stohování a prokládání jednotlivých souborů papírem. Takto naskládané sloupce byly plošně překryty laminovanou deskou a zatíženy. Velikost zatížení musela být taková, aby nevznikaly mezery mezi deskami, ale aby zároveň nedocházelo k porušení struktury vln ve vlnité lepence. Byl vytvořen vzorek 400 x 400 mm a tloušťky 40 mm. Zkušební vzorek byl v zatíženém stavu sušen 24 hodin. Během jednoho dne po odstranění zatížení u něho došlo k plošným deformacím a zbytková vlhkost obsažená v souboru znemožňovala další operaci formátování. Sušení našich souborů tedy probíhalo za normální dílenské teploty o C po dobu 48 hodin a následném dosoušení bez zatížení na rovné podložce. Tímto způsobem bylo dosaženo požadovaného vysušení bez následných deformací. Takto slisované soubory (nyní už dílce) byly připraveny k formátování na přesné rozměry

45 Formátování Formátování probíhalo na formátovací pile s použitím kotouče z rychlořezné oceli na masivní dřevo. Z důvodu velké prašnosti při řezání bylo použito odsávání vzduchu. Výška kotouče byla nastavena 10 mm nad řezaný dílec. První krok obsahoval dosažení pravých úhlů na dílci a formátování na přesné rozměry. Snížením kotouče na výšku 10 mm nad pracovní stůl byly vyříznuty drážky pro zasunutí polic a polodrážky na vložení zad. Následným nastavením řezného kotouče na úhel řezu 45 o byly tvarově obráběny vždy dvě protilehlé hrany pro spojení na pokos (pro folding systém) Příprava pro folding Nařezané dílce byly podlepeny dalším vlnitým kartonem. Tato krycí vrstva měla nejen dekorační, ale také mechanický účel, protože zde bylo použito pětivrstvé lepenky s nízkými vlnami a tím velkou odolností proti poškození. Na přilepení bylo použito lepidlo DUVILAX LS Vytvrzování, opět v zatíženém stavu, trvalo pouze 5 hodin. Obr. 23 Příprava konstrukčních desek pro spojení folding - systémem 1 Lepidlo vyrobené na bázi polyvinylacetátu. Konečná pevnost tohoto lepidla odpovídá hodnotám dle EN204 v třídě D

46 Obr. 24 Detail spojení konstrukčních desek s polodrážkou na záda Obr. 25 Soubor připravený na montáž Montáž boxů Ke slepení boxů bylo použito opět lepidlo DUVILAX LS 50, které bylo nanášeno štětcem. Součástí montáže bylo vložení zad do polodrážky a vsunutí polic do drážek. Pomocí truhlářských svorek (ztužidel) byl celý box zafixován a následovalo vytvrzení lepených spojů. Obr Montáž boxů pomocí folding - systému

47 Povrchová úprava Vnitřní a vnější povrch boxu byl pomocí stříkací pistole dokončen vysoce kvalitním dvousložkovým PUR lakem (Legnopur G50 halb-matt) od firmy ADLER TECHNOLOGIE VÝROBY STOLOVÉ DESKY Vývoj struktury stolové desky vycházel z principu voštinové desky s jádrem z vlnité lepenky Lisování souborů Řezání a lepení souborů desek vlnité lepenky probíhalo stejně jako u lisování souborů na stolové boxy. V tomto případě byl zalisován soubor o rozměrech 1600 x 800 mm a tloušťky 60 mm. Po vytvrzení lepidla byl tento blok připraven na rozřezání Formátování Deska byla řezána opět na formátovací pile. Pásky šíře 50 mm byly řezány po delší straně desky. Tyto pásky byly následně naformátovány na přesné rozměry podle rozměrů stolové desky. Současně s tímto byly ze sololitu 3,2 mm nařezány desky o rozměrech 1410 x 810 mm, které sloužily jako krycí desky. Na jednu sololitovou desku byla vyskládána vnitřní struktura z přířezů z vlnité lepenky obrácená o 90 o. Struktura vytvářela na desce obvodový rámeček s vnitřním vyplněním, které však nebylo po celé ploše. Tyto přířezy byly lepeny pomocí lepidla DUVILAX LS-50. Následně byla deska lisována. Lisovací tlak byl nejdříve testován na zkušebním vzorku desky. Ručním přidáváním tlaku a sledováním chování vnitřní lepenkové struktury byl stanoven přibližný tlak lisování. Bylo použito lisování za studena v lisu při době lisování 24 hodin. Po vytvrzení byla deska přesně naformátována na formátovací pile na rozměr 1400 x 800 mm

48 Obr. 30 Vnitřní struktura pracovní desky Hrany byly dokončeny olepením pásky sololitu s přesahy. Bylo použito lepidlo DUVILAX LS-50, které bylo nanášeno štětcem na hrany i na hranovaní pásky.deska byla pomocí ztužidel zafixována a hrany nechány k vytvrzení (asi 2 hodiny). Poté byly hrany zaobleny ruční frézkou a ručně přebroušeny brusným papírem (zrnitost č. 120). Celá deska byla následně broušena ruční vibrační bruskou (zrnitost č. 120). Obr. 31 Naformátovaná deska připravená k olepení bočních ploch

49 Povrchová úprava Pro dokončení povrchu stolové desky byl použit kyselinotvrdnoucí lak MELACID D 1024 HERBERTS, který byl nanášen štětcem. Po vytvrzení a následném přebroušení (zrnitost č. 240) byl povrch stříkán barvou (Acryl Spritzlack MTF ADLER). Stříkání bylo prováděno v pěti vrstvách. Mezi každým stříkáním byl po vytvrzení povrchu desky proveden mezibrus (zrnitost č. 320). Obr. 32 Dokončování povrchové vrstvy pracovní desky stříkáním pomocí Acryl Spritzlack MTF 165 ADLER Dva měsíce po vytvrdnutí byla na povrchové úpravě stolové desky provedena mřížková zkouška přilnavosti nátěrové hmoty k povrchu. Při zkoumání byl klasifikován stupeň přilnavosti 2 (Nátěr je nepatrně poškozen podél řezů a při jejich křížení. Povrch je poškozen o více než 5% a méně než 15% celkové plochy.). Povrchová úprava testovaná mřížkovou zkouškou podle ČSN ISO 2409 ( ) této normě vyhovuje Montáž Do spodní strany desky byly našroubovány hmoždinky určené do sádrokartonu, do nichž bylo aplikováno malé množství pěnového lepidla. Hmoždinka tak byla díky

50 lepidlu pevně spojena s vnitřní strukturou desky. Takto připravená deska byla pomocí vrutů přichycena k boxům. Byly použity destičky 150 x 150 mm ze sololitu 3,2 mm, aby nedošlo k porušení kartonové struktury při dotahování vrutu. Obr. 33 Umístění prototypu v interiéru studentského pokoje 11.5 MOŽNOSTI PRŮMYSLOVÉHO ZPRACOVÁNÍ Vlnitá lepenka použitá při výrobě prototypu stolu by vyžadovala použití specifických výrobních postupů a obráběcích strojů. Hlavním předpokladem pro průmyslovou výrobu by byla možnost strojové výroby na obráběcích linkách. Dalším důležitým aspektem by bylo snížení času výroby na minimum při minimální spotřebě vstupních energií a použití vhodných nástrojů na obrábění. Při průmyslové výrobě by bylo nutné vyřešit následující hlediska: Strojní zařízení a řezné nástroje V průmyslové výrobě by jistě bylo nutné, pro zkrácení času výrobního procesu, použít lisování stolové desky v etážovém lisu za tepla. Teplo kumulované uvnitř desky

51 a vzniklý přetlak by totiž mohlo způsobit roztržení desky. V tomto případě by bylo nutné opatřit vnitřní strukturu drážkami pro odvod tepla, či jiným způsobem zabránit vzniku přetlaku uvnitř desky. Opracování vlnité lepenky nebo slepených souborů z vlnité lepenky je sice možné provádět na klasických dřevoobráběcích strojích, ale kaolíny křídy, obsažené v tomto materiálu, přináší velký problém při opracování. Přítomnost těchto látek vede k rychlému a nadměrnému opotřebování řezných nástrojů a tento problém by bylo nutné v sériové výrobě řešit hledáním jiných způsobů opracování nebo použitím speciálních obráběcích nástrojů. Návrhy možného strojního opracování Pro opracování by bylo možné zvolit nástroje z řezné keramiky, která by nebyla tolik vystavena opotřebení. Jednalo by se o nástroje povlakované slinutými karbidy s vrstvou oxidu hliníku (Al 2 O 3 ). Tento mikronový povlak v několika vrstvách vykazuje vysokou odolnost proti otupení. Další možností by bylo použití diamantových řezných nástrojů. Zde by však vyvstával problém s vysokou pořizovací cenou. Alternativou, která by mohla nahradit vysoce kvalitní ale drahé diamantové nástroje, by bylo použití nástrojů s kubickým nitridem bóru. Nitrid bóru má pouze o stupeň nižší tvrdost než diamant, ale ve srovnání s ním by byl ekonomicky výhodnějším řešením. Pro obrábění by bylo možné využití také vodního paprsku. U tohoto řešení by nejspíše vyvstával problém s vysokou nasákavostí kartonu, která by se však dala v průmyslové výrobě vyřešit horkovzdušným dosoušením nebo použitím infračervených lamp. Mezi další možné způsoby obrábění vrstvené lepenky bychom mohli zařadit drátové řezání nebo zpracování na stolových obráběcích plotrech pomocí oscilačních nožů. Další variantou by bylo použití laseru. Tato varianta by přinášela do výroby velkou rychlost a od ní se odvíjející vysokou produktivitu výroby. Použití laseru by však znamenalo vysoké náklady nejen na pořízení stroje, ale i na samotný provoz

52 Způsob lepení a použitá lepidla Nanášení lepidla na vlnitou lepenku by mohly být zvoleny klasické způsoby, které se používají v nábytkářské průmyslové výrobě. Pro lepení by musela být použita lepidla a lepící systémy s krátkou dobou vytvrzení. Dalším předpokladem by bylo využití lepidel s nízkým obsahem vody a vysokým podílem sušiny. Škrobová lepidla, která byla použita při lepení prototypu stolu, vynikají příznivými vlastnostmi a zajišťují dostatečnou pevnost slepu. Nejčastěji se na jejich výrobu používá kukuřičný škrob. V malé míře se používá i škrobu pšeničného a bramborového. Škrobová lepidla by umožňovala velké pracovní rychlosti stroje a zajišťovala by dobrou pevnost slepu i ve vlhkém prostředí. Tato lepidla však obsahují velké množství vody a rychlost vytvrzování by se dala urychlit například použitím předehřevu infračervenými zářiči. Voda v lepeném souboru by ve velkovýrobě znamenala problém sorpce a nežádoucích tvarových změn. V úvahu by také připadala polyolefínová tavná lepidla, u kterých dochází k vytvrzení během 3 vteřin. Použití tohoto typu lepidla by vyžadovalo strojního lepení z důvodu rychlého vytvrzení lepidla. Výhodou tavných lepidel je 100% obsah sušiny bez přítomnosti ředidel, které by dovolovalo velmi malé nánosy. Další možností by byla methyl metakrylátová lepidla, která však mají delší dobu vytvrzování a vysoký obsah vody. Urychlení vytvrzení by bylo možné předehřevem ploch infračervenými lampami. Při použití křemičitanových lepidel (vodní sklo), které mají sušinu cca 40%, by docházelo k omezování pracovní rychlosti stroje. Tento druh lepidla se používá při samotné výrobě kartonů. Mezi syntetická lepidla, která by se dala využít, bychom mohli zařadit lepidla na bázi syntetických pryskyřic (Umacol) nebo na bázi koncentrovaných plastických hmot (PVAC apod.)

53 Použití všech těchto typů lepidel by vyžadovalo zjištění, jakou mají závislost na opotřebení a zahřívání obráběcích nástrojů. Dalším kritériem by bylo posouzení kvality řezaných ploch Způsoby povrchové úpravy Při dokončování dílců z vrstveného kartonu by bylo možné použít takřka všechny typy nátěrových hmot. Bylo by však nutné počítat s vláknitou strukturou papíru a při aplikaci nátěrové hmoty zamezit rozrušení povrchové vrstvy papíru. Při nanášení na karton s barvenou vrchní vrstvou by mohlo docházet k rozpouštění a stékání barvy a tak k negativnímu optickému efektu. Dále by při aplikaci velkého nánosu, především u NH obsahujících vodu, mohlo dojít k vystoupení vlnité struktury na povrch a tím k znehodnocení celého dílce. Z těchto důvodů by bylo vhodné nanášení malých vrstev pomocí stříkací pistole nebo navalováním. U druhého způsobu by však musel být dílec dostatečně egalizován. Máčení by v tomto případě nebylo efektivní z důvodu zatékání nátěrové hmoty mezi vlny vrstvené lepenky. Hlavními předpoklady pro použití povrchové úpravy by byly odolnost proti mechanickému poškození, uzavření povrchu proti vnikání vlhkosti a další. Pro dokončení by bylo vhodné použít nitrolak na papíry, který obsahuje rychlevysychavá ředidla. Další alternativou by mohly být dekorativní fólie impregnované syntetickými pryskyřicemi, které by byly potahovány na vrchní plochy. Nepřeberné množství nátěrových systému vyskytujících se na trhu by vyžadovalo testy a zkoumání následného chování materiálu. Stejně tak by tomu bylo při hledání vhodných lepidel

54 12 DISKUZE Při hledání informací o voštinových deskách bylo hned jasné, že tak široký pojem, jakým je tento materiál, není možné ve vyčerpávající formě vystihnout v rozsahu této bakalářské práce. Tato práce se proto zabývá především voštinovými deskami s vnitřní hexagonální strukturou z recyklovaného materiálu překrytou slabými konstrukčními deskami. S tématem také úzce souvisí papírové voštinové desky, které se v široké míře uplatňují jako přepravní prostředek a tudíž i pro přepravu nábytku. Voštinové desky z jiných materiálů (kov, sklo, kámen, ) jsou zde zmíněny pouze okrajově. Voštinové desky si již dříve našli své uplatnění při výrobě dveří. Tzv. dveřovky využívaly nízké hmotnosti a byly tak příhodným řešením dveřních konstrukcí. V nábytkářství se však vzhledem k vysoké náročnosti výroby a vysokým nákladům příliš nevyužívaly. Z dostupných informací musíme konstatovat, že s nástupem moderních technologických postupů výroby a zpracování tohoto materiálu a s vývojem nových systému kování, nachází voštinové desky široké uplatnění v konstrukcích nábytku. Voštinové desky se pyšní mnoha výhodami, mezi kterými je nejvýraznější výhodou bezpochyby jeho nízká objemová hmotnost. Jak je patrné na grafu č. 1, rozdíly hmotností oproti dřevotřískovým deskám se u voštinových desek zvyšují s rostoucí tloušťkou desek. Obr. 34 Graf objemových hmotností dřevotřískových a voštinových desek (