Ing. Martin Böhm Technologie výroby aglomerovaných materiálů ČZU Praha, Fakulta lesnická a environmentální, Katedra zpracování dřeva, Kamýcká 1176, 165 21 Praha 6 Suchdol, bohm@fle.czu.cz, tel.: 224 383 747 ČZU, 2005 Pod pojmem aglomerované materiály rozumíme výrobky z drobných dřevěných nebo jiných lignocelulózových částic (např. štěpek, třísek, pilin, vláken), získaných dezagregací rostlinného materiálu a jejich spojením, pomocí lepících směsí (tlaku a tepla), na velkoplošné či tvarové výrobky. Aglomerované materiály překonávají do značné míry nevýhody dřeva - heterogenitu, anizotropii, rozměrovou nestálost - přičemţ uchovávají většinu vlastností dřeva (Hrázský, Král, 2000). Význam velkoplošných materiálů Přednosti aglomerovaných materiálů (Hrázský, Král, 2000): - velkoplošnost - izotropnost a homogenní struktura bez přírodních vad - široký sortiment (hustota, tloušťka, pevnost, speciální povrchové úpravy) - příznivé mechanické vlastnosti vzhledem ke své hustotě - nízká tepelná vodivost - dobré akustické vlastnosti - moţnost lepení a spojování klasickými spojovacími prostředky - vhodnost pro různé povrchové úpravy - nízké nároky na kvalitu vstupní suroviny
Nedostatky aglomerovaných materiálů: - niţší atraktivita" v porovnání s masivním dřevem - diskutované emise škodlivých látek - u některých typů menší odolnost proti povětrnostním vlivům Pro aplikace aglomerovaných materiálů se musí vycházet z vyhodnocení právě těchto specifických vlastností. Neexistuje nic takového jako "nevhodný materiál". Pouze jeho nevhodné pouţití. Ne pro všechna případy pouţití jsou tyto materiály vhodné a naopak, v některých oblastech je jejich význam nedoceněn. Zatímco při výrobě nábytku je potenciál aglomerovaných materiálů přiměřeně vyuţit, ve stavebnictví na své masivní pouţití teprve čeká. Ačkoliv má Česká republika v oborech týkajících se zpracování dřeva dlouholetou tradici, v posledních 60 letech došlo z nejrůzněších příčin k poklesu vyuţití dřeva v oblasti výstavby. Mezi evropskými státy zaujímá naše republika 12. místo v lesnatosti (33,5 %) a v zásobě dřeva na 1 hektar je na 4. místě (245,8 m3/ha). Přesto v porovnání se zeměmi EU, kde je větší podíl dřevostaveb a tedy i velkoplošných materiálů pouţitých při jejích konstrukcích, je podíl staveb na bázi dřeva je v ČR necelé 2 % (přitom např. v SRN a Rakousku je vyuţití dřeva ve stavebnictví okolo 20 %). V dalším období lze předpokládat zvýšení produkce velkoplošných materiálů. Zejména OSB desek (stavebnictví, obaly) a MDF desek (nábytek, frézované prvky) na úkor DTD desek (z důvodů niţší ceny se předpokládá vyuţívání především na korpusy). Základní definice: Překližovaná deska je deskový materiál tvořený souborem navzájem slepených vrstev, přičemţ směry vláken sousedních vrstev jsou zpravidla na sebe kolmé. (Dřevo) vláknitá deska je deskový materiál vyrobený z lignocelulózových vláken pouţitím ohřevu nebo tlaku. Soudrţnosti je dosaţeno: - zplstnatěním vláken a jejich přirozenou lepivostí - syntetickou pryskyřicí přidávanou na vlákna (Dřevo) třísková deska je deskový materiál z dřevěných částic (dřevěných třísek, hoblin, pilin, lamel apod.) nebo jiných celulózových částic (lněné a konopné pazdeří, bagasa) s přídavkem lepidla, vyrobený lisováním za tepla. Deska z plochých orientovaných třísek (OSB) je vícevrstevná deska z dřevěných
třísek o předem stanoveném tvaru a tloušťce a lepidla. Třísky ve vnějších vrstvách jsou orientovány rovnoběţně s délkou nebo šířkou desky a lamely ve vnitřní vrstvě jsou orientovány zpravidla v kolmém směru ke třískám vnější vrstvy. Deska pojená cementem je deskový materiál vyráběný lisováním dřevěných nebo jiných rostlinných částic pojených hydraulickým cementem, přičemţ můţe obsahovat přísady. Průmyslové výroba aglomerovaných materiálů Počátky průmyslové výroby aglomerovaných materiálů v ČR, podobně jako v ostatních zemích v Evropě jsou na přelomu čtyřicátých a padesátých let dvacátého století. Zatím co tvrdá dřevovláknitá deska pod obchodním označením Sololit si velmi brzy vydobyla pevné postavení na domácím trhu, u dřevotřískových desek trvalo více neţ 10 let, neţ bylo dosaţeno dobré kvality, vhodné pro náročné pouţití zejména v nábytkářském průmyslu. Vedle hlavního směru vývojových a aplikačních prací na dřevotřískových materiálech probíhaly v padesátých a šedesátých letech také práce v zahraničí i doma na aglomeraci dalších vhodných materiálů. V podmínkách tehdejšího Československa se jednalo o vyuţití poměrně značného mnoţství lněného pazdeří, které vznikalo při výrobě lněného vlákna ve lnářských závodech. Tehdejší velká firma Českomoravský len Humpolec, nejdříve v závodě Veselí n. Luţnicí a později v základním závodě v Humpolci začala vyrábět pazdeřové desky velmi dobré kvality. Humpolecký závod byl koncem šedesátých let také první, který začal v Československu vyrábět laminované desky. V průběhu sedmdesátých let pokračoval vývoj aglomerovaných materiálů, včetně vývoje výrobního zařízení. Jedním z vývojových směrů bylo zvýšení jakostních parametrů desek, jiným sníţení úniku volného formaldehydu, dále vývoj technologie výroby polotvrdé dřevovláknité a OSB desky a také vývoj materiálů se sníţenou hořlavostí a bez asbestu. Poslední zmíněný poţadavek v ČSR vyvstal v polovině sedmdesátých let v souvislosti s aplikací domácích a zahraničních poznatků do československých norem na poţární odolnost staveb. V uvedených normách jsou poţadavky formulovány pro různé stavby, včetně poţadavků na poţární odolnost dveří, příček, obkladů apod. Vysoké poţadavky na poţární odolnost jsou kladeny zejména na budovy pro pobyt velkého počtu osob, např. společenské sály, divadla apod. (Reisner, 2002).
Situace ve dřevozpracujícím sektoru v ČR Podíl oborů zpracování dřeva v České republice na prodej vlastních výrobků a sluţeb v roce 2002 zobrazuje následující graf.
Trh s dřevařskými produkty v ČR v letech 2000 aţ 2002. Údaje jsou v tisících m 3. Pramen: MZe. Výrobek Rok Výroba Dovoz Vývoz Spotřeba Jehličnatá 2000 7721 292 962 7051 kulatina (včetně 2001 7540 260 1229 6571 tyčoviny) 2002 7580 372 1266 6386 Listnatá kulatina (včetně tyčoviny) Jehličnaté řezivo Listnaté řezivo Dřevotřískové desky Překliţky Dřevovláknité desky Jehličnatá vláknina Listnatá vláknina 2000 665 100 80 685 2001 689 113 85 717 2002 493 82 13 562 2000 3782 219 1701 2300 2001 3559 226 1596 2189 2002 3500 248 1394 2354 2000 324 117 77 364 2001 330 110 71 369 2002 300 130 54 376 2000 720 220 398 542 2001 820 247 482 585 2002 874 256 502 628 2000 115 72 140 47 2001 150 80 147 83 2002 139 71 111 99 2000 75 146 86 135 2001 75 205 101 179 2002 82 260 96 246 2000 4436 558 522 4472 2001 4380 530 620 4290 2002 4773 412 439 4746 2000 645 0 293 352 2001 674 68 342 400 2002 680 121 249 552
Současná situace ve dřevozpracujícím sektoru v EU Holz-Zentralblatt 2005 Holz-Zentralblatt 2005
Rozdělení desek na bázi dřeva
Vzrůstající rozmanitost materiálů Jednou z typických vlastností konvenčních aglomerovaných materiálů (dřevotřískových a dřevovláknitých desek) je jejich váha - mají o 50 aţ 80 % větší hustotu neţ jehličnaté řezivo. Větší váha můţe limitovat jejich vyuţití při výrobě nábytku. V poslední době je kladen důraz na vývoj nových materiálů niţší váhy (lightweight wood-based materials). Ohýbatelná dřevotříska (Elastic particleboard) Zhotovování ohýbaných dílců za studena i za tepla umoţňuje nový elastický velkoplošný materiál Recoflex, který představila německá společnost Berleburger Schaumstoffwerk GmbH. Ohýbatelná dřevotříska, jak je materiál pracovně nazýván, je snadno tvarovatelná, a to jak v běţném zařízení (vyhřívané i nevyhřívané vakuové membránové lisy, tvarové formy apod.), ale i ručně, a to současně ve všech směrech. Je však pruţná, tzn., ţe má vysokou tvarovou pamět a musí být ve finální podobě fixována. K tomuto účelu lze podle výrobce pouţít běţné dokončovací materiály, jako je dýha s tloušikou, tenká překliţka či MDF, dekorační lamináty apod. Za fixování tvaru lze docílit i vzájemným slepením několika tenčích vrstev dřevotřísky na sebe. Recoflex obsahuje zhruba ve stejném objemovém poměru dřevěné třísky, korkovou drť, latexové zrno a polyuretanové pojivo. Polyuretanová sloţka spolu s latexem a korkem dodávají materiálu nejen zmíněnou pruţnost, ale i malou hustotu (440 kg/m3). K lepení se doporučuje pouţívat disperzní PVAC nebo PUR lepidla. Vyrábí se (podobně jako např.polyuretanová pěna) v blocích širokých 1 250 mm a poté se rozřezává na desky v tloušťkách od 3 do 19 mm (TL, 10/2005). Kombinované dřevo-plastové desky WPC (Wood-polymer composites) Tento materiál je sloţen z 60 aţ 85 % dřevěných vláken (nebo třísek), 15 aţ 40 % polymeru (polypropylenu PP nebo polyetylenu PE), lepicí směsi, stabilizátorů a fungicidních přípravků. Je velmi stabilní při změnách vlhkosti, je odolný vůči houbám a plísním i proti povětrnostním vlivům. Má niţší nasáklivost neţ dřevěné materiály. Jako pojivo dřevních vláken a polymeru se obvykle pouţívá melaminová pryskyřice. (Holz-Zentralblatt).
Pouţívané lepící směsi a přísady Lepidla Lepidla jsou materiály schopné spojit tuhá tělesa v důsledku přilnavosti k jejich povrchu a jejich dobré vnitřní soudrţnosti. Jako lepení nebo adheze se označuje síla, která spojí dva předměty na rozhraní jejich povrchu. Tabulka rozdělení lepidel: Podle původu Organické Anorganické Směsové vodní sklo cementy sádra keramické metalické fosfátové Z přírodních surovin: Ţivičné, kaseinové, albumínové, bitumenové, šelak, včelí vosk, arabská guma, tragant, knadský balzám Syntetické: Polykondenzační, polymerizační, polyadiční albumín cement albumín síra močovinoformaldehydové s vodním sklem Podle skupenství Tuhé Polotuhé Tekuté lepící fólie, lepidla v prášku a granulích lepící pásky, lepící pasty, lepící tmely Podle způsobu vytvrzení Reaktivní lepidla Nereaktivní lepidla Jednosloţkové: vytvrzují účinkem zvýšené teploty nebo vzdušné teploty Vícesloţkové: vytvrzují vlivem katalyzátorů za normální nebo zvýšené teploty fenolformaldehydové, rezorcinnolformaldehydové, močovinoformaldehydové, melaminformaldhydové, epoxidové, polyuretanové, polyesterové, polyaromatické, furánové lepidla v roztoku, disperzní lepidla Roztokové: vytvrzují v důsledku odpaření vody nebo organického rozpouštědla Disperzní: vytvrzuje v důsledku oddifundování vody do podkladu Tavné: vytvrzují po ochlazení spáry na normální teplotu Stále lepivé Podle tepelných vlastností filmu lepidla Reaktoplastické Termoplastické Kaučukové polyvinylacetátové, polyvinylchloridové, polymetakrylátové, polyvinylacetálové, polystyrénové, polyamidové, lepidla z derivátů celulózy, polyhydroxyéterové, polysulfónové chlorkaučukové, polychlóroprénové, polybutadienakrylonitrilové
Podle odolnosti lepidla k vodě neodolné krátkodobě odolné trvale odolné močovinoformaldehydové, polyvinylacetátové, nitrátcelulózové, polyvinyléterové, kaseinové Škrobové, glutinové, albuminové, polyvinylalkoholové, metylcelulózové, karboxymetylcelulózové (Sedliačik) fenolformaldehydové, rezorcinoformaldehydové, melamiformaldehydové, polyuretanové, polyesterové, polymetakrylátové, epoxidové Podle Sedliačika patří mezi hlavní lepidla v dřevařském průmyslu lepidla vzniklá polykondenzační reakcí: - Aminoplasty (hlavně močovinoformaldehydové a melaminformaldehydové lepidla) - Fenoplasty (hlavně fenolformaldehydová a rezorcinolformaldehydová lepidla) Močovinoformaldehydová lepidla (UF) UF lepidla jsou v současnosti nejpouţívanější a nejrozšířenější lepidla na dřevo. Pouţívají se při výrobě aglomerovaných materiálů, překliţek, k lepení masivního dřeva apod. Je to zejména z důvodu jejich dobrých vlastností (vytvrzování v širokém rozmezí teplot 10-150 C, krátký vytvrzovací čas, mají bezbarvou lepenou spáru) a přiměřené ceny. Mezi jejich nevýhody patří: uvolňování fd jak při výrobě desek, tak při jejich skladování a pouţívání, niţší odolnost proti vodě a povětrnostním vlivům a lepení pouze tenkých spár. Chemismus vzniku UF lepidel: Průběh kondenzace močoviny a fd závisí na těchto faktorech: - Molovém poměru močoviny a fd: Udává se 1:1,18 aţ 1:1,92. Molový poměr má vliv na vizkozitu a rozpustnost lepidla ve vodě. - Hodnotě ph: nejmenší rychlost reakce je při ph 5-7, při vyšším, nebo niţším ph se rychlost reakce zvyšuje. V kyselém prostředí probíhá především kondenzace za vzniku pryskyřičných produktů a v alkalickém prostředí vznikají adiční metylové sloučeniny. - Teplotě a koncentraci látek: ovlivňují především rychlost reakce. Aplikace UF lepidel: Do UF lepidel se musí před pouţitím přidat ještě další látky, a to:
- Tvrdidlo: sníţí ph lepidla aţ na hodnotu 3-3,5 a umoţní tím vytvrzení lepidla. Nejčastěji se pouţívá NH4C1, ZnC12, popřípadě citran dvojamonný, nebo oxidační látky, které oxidují volný formaldehyd na kyselinu mravenčí. - Plniva: nemají lepící schopnost, pouţívají se z ekonomických (sníţení spotřeby lepidla) a technologických (regulace viskozity, sníţení vsakování a vnitřní pnutí lepidla) důvodů. Nejběţnější plniva jsou: dřevní moučka, hydrolyzované piliny, mletý sádrovec (CaS04.2H20), perlit, nebo baryt. - Nastavovadla: na rozdíl od plniv mají jistou lepící schopnost, při větším mnoţství sniţují vodovzdornost lepidla. Pouţívají se tyto látky: mouka, škrob, karboxymetylcelulóza, metylcelulóza a můţe sem patřit i vzduch ve formě zpěňovadla. - Další látky: fungicidy, insekticidy, retardéry hoření... Fenolformaldehydová lepidla (PF) Získávají se kondenzací fenolů (fenol, trikrezol a xylenol) a formaldehydu. V kyselém prostředí a při molovém poměru fenol : fd 1:0,7-0,85 se získávají novolaky. Jsou to netvrditelné, lineárně zesíťované pryskyřice. Fenolické jádra mají spojené metylénovými vazbami. Neobsahují reaktivní metylolové a dimetylenététerové skupiny, a proto nemají podstatnější význam při výrobě lepidel. V zásaditém prostředí a při poměru fenol : fd 1:1,1-2,3 vznikají rezoly. Na rozdíl od novolaků mají reaktivní metylolové skupiny. Rezoly vytvrzují po linii: rezol (tavitelný, v alkoholu nebo acetonu rozpustný), rezitol (v rozpouštědlech boptná), rezit. Základní vlastnosti PF lepidel závisí na molovém poměru výchozích látek, druhu pouţitého fenolu, katalyzátoru, výrobního postupu (teploty, času kondenzace, obsahu sušiny apod.) Lepený spoj je pruţný, odolný proti vroucí vodě, povětrnostním vlivům mikroorganizmům, proti většině rozpouštědel a stárnutí. Nevýhodou je tmavší povrch desky. Pouţívají se na desky, které musí být odolné vůči vodě. Jedná se zejména o desky OSB a DTD V 100, vodovzdorné překliţky a jiné materiály pouţívané ve stavebnictví. Z hlediska použití se PF lepidla dělí na: - tvrditelné při normální teplotě (montáţní lepidla) - tvrditelné za horka při teplotě 135-168 C
Emise fd z desek pojených PF lepidly je řádově niţší neţ u desek pojených UF lepidly. Melaminformaldehydová lepidla (MEF) Jsou svojí strukturou podobná UF lepidlům. Pouţívají se na lepení dřeva, mají dobré vlastnosti, jsou zdravotně vyhovující, odolné proti studené a vřítí vodě a částečně i proti povětrnostním vlivům. Svými vlastnostmi se blíţí k fenolickým lepidlům. Nedostatkem těchto lepidel je jejich malá stabilita roztoků a vyšší cena (asi 3x draţší neţ UF lepidla), a proto se nejčastěji pouţívají ve směsi s UF lepidly. Rezorcinformaldehydová lepidla Vznikají reakcí rezorcinolu s formaldehydem. Jedná se o nejkvalitnější montáţní lepidlo, reaktivita rezorcinolu je 7,5 krát větší neţ fenolu. Izokyanátová lepidla (MDI) Tyto lepidla mají silnou adhezi k materiálům. Lepí i kov, proto se při výrobě třískových desek pouţívají pouze pro středovou vrstvu, pro okrajovou se pouţívají UF nebo PF lepidla. Minerální pojiva Mezi nejrozšířenější minerální pojiva patří hydraulický cement, který se vytvrzuje vázáním vody a vytváří vodovzdorné spojení. Dalším druhem minerálního pojiva je hořečnatý (Sorelův) cement. Vytvrzování se urychluje zvýšenou teplotou. Vytvořené spoje nejsou odolné proti vodě. Významným minerálním pojivem se v posledních letech stává sádra. Při výrobě a. m. se vyuţívá i tzv. ekosádra vznikající při odsiřovacích procesech v tepelných elektrárnách (Hrázský, 1993). Přísady - hydrofobizační prostředky - biocidní prostředky - fungicidní prostředky - retardéry hoření
Formaldehyd (fd) Formaldehyd (podle racionálního názvosloví metanal se sumárním vzorcem HCHO) je aldehyd s nízkou molekulární vahou, ve vodě rozpustný. Při teplotách běţných ve vnitřním prostředí budov se vyskytuje jako bezbarvý plyn s charakteristickým štiplavým zápachem, který má při molární hmotnosti 30,03 g/mol téměř stejnou hustotu jako vzduch (relativní hustota fd vzhledem k vzduchu je 1,04). Jeho bod varu je - 19,3 C a bod tání je -118 C. Fd se snadno rozpouští ve vodě, 1 l vody je schopen pojmout při pokojové teplotě přes 400 1 fd. Je nejběţnější sloučeninou jak v přírodním, tak v člověkem vytvořeném prostředí a je normálním produktem metabolismu většiny forem ţivota, včetně lidského organismu. Je komponentou cigaretového kouře, automobilových, zejména dieslových výfukových plynů, provází spalovací procesy a průmyslové aktivity jako jsou například výroby lepidel, rozpouštěděl, plnidel, laků a barev. Je také přirozenou součástí různých druhů syrového ovoce (hrušky, jablka) a zeleniny (rajčata, mrkev, pórek), masa, mléka a mléčných výrobků a ryb. V neprůmyslovém prostředí pochází formaldehyd z močovino - formaldehydových izolací, překliţek a dalších výrobků z aglomerovaných meteriálů, ale i z vodou ředitelných barev a desinfekčních a čisticích prostředků. Dalšími jeho zdroji jsou nábytek, dekorační tkaniny, koberce a lepidla. Zdrojem je kouř z cigaret. V hlavním proudu kouře je obsaţeno (60-103) µg/m3 formaldehydu. Vysoké koncentrace jsou produkovány i ve vedlejším proudu cigaretového kouře, který je hlavním zdrojem formaldehydu pro nekuřáky v zakouřeném prostředí (Drahoňovská, 1995). Venkovní ovzduší je zanedbatelným zdrojem formaldehydu - v oblasti oceánů je to pouze 1 µg/m3, v nekontaminovaných oblastech vzniká přirozeným rozkladem organických látek v koncentraci 0.004 µg/m3. V atmosféře sídel se liší podle znečištění ovzduší a přítomností zdrojů, průměrné hodnoty kolem (2-16) µg/m3 nejsou pro zdraví lidí významné. Hodnoty v neprůmyslovém vnitřním prostředí budov v jednotlivých Evropských zemích se liší od 6 µg/m3 po hodnoty přes 1000 µg/m3. Průmyslově se fd vyrábí dehydrogenací metanolu. Dodává se jako 30 aţ 40% roztok ve vodě pod názvem formalín. Formaldehyd při koncentracích vyšších jak 30 % nebo při niţších teplotách polymerizuje na nerozpustný paraformaldehyd (polyoxymetylenglykol). Proto se formalín stabilizuje etanolem (v létě 6-10 %, v zimě 10-15 %).
Fyziologické působení formaldehydu na organismus Oblasti Koncentrace (mg/m3) Čichový práh velmi citlivé osoby 0,06 všeobecně platná mezní hodnota 0,15 jasně vnímatelná mez 0,20 na formaldehyd zvyklé osoby 1,00 Dráţdivý účinek na oči velmi citlivé osoby od 0,15 všeobecně od 0,3 Dráţdivý pocit v jícnu od 0,60 Zrychlené dýchání od 1 Zřetelná nevolnost, píchání v nose od 2,50 Slzení očí od 5 Dýchací potíţe od 12 Nebezpečí ţivota od 35 Zpravidla smrtelná koncentrace 60 Zdravotní rizika Onemocnění nebo spíše symptomy onemocnění, které jsou spojovány se zvýšenou koncentrací chemických látek ve vnitřním ovzduší, patří syndrom nemocných budov (Sick Building Syndrom - SBS), který je multifaktoriálně podmíněn kvalitou či spíše nedostatky ve vnitřním prostředí, ikdyţ v poslední době začíná být za jeho hlavní příčinu povaţována míra spokojenosti či stresu provázející činnosti vykonávané v daném prostředí. Syndrom nemocných budov je charakterizován všeobecnými příznaky, jako jsou bolesti hlavy, únava a dráţdění sliznic dýchacích cest a očních spojivek. Tyto symptomy mohou mít příčinou souvislost s expozicí chemickým látkám nebo prachovým částicím ve vnitřním ovzduší. Diferenciálně diagnosticky je důleţitý poznatek, ţe tyto symptomy ustupují nebo mizí úplně v krátké době po opuštění místnosti nebo budovy, ve které došlo k vyvolání příznaků. Dřevotřískový nábytek je významným zdrojem formaldehydu i dalších chemických látek, ale i dřevený nábytek s různými impregnacemi a přídavky pesticidů a fungicidů můţe zvyšovat koncentrace chemických látek v ovzduší. Plastový a čalouněný nábytek můţe být zdrojem vzdušných bakterií, plísní a alergenů (Drahoňovská, 1995).
Formaldehyd je zařazen ECC jako karcinogen kategorie 3 s poţadavkem označení "Riziko trvalého poškození". V USA je klasifikován jako A2 - podezřelý lidský karcinogen, zatímco IARC (mezinárodní instituce pro výzkum rakoviny) ho řadí do skupiny 2A jako pravděpodobný lidský karcinogen. O tomto zařazení se vedou mezi odborníky diskuse a zdá se, ţe většina jich nepřikládá formaldehydu tak vysoké riziko. Studie dlouhodobého působení vysokých koncentrací formaldehydu v pracovním prostředí, zejména při výrobě dřevotřískových desek, neprokázaly jednoznačně výskyt zhoubného onemocnění. Opatrné závěry povaţují tuto expozici jako nejasné riziko při expozici delší neţ 20 let. Doporučení WHO, totiţ ţe koncentrace formaldehydu by neměla dlouhodobě přesahovat 60 g/m3, je realistické z hlediska jeho výskytu ve vnitřním prostředí a odpovídá současným poznatkům o zdravotních účincích. Je také doporučenou hodnotou i u nás. Legislativně však u nás platí NPK (nejvyšší přípustná koncentrace) dlouhodobá 35 µg/m3 a krátkodobá 50 µg/m3. V praxi jsou proto od r. 1990 s různou mírou osobní statečnosti podloţenou odbornými znalosti pouţívány hygieniky obě hodnoty. Legislativně je však hodnota 35 µg/m3 nadřízena doporučené hodnotě, která však odpovídá jak odborným poţadavkům, tak mezinárodnímu kontextu doporučených hodnot. Pohlíţet na formaldehyd jednoznačně jako na látku karcinogenní a poţadovat jeho eliminace z výrobků jako je například nábytek, můţe vést k pouţívání jiné chemické látky, jejíţ následky na zdraví mohou být stejné nebo horší. Naopak, víme-li, ţe formaldehyd především dráţdí a obtěţuje zápachem, nemůţe to vést k podceňování jeho účinku a bagatelizování v tom smyslu, ţe člověk se denně setkává s mnohem rizikovějšími látkami. Sniţování emise formaldehydu a dalších chemických látek všemi dostupnými prostředky a úprava dalších souvisejících faktorů tvořících vnitřní prostředí je cestou rozumné spolupráce vedoucí k všeobecnému prospěchu. (Drahoňovská, 1995) Hlavní opatření z hlediska ochrany zdraví spočívá v důsledné kontrole zdrojů formaldehydu - stavebních materiálů, zařizovacích předmětů, nábytku a čisticích prostředků, aby bylo pokud moţno zabráněno pouţívání materiálů s vysokou emisí formaldehydu (volný formaldehyd v třískových deskách je v současné době jiţ pod hranicí 6,5 mg/100 g a.s. TD. Od 90. let minulého století jsou jiţ tyto hodnoty stabilizované).
Strukturní vzorec formaldehydu: Formaldehyd v aglomerovaných materiálech Nejpouţívanějšími TD jsou desky pojené UF lepidlem a emise formaldehydu jsou v jejich případě na hranici povolených hodnot. Existují různé způsoby emise formaldehydu z aglomerovaných materiálů (fd je velmi prchavá látka): - volný fd, který se navázal na celulózové vlákna v průběhu lisovacího cyklu, ten pak pomalu hydrolyzuje vlivem vlhkostí - uvolnění fd degradací z nedostatečně vytvrzené pryskyřice - dlouhodobou degradací samotné pryskyřice První emise fd probíhá jiţ při výrobě TD a je tím větší, čím vlhčí je třískový koberec. Část fd uvolněná v průběhu lisování TD zůstane v jejich volných prostorech, z kterých difunduje do okolí, zvlášť v prvních týdnech po vyrobení. Velikost této emise fd závisí zejména na: - času, který uplynul od výroby desky - vlhkostí a teploty okolí Teplota, spolu s relativní vlhkostí vzduchu, mají nejvýznamnější vliv na emisi fd z TD. Podle Sundina (citováno v Sedlačik, 1998) se únik volného fd vlivem vlhkostí a teploty zvyšuje takto: - růstem relativní vlhkostí vzduchu z 30 na 90% se emise fd zdvojnásobuje (lineární funkce) I kdyţ je mechanismus uvolňování fd z TD (přesněji z vytvrzené pryskyřice) velmi sloţitý proces, předpokládá se, ţe hlavní reakcí je zde hydrolýza nejslabších vazeb vytvrzené UF pryskyřice. Tento proces je podporován vlhkostí a kyselinami obsaţenými ve dřevě a kyselými podíly tvrdidla. Předpokládá se, ţe emise fd bude tím niţší, čím lépe se podaří zesíťovat UF pryskyřici a tím redukovat počet lehce narušitelných vazeb.
Postupy ke sníţení emise fd: - modifikace lepidel (princip je zaloţen na navázání volného fd na modifikující látku) - kontrola technologických postupů při výrobě TD (zejména vlhkost třísek a lisovací teplota) - konstrukční úpravou TD (uzavření povrchu dýhami, fóliemi, nátěrem) Stanovení mnoţství formaldehydu 1) v lepidlech - v UF lepidlech se stanoví siřičitanovou acidometricku metodou - v PF lepidlech se stanoví volný fd v destilátu po přehánění vodní parou, ve kterém je téţ stanoven volný fenol 2. v materiálech pojených pryskyřicí a) v surových (povrchově neupravených) deskách tzv. perforátorovou metodou podle EN 120. Podstata zkoušky: Formaldehyd se ze zkušebních těles extrahuje vroucím toluenem a zachytává se do destilované nebo demineralizované vody. Obsah formaldehydu v tomto vodním roztoku se zjišťuje fotometricky. Perforátorové číslo" zjištěné postupem podle této normy se povaţuje za obsah formaldehydu ve zkoušené desce. Výsledek zkoušky se musí posuzovat v relaci se specifickým stavem desky v době zkoušky. b) tzv. komorovou metodou podle EN 717-1. Podstata zkoušky: Zkušební tělesa o známém povrchu se umístní do komory, ve které se udrţuje teplota, relativní vlhkost vzduchu, rychlost proudění a výměna vzduchu na definovaných hodnotách. Formaldehyd uvolňovaný ze zkušebních těles se smísí se vzduchem zkušební komory, který je pravidelně odebírán. Koncentrace formaldehydu se stanoví tak, ţe se vzduch z komory vede přes promývací lahve s destilovanou vodou, která formaldehyd absorbuje. Koncentrace formaldehydu ve vzduchu komory se vypočte z koncentrace ve vodě v promývacích lahvích a objemu v odebraného vzduchu a vyjádří se jako miligram na metr krychlový (mg/m3). Odběry vzorků ze vzduchu se provádí opakovaně aţ do dosaţení rovnováţné koncentrace formaldehydu.
c) pro povrchově upravené desky se pouţívá metoda plynové analýzy podle EN 717-2 Stejný princip jako u komorové metody. Zpravidla menší objem. d) pro výrobce TD je určena tzv. lahvová metoda podle EN 717-3 Jde o orientační metodu vhodnou pro surové materiály. e) modifikovaný zkušební postup (obdoba normované komorové metody) prováděný Státním zdravotním ústavem (SZÚ). Výsledky nejsou porovnatelné s normovanými zkušebními postupy Únik formaldehydu z aglomerovaných materiálů na bázi dřeva s povrchovou úpravou, resp. výrobků z nich, nesmí překročit hodnotu rovnováţné koncentrace: 0,020 mg formaldehydu/m3 vzduchu za podmínek uvedených v ČSN 49 0030 nebo ČSN P ENV 717-1,resp. střední hodnotu: 1,5 mg formaldehydu/m2.h stanovenou metodou plynové analýzy dle ČSN EN 717-2 Tabulka emisních tříd podle směrnice 100 DIBt 1 2 3a 3b 4a 4b 1 2 3 4 5 Materiál povrchově neupravené třískové desky povrchově neupravené vláknité desky povrchově neupravené překliţky (spárovky, překliţované desky) povrchově upravené třískové a vláknité desky povrchově upravené překliţky třískové a vláknité desky určené pro povrchovou úpravu Emisni třída emisní hodnoty v ppm HCHO (= rovnováţná koncentrace) *1) perforátorové hodnoty *2) (PF) v mg HCHO/100 g a. s. deska střední hodnota *4) jednotlivá hodnota *4) hodnoty plynové anylýzy *3) v HCHO/hm2 střední hodnota *4) jednotlivá hodnota *4) E 1 < 0,1 < 6,5 < 8,0 - - E 1 < 0,1 < 7,0 < 8,0 - - E1 < 0,1 - - E 1 < 0,1-10 *7) jako ve sloupci 4b *8) při okamţité zkoušce *5) < 5,0 při zkoušce po 4 týdnech *6) < 2,5 - při okamţité zkoušce *5) < 6,0 při zkoušce po 4 týdnech *6) < 3,5 E 1 b < 0,1 *10) - < 10 - - < 3,5 < 3,5
1) Stanoví se podle Zkušebmho postupu pro materiály na bázi dřeva" (Viz list Bundesgesundheitblatt /Spolkové zdraví/ 10/91, s.488/489) popř. později podle normy EN 717-1 2) Stanoví se podle DIN EN 120. Tabulkové hodnoty platí pro vlhkost materiálu 6,5%. Přepočty na tuto referenční vlhkost se provádí podle článku 4.3 3) Stanoví se podle DIN 52 368 popř. později podle normy EN 717-2 4) Střední hodnota je definována jako klouzavá půlroční hodnota, jednotlivá hodnota jako 95 percentil. Přitom nesmí ţádná naměřená hodnota překročit horní toleranční práh o +10% nad 95 percentil. 5) Okamţitá zkouška: maximálně 3 dny po vyrobení Skladování při 20 C a 65% r.v. 6) Perforátorová hodnota nosné desky před opáštěním max. 10 mg/100 mg. 7) Perforátoxová hodnota po obrusu opláštění max. 12 mg/100g. 8) Hodnoty plynové analýzy jako jednotlivé hodnoty podle řádku 3, sloupec 4b 9) Surové desky s perforátorovými hodnotami většími neţ 8 a menšími nebo rovné 10 mg HCHO/100 g a.s. desky smějí být uvedeny do provozu jen s následujícím označením: Pouţívat jen v povrchově upraveném stavu. Vhodnost povrchové úpravy je nutno prokázat." (Viz příoha: seznam povrchových úprav). 10) S povrchovou úpravou.
Dýhy Rozlišujeme dva základní výroby dýh - loupání a krájení. Neexistují přesné statistické ukazatele, ale přibliţně 95 % dýh se vyrábí loupáním (Mahút, Réh, Víglaský). Způsob výroby závisí na dalším vyuţití dýh. Loupané dýhy se vyuţívají hlavně na výrobu nábytku, výrobu překliţek a jádrových desek. Krájené dýhy zejména na exkluzivní nábytek.
Plastifikace Před loupáním a krájením se výřezy plastifikují. Cílem plastifikace je sníţení modulu pruţnosti (nikoliv však pevnosti) a vyrovnání vnitřních pnutí ve dřevě. Lepší plastifikace se dosahuje vystavením výřezů vyšší vlhkosti a teplotě. Takto lze zvýšit deformovatelnost aţ o 30 %. O teplotě rozhoduje druh a hustota dřeva. - hustota dřeva < 450 kg/m3 40 C - hustota dřeva 450-580 kg/m3 50 C - hustota dřeva >580 kg/m3 60 C Nejběţnější způsoby plastifikace jsou: máčení, ohřívání ve vodě, ohřívání parou (přímo nebo přes vodní výměník), paření v autoklávech. Odkornění Odkorňování výřezů se provádí zejména kvůli nečistotám, které otupují a poškozují řezné nástroje. Výřezy po plastifikaci se odkorňují mnohem lépe neţ nezahřátá kulatina. Pouţívají se zejména rotorové a frézovací (na průřezy větších tloušťek) odkorňovače. Rotační odkorňovací stroj CAMBIO (Mahút, Réh, Víglaský) Frézovací odkorňovací stroj (Mahút, Réh, Víglaský)