Puun teollinen pintakäsittely

Transkriptio

1 Puun teollinen pintakäsittely L I V I N G F O R W O O D

2 Puun teollinen pintakäsittely T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

3 Puun teollinen pintakäsittely Toimituskunta Kaj Fagerholm Heidi Hirvelä Minna Ihamäki-Laitinen Erkki Keränen Keijo Korhonen Leena Manni-Rantanen Arto Nummela Anu Passinen Julkaisija Tikkurila Oy, Industrial Coatings Industrial Coatings ISBN toinen painos Taitto Keijo Korhonen Paino Tikkurila omatarvepaino P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y

4 Sisällysluettelo 1. Perustietoa maaleista ja lakoista Sideaineet Aminohartsit Alkydihartsit Epoksihartsit Uretaanihartsit (isosyanaattikovetteiset) Nitroselluloosa Selluloosa-asetobutyraatti (CAB) UV kovettuvat akrylaattihartsit Vesiohenteiset sideaineet eli dispersiot Pigmentit ja täyteaineet Ohenteet Apuaineet Eri pinnoitetyypit ja niiden käyttötavat Kitit Petsit Puunsuojat Lakat Pohjalakat Pintalakat Maalit Kovetteet Ohenteet Puun rakenne ja puulajit Puuaines Puun rakenne Oksat Puumateriaalin ominaisuuksia Puun eläminen Kosteus Lämpötila Aika Puulajit Mänty Kuusi Koivu Tammi Saarni Muut puulajit Levymateriaalit Kuitulevyt MDF- ja HDF-levyt Vanerit Lastulevyt T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

5 4. Eri alusmateriaalien erikoisvaatimukset pintakäsittelytyössä MDF-levyn maalaus HDF-levyn maalaus Vanerit Massiivipuut Mänty ja kuusi Tammi ja saarni Koivu Tropiikin kovapuut Hionta Hiontatavat Hiomanauhat Ohjeita hiontaan Pintakäsittely- ja pinnoitusmenetelmät sekä -laitteet Ruiskutus ja ruiskutuslaitteet Ruiskukaapit Hajoitusilmaruiskutus Korkeapaineruiskutus Ilma-avusteinen korkeapaineruiskutus Sähköstaattinen keskipakoismenetelmä Sähköstaattinen ruiskutus Ruiskutus lämmitetyllä pinnoitteella Suurtilavuus-hajoitusilma-ruiskutus (HVLP-ruiskutus) komponenttiruiskutus Ruiskuautomaatit Robottiruiskutus Pinnoitusmenetelmät Valukonepinnoitus Vakuumipinnoitus Telakonepinnoitus Kastopinnoitus Rumpupinnoitus Pintakäsittelylinjat Ikkunateollisuus Oviteollisuus Parkettiteollisuus Listateollisuus Sahatavaran pintakäsittely Keittiökalusteteollisuus Huonekaluteollisuus Muu puuteollisuus Kuivuminen ja kovettuminen Ilmakuivaaminen Lämpökuivaaminen Kuivuminen ja kovettuminen Fysikaalinen kuivuminen Kemiallinen kuivuminen P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y

6 8.6 Lämmön siirto Johtuminen Konvektio Säteily Kuivauslaitteet (uunit) Kuivaustunnelit Kerrosuunit IR-uunit Kaasu-IR MOS-kuivaus UV-uunit UVITEC-kuivaus Elektronisäde-kuivaajat (EB-kuivaajat) Kuivan ilman laitteet UV-LED kuivaus Valmiin maalipinnan testaus Puupintojen maalausstandardit Työ- ja ympäristönsuojelu Työsuojelu Pakkausmerkinnät Reaktiiviset tuotteet Terveysvaaraa aiheuttavat tuotteet Ympäristövaaraa aiheuttavat tuotteet Käyttöturvallisuustiedotteet Paloturvallisuus Maalien käyttö Pinnoituskohteet ja suositeltavat maalausyhdistelmät Huonekalut Kiintokalusteet Väliovet Lamelliparketit Ikkunat ja ulko-ovet Listat, karmit ja panelit Ulkoverhouslaudat Palkit Vaneri Kuitulevy Pinnoituskustannukset ja- laskelmat Yleisiä ohjeita ennen pintakäsittelyä Yleisimpiä maalikäsitteitä Sävytysjärjestelmät T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

7 18. Pintakäsittelyn ongelmanratkaisu Appelsiinipinta Huono peittokyky Valukalvon repeämä valukoneessa Kuplan muodostuminen maalattaessa Kuplan muodostuminen kuivumisvaiheessa Heikko kuivuminen ja pehmeä maalipinta Pinnan halkeilu (verkkomainen) Pinnan halkeilu (syysuuntainen) Valuminen Värierot maalauksessa Värierot lakkauksessa Värierot petsauksessa Kiiltovaihtelut Korkkaaminen (Krymppaus) Himmeät läikät Raitaisuus Epäpuhtauksia ja roskia maalikalvossa Kraaterit (Hylkiminen) Huono kiinnitarttuminen Rasvaisuus (Hikoilu) Vaaleat läikät lakkapinnassa Karkea pinta Värit Väri on valoa Värin näkeminen Värinmuodostus Lisäävä värinmuodostus Vähentävä värinmuodostus Värinmääritys ja mittaaminen Värierot Metameria P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y

8 1. Perustietoa maaleista ja lakoista Maaleja ja lakkoja kutsutaan jäljempänä yksinkertaisemmin maali - nimikkeellä. Maalit voidaan luokitella eri ominaisuuksien kuten sideaineen, ohenteen tai kuivumistavan mukaan. Erilaisia sideainetyyppejä ovat mm. aminohartsit, alkydihartsit, lateksit eli dispersiot, epoksihartsit ja uretaanihartsit. Ohennetyypin mukaan maalit voidaan jaotella vesiohenteisiin, liuoteohenteisiin ja liuotteettomiin (100%) maaleihin. Kuivumistavan mukaan maalit voidaan jaotella fysikaalisesti kuivuviin, hapettumalla kuivuviin ja reaktiomaaleihin. Maalit ja lakat koostuvat useista erilaisista raaka-aineista, jotka voidaan jakaa neljään eri ryhmään; sideaineet, pigmentit ja täyteaineet, liuotteet ja apuaineet. Näillä kaikilla on oma merkityksensä tarkasteltaessa maalien ja lakkojen ominaisuuksia purkissa, levitysvaiheessa ja valmiina pintana. 1.1 Sideaineet Sideaineen tehtävänä on sitoa yhteen maalin muut ainesosat ja kiinnittää maali alustaansa. Sideaineet ovat kiinteitä tai nestemäisiä polymeerejä. Kiinteät ja korkeaviskoosiset sideaineet liuotetaan sopivaan juoksevuuteen ennen maalin valmistusta. Sideaine voi olla myös pieninä hiukkasina vedessä (dispersio). Maalin kestävyys ja kiinnitarttuminen alustaan riippuvat sideaineesta. Tästä syystä maalien luokittelu perustuu yleensä sideainetyyppiin. Seuraavassa on lueteltu yleisimmät puuteollisuudessa käytetyt sideainetyypit ja niiden kuivumistavat Aminohartsit Aminohartseista käytetään useinmiten karbamidi- ja melamiinihartseja. Karbamidihartsit kuivuvat nopeasti, mutta niiden kemikaalikesto ei ole yhtä hyvä kuin melamiinihartsien. Koska melamiinihartsit eivät reagoi yhtä nopeasti hapon lisäyksen jälkeen, voidaan karbamidihartseja vähentämällä ja melamiinihartseja lisäämällä pidentää maalin käyttöaikaa (=potlife). Aminohartsit kuivuvat reagoimalla lämmön tai happokatalysaattorin vaikutuksesta jonkin toisen sideaineen kanssa ja itsensä kanssa. Ne sisältävät aina formaldehydia, joka vapautuu maalin kuivuessa. Kuivuneesta kalvosta vapautunut formaldehydi voidaan tunnistaa pistävän hajun perusteella. Kun maali kuivuu, formaldehydipäästö laskee. Aminohartsit ovat liian hauraita käytettäviksi sellaisinaan ja siksi niitä yhdistetään maaleissa joustavuutta antavien sideaineiden kanssa Alkydihartsit Alkydit ovat polyestereitä, jotka sisältävät kasvisöljyistä, esimerkiksi pellavaöljystä, soijaöljystä, risiiniöljystä tai mäntyrasvahaposta peräisin olevia rasvahappoja. Raaka-aineita vaihtelemalla voidaan valmistaa erityyppisiä alkydejä. Ne ovat liuoteohenteisia tai veteen dispergoituja. Kuivuvaa öljyä (kuten pellava- tai soijaöljyä) tai kuivuvien öljyjen rasvahappoja (kuten mäntyrasvahappo) sisältäviä alkydeja käytetään ilmakuivuviin maaleihin. Alkydimaalien kuivuessa liuotteet tai vesi haihtuvat ja sideaine reagoi ilman hapen kanssa. Katalyyttimaaleissa käytetään ei kuivuvista öljyistä tai rasvahapoista valmistettuja alkydeja. Alkydimäärää muuttamalla voidaan säätää maalin kovuutta. Sisäkäyttöön tarkoitetuista maaleista pyritään tekemään kovempia maaleja kuin ulkokäyttöön soveltuvista tuotteista. Alkydi reagoi kemiallisesti aminohartsin kanssa muodostaen tuotteen, jolla on sekä hyvät mekaaniset ominaisuudet että hyvä kemikaalin kestävyys. Tämäntyyppiset alkydit reagoivat myös jonkin verran ilman hapen kanssa, mistä syystä kemikaalin kestävyys paranee entisestään. Uretaanialkydit ovat myös hapettumalla kuivuvia sideaineita, jotka ominaisuuksiltaan muistuttavat alkydeja. Niiden kulutuksen- ja kemikaalinkesto on jonkin verran parempi kuin alkydeilla. Vesiohenteisia alkydeja käytetään erityisesti ulkotuotteissa pohjamaaleissa Epoksihartsit Kovetteina käytetään tavallisesti polyamideja ja polyamiineja. Polyamidit antavat paremman vedenkeston mutta hitaamman kuivumisen kuin polyamiinit. Sideaine voi olla liuotettu veteen, liuotteeseen tai se voi olla liuotteeton. Niiden UV-kesto on varsin huono, joten epoksimaaleja käytetään tavallisesti pohjamaaleina esimerkiksi polyuretaanimaalien alla. P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y 1

9 1.1.4 Uretaanihartsit (isosyanaattikovetteiset) Uretaanihartsit kuivuvat kemiallisen reaktion avulla. Polyuretaanimaalit voivat olla yksi- tai kaksikomponenttisia. Ne voivat olla myös vesiohenteisia. Yksikomponenttiset lakat kuivuvat siten, että niissä oleva isosyanaatti reagoi ilman kosteuden kanssa. Maaleja ei juuri valmisteta, koska maalissa olevat pigmentit sisältävät jonkin verran kosteutta, joka reagoi sideaineen kanssa maalia varastoitaessa. Samasta syystä lakkoihin ei voida lisätä kiiltoa vähentäviä himmennysaineita. Kaksikomponenttisissä maaleissa maalin sideaine voi olla joko polyesterityyppinen tai akrylaatti. Akrylaattipohjaiset maalit kuivuvat nopeammin kuin polyesteripohjaiset ja vaativat pienemmän määrän kovetetta, mutta niiden kemikaalinkesto on heikompi. Alifaattiset isosyanaatit antavat hitaan kuivumisen, mutta vähemmän kellastuvan maalin. Aromaattiset isosyanaatit soveltuvat selvästi paremmin ulkomaaleihin Nitroselluloosa Nitrosellulooosa eli selluloosanitraatti tehdään sekä pumpulista että puusta. Nitroselluloosamaalit kuivuvat fysikaalisesti liuottimien haihtuessa maalikalvosta. Nitroselluloosa on sideaineena kova ja hauras. Nitroselluloosamaaleihin on sen vuoksi lisättävä joko joustavuutta antavia sideaineita tai pehmittimiä. Nitroselluloosaa voidaan lisätä katalyyttimaaleihin nopeuttamaan maalin kuivumista Selluloosa-asetobutyraatti (CAB) Selluloosa-asetobutyraatti ei kellastu kuten nitroselluloosa, joten se soveltuu lakkoihin, joita applikoidaan maalien päälle, koska maalin sävy ei silloin muutu. CAB lakat puulle levitettynä pitävät puun vaaleana, mutta ne eivät sovellu tummien puulajien, eikä tummien petsien päälle UV kovettuvat akrylaattihartsit UV kovettuvat akrylaattihartsit valmistetaan siten, että akryylihapon annetaan reagoida jonkun muun hartsin kanssa. Tällä tavalla valmistetaan esimerkiksi epoksiakrylaatteja, polyesteriakrylaatteja ja polyuretaaniakrylaatteja. Nämä sideaineet kovettuvat muutamassa sekunnissa UV-uunissa UV-säteilyn vaikutuksesta. Näitä sideainetyyppejä käytetään myös dispersiomuodossa vesiohenteisissa tuotteissa Vesiohenteiset sideaineet eli dispersiot Tärkeimmän sideainetyypin muodostavat akrylaatit. Polystyreeniakrylaatit ovat hinnallisesti edullisia vaihtoehtoja. Myös polyuretaanidispersioita käytetään parantamaan kemikaalikestoa ja kulutuskestävyyttä, mutta korkean hinnan takia niiden käyttö on rajoitettu. Sideaine on dispergoituna pieninä hiukkasina vedessä. Lateksimaali kuivuu fysikaalisesti siten, että vesi haihtuu ja hiukkaset tarrautuvat yhteen muodostaen yhtenäisen kalvon. Liuotepäästöjen vähentämisprosessissa dispersiomaalien tärkeys kasvaa jatkuvasti. 1.2 Pigmentit ja täyteaineet Pigmentit antavat sävyä ja peittokykyä. Pigmenttejä ja täyteaineita voidaan valmistaa eri tavoilla. Luonnossa esiintyviä aineita voidaan hienontaa jauheeksi, kuten punaista rautaoksidia, kalsiittia, talkkia ja kaoliinia. Useimmat pigmentit valmistetaan kuitenkin synteettisesti. Pigmentit suojaavat maalikalvoa ja puuta auringon UV-säteilyltä. Pigmentit jaetaan perinteisesti epäorgaanisiin ja orgaanisiin pigmentteihin. Epäorgaanisia pigmenttejä ovat esimerkiksi rautaoksidit, hiilimusta sekä titaanidioksidi. Titaanidioksidi on maaliteollisuudessa eniten käytetty pigmentti. Orgaanisia pigmenttejä ovat esimerkiksi ftalosyanini siniset ja vihreät pigmentit. Epäorgaanisten pigmenttien peittokyky on yleensä hyvä, mutta värjäysvoima ei ole yhtä hyvä kuin orgaanisilla pigmenteillä. Orgaaniset pigmentit ovat väreiltään kirkkaampia. Niiden kestävyysominaisuudet vaihtelevat hyvin paljon. Pigmenteistä valmistetaan sävytyspastoja, joita käytetään erilaisten perusmaalien sävytykseen. Eri perusmaalit joko sisältävät tarkasti määritellyn määrän tai ei lainkaan valkoista titaanidioksidi pigmenttiä. Sävytyspastojen ja sävytysjärjestelmän avulla saadaan muutamasta perusmaalista lähes rajaton määrä erilaisia sävyjä. Täyteaineet eivät anna peittokykyä, koska niiden taitekertoimet ovat liian lähellä maalissa olevien sideaineiden taitekertoimia. Kuivana täyteaineet ovat yleensä valkoisia, mutta sideaineilla täysin kostutettuina niistä tulee läpinäkyviä. Niiden avulla säädellään maalin viskositeettia, maalikalvon kovuutta, kiiltoa, täyttävyyttä sekä mekaanisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. Yleisimpiä käytettyjä täyteaineita ovat kalsiitti, kaoliini ja talkki. Himmennysaineena käytetään yleisimmin synteettistä amorfista piidioksidia. 2 T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

10 1.3 Ohenteet Ohenteet ovat vettä lukuun ottamatta haihtuvia orgaanisia yhdisteitä eli VOC-aineita (VOC = Volatile Organic Compound). Ne voivat muodostua yksittäisistä liuotteista tai liuoteseoksista. Ohenteet alentavat maalin viskositeettia halutulle asteelle. Ohenteilla säädellään maalin levitysominaisuuksia, tasoittumista ja kuivumista. Ohenteet haihtuvat maalipinnasta maalin kuivumisvaiheessa. Maalissa käytetyt liuotteet määräävät maalin paloluokan. Liuotteiden haihtuvuusominaisuudet säätelevät maalin maalattavuusominaisuuksia, kalvon muodostumista, tasoittumista ja kuivumista. Liuotteiden liuotuskyky vaihtelee siten, että eri liuotteet liuottavat eri sideaineita. Maalien tuoteselosteissa ja etiketeissä on kerrottu maalille sopivin ohenne. Väärä ohenne saattaa pilata maalin esimerkiksi siten, että sideaine ei pysy liukenevassa muodossa, vaan saostuu maalissa. Täten maalissa hitaimmin haihtuva liuote pitää aina olla sopiva liuote maalin sideaineseokselle, muuten maalin kiilto laskee voimakkaasti. Myös vesiohenteisissa maaleissa käytetään yleensä pieniä määriä hitaasti haihtuvia liuotteita. Niitä kutsutaan tässä tapauksessa apuliuottimiksi. Ne pehmentävät sideainehiukkaset ja saavat ne tarttumaan yhteen ja muodostamaan yhtenäisen kalvon maalin kuivumisvaiheessa. Mitä kovempi sideaine, sitä enemmän apuliuottimia tarvitaan maalissa, jotta maali muodostaisi yhtenäisen kalvon ilman halkeamia ja reunauria. Käytetyt apuliuottimet hidastavat maalin kuivumista. 1.4 Apuaineet Apuaineita käytetään parantamaan maalien eri ominaisuuksia. Niiden määrä maalituotteissa on yleensä hyvin vähäinen, mutta ne voivat ratkaisevasti parantaa maalin eri ominaisuuksia. Apuaineita saatetaan tarvita myös maalin valmistuksen helpottamiseksi. Alkydimaaleissa käytetään kuivikkeita, jotka nopeuttavat maalikalvon kuivumista. Paksuntajia käytetään vesiohenteisissa tuotteissa. Paksuntajat antavat maalille halutun viskositeetin ja estävät applikoitaessa maalin valumista. Ulkotuotteisiin lisätään homeenestoaineita. Lisäksi voidaan käyttää mm. dispergointiaineita helpottamaan pigmenttien jauhamista maaliin ja tasoitusaineita antamaan sileämmän maalipinnan ilman kalansilmiä. Kostutinaineilla varmistetaan, että maali pystyy kostuttamaan alustaa, jotta muodostuisi yhtenäinen ja tasainen maalikalvo. Lisäämällä vaahdonestoaineita varmistetaan, että maalikalvoon ei jää ilmakuplia. UV-tuotteisiin lisätään initiaattoreita, jotta ne kuivuisivat UV-valossa. P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y 3

11 2. Eri pinnoitetyypit ja niiden käyttötavat Maalituotteet voidaan jakaa käyttötarkoitusten perusteella eri ryhmiin. Puuteollisuudessa käytetään yleisesti kittejä, petsejä, puunsuojia, lakkoja, maaleja, kovetteita ja ohenteita. 2.1 Kitit Kiteiksi kutsutaan yleensä viskositeetiltaan hyvin paksuja tuotteita. Niitä käytetään puuraaka-aineen reikien, kolojen ja halkeamien täyttämiseen sekä puupinnan tasoittamiseen. Kitin pitää olla helposti levitettävää, täyttävää ja mahdollisimman kutistumatonta. Kittejä voidaan levittää sekä manuaalisesti lastalla että koneellisesti kittilaatikolla ja kevyt- tai raskaspakkelikoneella. Kuva 1. Kittien levittämiseen käytettäviä lastoja. Kittien sideaineina voidaan käyttää mm. alkydihartseja, nitroselluloosaa, lateksia, epoksi- ja uretaanihartseja. Kittejä on saatavilla värittöminä, valkoisina ja erilaisina ruskeina puulajien mukaisina väreinä. 2.2 Petsit Petsit ovat liukenevia väriaineita tai pigmenttejä sisältäviä liuoksia. Petsejä käytetään puupintojen värjäämiseen peittämättä puun rakennetta ja kuviointia. Petsien alhaisen pintajännityksen ansiosta saadaan syvä ja tasainen värjäytyminen useimmissa puulaaduissa. Petsejä ei normaalisti käytetä yksin, vaan yleensä sen päälle levitetään yksi tai kaksi lakkakerrosta. Petsisävyjä on saatavana useiden eri sävykarttojen mukaan. Markkinoilla on sekä liuote- että vesiohenteisia petsejä. Petsauksessa on syytä muistaa seuraavat seikat: tarkistetaan, että käytettävissä on ajan tasalla oleva värimalli oikean sävyn aikaansaamiseksi. Petsivärimallit haalistuvat, kellastuvat tai muuttavat väriä ajan ja valosäteilyn vaikutuksesta. puulajit ja eri puuerät vaikuttavat petsin lopulliseen väriin. Tarkistetaan, että käytettävällä petsillä saadaan aikaiseksi oikea värisävy käytössä olevalle puumateriaalille. puun hionta vaikuttaa petsin lopulliseen sävyyn ja ulkonäköön. Karkeammalla hionnalla aukaistaan puun solukkoa enemmän, jolloin petsi imeytyy paremmin puuhun ja värjää sen tasaisemmin. Liian hieno hionta saattaa sulkea puun pintaa siten, että osa petsistä jää märkänä seisomaan puumateriaalille. Tämä aiheuttaa laikukkuutta etenkin suurien kappaleiden ulkonäössä. levitysmenetelmä vaikuttaa petsin voimakkuuteen lopulliseen petsin sävyyn vaikuttaa valittu lakkatyyppi petsejä voidaan laimentaa ohenteella, jolloin värisävy vaalenee petsejä voidaan myös sekoittaa lakan joukkoon, jolloin petsattava pinta värjääntyy tasaisemmin, mutta petsi ei enää korosta kevät- ja kesäluston eroja. Samalla tavalla voidaan tasata epätasaisesti värjäytyneen puumateriaalin värieroja. käytetään ensisijaisesti kostuttavaa lakkaa petsin päällä mahdollisimman vähän alustaa turvottavat petsit helpottavat pohjalakan hiontaa 2.3 Puunsuojat Puunsuojat ovat pintakäsittelyaineita, joiden tarkoituksena on suojata puupintaa ulkokäytössä homeelta, laho- ja sienikasvustolta sekä sinistymiseltä. Puunsuojat sisältävät yleensä sideainetta ja orgaanisia biosideja. Puunsuojan tulee tunkeutua syvälle puuhun ja estää liiallisen kosteuden imeytymistä puuhun. Mitä syvemmälle puunsuojan tehoaineet saadaan imeytymään, sen paremmin se suojaa puuainesta. Jotta puunsuoja saadaan imeytymään mahdollisimman syvälle puuhun, pitää tuotteen viskositeetin olla alhainen. Toinen imeytymistä 4 T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

12 tehostava keino on vakuumilaitteen käyttö, jolloin alipaine työntää puunsuojaa puuaineksen sisään. Puunsuojia voidaan käyttää sekä värittömänä että värillisinä. Värilliset puunsuojat sisältävät säänkestäviä väripigmenttejä. 2.4 Lakat Lakat ovat pintakäsittelyaineita, jotka muodostavat kuivuessaan läpinäkyvän kalvon. Puuteollisuudessa on yleisesti käytössä katalyytti-, polyuretaani-, vesiohenteisia ja UV-kovettuvia lakkoja. Alusta ja pinnoitettavan kappaleen rakenne sekä muoto vaikuttavat lakan ja pintakäsittelymenetelmän valintaan. Lakan ja puulaadun yhteensopivuus on myös otettava huomioon, sillä yhteensopimattomuus saattaa aiheuttaa mm. värihäiriöitä. Esimerkiksi jakaranda puun päällä happokovettuva lakka värjäytyy vihreäksi. Alustan esikäsittelyllä, kuivauksella ja liimauksella on vaikutusta lak kauksen lopputulokseen. Ohuilla, eli matalan kuiva-ainepitoisuuden omaavilla lakoilla saadaan aikaan puupintojen muotoja mukaileva jälki, missä lakka on tunkeutunut puun huokosiin. Avosyisissä puissa on syytä käyttää aina ohutta lakkaa ilmakuplien välttämiseksi. Käytettäessä korkean kuivaainepitoisuuden omaavia lakkoja ja/tai paksuja lakkakerroksia puupinta tulee helposti kuolleen näköiseksi Pohjalakat Pohjalakkojen tärkeimmät ominaisuudet ovat hyvä hiottavuus ja nopea kuivuminen. Puuteollisuudessa on yleisesti käytössä yksikomponenttisia pohjalakkoja, jotka ovat helppokäyttöisiä ja nopeasti kuivuvia. Puualusta värjäytyy kostumisen johdosta voimakkaammin tai lievemmin riippuen siitä mitä lakkatyyppiä käytetään. Kostuminen ilmenee alustan tummumisena. Voimakkaampi kostuminen saattaa olla toivottua lakattaessa petsattuja pintoja tai tummia puulaatuja. Vaaleita puulajeja lakattaessa toivotaan vähäisempää kostumista, jolloin puu alusta jää luonnollisen vaaleaksi. Vaaleusastetta voidaan lisätä käyttämällä lakan joukossa valkoista titaanidioksidipigmenttiä, joka samalla vähentää UV-valon vaikutuksesta tapahtuvaa puun kellastumista Pintalakat Pintalakkojen tärkeimpiä ominaisuuksia ovat mekaaninen kulutuskestävyys ja kemiallinen kestävyys. Ulkokäyttöön soveltuvien lakkojen on lisäksi kestettävä säärasitusta ja puun elämistä, joten niiden on oltava joustavia. Samanlaista joustavuutta vaaditaan myös kosteisiin tiloihin tarkoitetuilta lakoilta. 2.5 Maalit Maaleissa käytetään useinmiten samoja raaka-aineita kuin lakoissa. Suurin ero näiden välillä on siinä, että maaleissa käytetään väripigmenttejä, mutta lakoissa ei. Pigmentit antavat maaleille ominaisen sävyn ja peittokyvyn. Värisävyt saadaan hallitusti aikaiseksi sävytyskoneen, -kaavojen, eriväristen pigmettien ja perusmaalien avulla. Maaleilla on lisäksi parempi täyttökyky ja ne suojaavat alustaansa paremmin mm. UV-valolta. Usein oletetaan virheellisesti, että maalaus peittää kaikki alustassa ja esikäsittelyssä ilmenneet virheet. Maalauksessa esityö ja oikean menetelmän sekä maalin valinta on edellytys hyvän lopputuloksen aikaan saamiseksi. Maaleissa on, vastaavasti kuin lakoissa, pohja- ja pintamaaleja. Pohjamaalien tärkeimpiä ominaisuuksia ovat hyvä hiottavuus, nopea kuivuminen ja täyttävyys. Pintamaalien tärkeimpiä ominaisuuksia ovat mekaaninen kulutuskestävyys ja kemiallinen kestävyys. 2.6 Kovetteet Kovetteilla tarkoitetaan maalin sekaan laitettavaa aineita, jotka aikaansaavat kovettumisreaktion. Kovetteet voidaan jakaa kovettajiin ja katalyytteihin. Kovettaja osallistuu kuivumisreaktioon ja muodostaa kalvon joko lakka- tai maaliosan kanssa. Katalyytti puolestaan ainoastaan katalysoi eli nopeuttaa reaktiota; se ei itse osallistu reaktioon. Polyuretaani- ja epoksipinnoitteissa käytetään toisena komponenttina kovettajaa kun taas happokovettuvissa pinnoitteissa käytetään katalyyttiä. Kovettajan sekä katalyytin annostelussa on syytä noudattaa tarkoin annettuja ohjeita onnistuneen lopputuloksen aikaansaamiseksi. Kullekin tuotteelle on aina erikseen laskettu tarvittava kovetteen määrä. P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y 5

13 2.7 Ohenteet Ohenteita käytetään pääasiassa saamaan pinnoite sellaiseen muotoon, että sitä voidaan levittää halutulle alustalle. Ohenteen tehtävänä on myös liuottaa sideainetta ja antaa pinnoitteelle hyvät tasoitusominaisuudet. Ohenteilla voidaan vaikuttaa myös alustan kostumiseen sekä helpottaa virheettömän kalvon muodostumista haihtumisnopeutta säätämällä. Nopean haih tumisen seurauksena kalvo asettuu nopeasti. Hitaampi haihtuminen aikaansaa kalvon paremman tasoittumisen, mutta samalla valumisriski kasvaa. Teollisella linjalla myös maalattujen tuotteiden pinkattavuus hankaloituu. Ohenne valitaan usein loppukäyttäjän linjanopeus ja pinkkausnopeus huomioiden. Ohenne on yleensä sekoitus nopeista, keskinopeista ja hitaista liuottimista. Liuottimen liuotuskyky voi rajoittua yhteen tai useampaan sideainetyyppiin. Ohenteet formuloidaan niin, että jokainen pinnoite saa sille tarkoitetut ominaisuudet. Eri maaleilla ja lakoilla tulee käyttää vain sille tarkoitettua ohennetta. Useimmat pintakäsittelyongelmat aiheutuvat sopimattomista ohenteista tai vääristä ohennemääristä. Ohenteiden käytössä kannattaa noudattaa tuoteselosteissa ilmoitettuja suosituksia. Ohenteen valintaan vaikuttavat myös työ- ja ympäristösuojelulliset tekijät. 6 T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

14 3. Puun rakenne ja puulajit 3.1 Puuaines Pintakäsittelyssä eri puulajeilla on erilaisia ominaisuuksia. Puulajien erikoisominaisuudet on hyvä tietää ennen pintakäsittelyä, jotta saavutetaan paras mahdollinen lopputulos. Puulajien ominaisuudet määräävät myös, missä niitä kannattaa käyttää. Koivu on esimerkiksi melko kovaa ja taipuisaa ja sen vuoksi sitä käytetään paljon viiluna vanereissa ja taivutetuissa huonekalurakenteissa. Sen sijaan sen kosteus- ja lahonkestävyys ovat heikkoja, joten sitä ei suositella sinällään ulkokäyttöön. Ulkokäyttöön soveltuvia puulajeja sen sijaan ovat kuusi, lehtikuusi ja mänty. Ne kestävät hyvin kosteuden muutoksia halkeilematta ja puuaineksessa oleva pihka suojaa niitä ulkoiselta rasitukselta. Puuainesta ei kuitenkaan koskaan suositella käytettäväksi ulkona ilman pintakäsittelyä. Havupuulajeja voidaan kuitenkin käyttää myös sisätiloihin tulevissa tuotteissa kuten paneeleissa. Mäntyä voidaan käyttää huonekaluissa Puun rakenne Puun rakenne koostuu puun ytimestä, nuor-, sydän- ja, pintapuusta sekä kuoresta. Ydin, joka koostuu lähinnä tärkkelyksestä, varastoi ravintoa seuraavaa vuosikasvainta ja -oksistoa varten. Alempana rungossa ydin on kuollut. Nuorpuu, joka käsittää sisintä vuosirengasta, on solurakenteeltaan erilainen Kuva 2. Puun rakenne. kuin myöhemmät renkaat. Nuorpuu sisältää aina oksia ja puuaines on altis halkeiluun. Laadullisesti tämä on rungon heikoin osa. Sydänpuu on kuollutta puuainesta, joka toimii kantavana pilarina elävälle pintapuulle. Monissa puulajeissa sydänpuu on tummempaa kuin pintapuu ja on yleensä rungon arvokkain osa. Puun järeytymisen myötä sydänpuun osuus lisääntyy. Pintapuu eli manto on elävää puuainesta, jossa vesi ja ravinteet siirtyvät juurista latvukseen. Vaaleissa puulajeissa kuten kuusessa, koivussa ja haavassa sydänpuun ja pintapuun raja tuskin erottuu. Kuori koostuu useasta kerroksesta ja se on rungon uloin kerros. Puun rakenteesta voidaan eritellä myös kevätpuu, kesäpuu, vuosirenkaat, ydinsäteet ja kuorikerroksen alla olevat nila ja jälsi. Kevätpuu muodostuu kasvukauden alussa puun aloittaessa uutta vuosikasvua ja se erottuu puuaineksessa vaaleampana renkaana. Lehtipuissa kevätpuun leveys on lähes vakio riippumatta puun kasvunopeudesta. Kesäpuuta muodostuu puuainekseen kesän aikana ja se on väriltään tummempaa kuin kevätpuu. Tämä johtuu siitä, että keväällä puu kasvaa nopeammin ja sen solurakenne on harvempaa verrattuna kesän kasvukauteen. Havupuilla kesäpuun leveys on lähes vakio. Tiivis ja kova puu on laadun kannalta toivottavaa. Hyvälaatuinen lehtipuu on nopeasti kasvanutta, kun taas hidas kasvu on eduksi havupuille. Kevät- ja kesäpuuta sanotaan yhteensä vuosirenkaaksi. Kesäpuun määrä puussa vaikuttaa huomattavasti puun kestävyys -ominaisuuksiin, koska se on kevätpuuta lujempaa. Kesäpuun parempaan kestävyyteen vaikuttavat paksummat soluseinät ja pienemmät soluontelot, joten se on tiheämpää kuin kevätpuu. Monen puulajin poikkileikkauspinnassa näkyy ohuita viivoja, jotka kulkevat säteittäisesti ytimestä kohti kehää. Näitä kutsutaan ydinsäteiksi, joiden tehtävänä on siirtää vettä ja ravinteita pintakerroksesta rungon eläviin sisäosiin. Ydinsäteiden koko vaihtelee puulajista toiseen. Monissa puulajeissa niitä ei erota paljain silmin, toisissa taas ydinsäteet ovat hyvin näkyvillä, kuten tammessa. Kun puuta halkaistaan säteen suuntaisesti, ydinsäteet näkyvät peileinä halkaisupinnassa. Tämä koristeellinen kuviointi on tyypillinen mm. tammelle ja vaahteralle. P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y 7

15 3.1.2 Oksat Normaalit oksat kehittyvät latvakasvaimen juuressa ja saavat siis alkunsa ytimestä. Tällaisia oksia kutsutaan ydinoksiksi. Havupuissa nämä oksat kehittyvät säännöllisinä kerroksina, nk. oksakiehkuroina. Kuusen oksien kehitys ei ole yhtä säännöllinen, vaan oksakerrosten väliin muodostuu usein pienempiä oksia, joita sahatavarassa kutsutaan usein naulaoksiksi. Lehtipuiden ydinoksat eivät kehity yhtä säännöllisesti, vaan haarautuvat ilman selvää järjestystä. Pintakäsittelyn kannalta lehtipuiden oksilla ei ole merkitystä. Sen sijaan havupuiden oksat aiheuttavat pintakäsittelylle erikoisvaatimuksia. Havupuissa etenkin keväällä kasvukauden alussa kaadettu puuaines on herk kä siirtämään puun ravinteita vielä pitkään puun kaatamisen jälkeen. Tällainen keväällä kaadetun havupuun pihka-aines pursuaa oksan kohdalta melko herkästi. Pihka sinällään ei aiheuta pintakäsittelyn laatuvirheitä, mutta oksasta vapautuvat uuteaineet värjäävät pintakäsittelymateriaalia keltaiseksi. Tämä tulee näkyviin etenkin silloin, kun pintakäsittelyssä halutaan vaalentaa puuainesta tai maalata se valkoiseksi. Oksan kohta vaih taa värisävyään keltaiseksi jo muutaman kuukauden vanhenemisen jälkeen. Oksan kellastumista ei voida estää kokonaan, mutta sen värjäytymistä voidaan hidastaa valitsemalla oikeat pintakäsittelyaineet. Kuva 3. Männyn oksistoa. 3.2 Puumateriaalin ominaisuuksia Puun eläminen nen voi olla voimakasta. Se on huomioitava rakenteita ja yksityiskohtia suunniteltaessa. Kevätpuu on huokoisempaa kuin kesäpuu, joten kuivuessaan se kutistuu voimakkaammin. Voimakkaan kuivumisen myötä puuaines halkeaa poikkisuunnassa. Pintakäsittelyn avulla voidaan puun kosteuselämistä rajoittaa ja täten pidentää puutuotteiden käyttöikää Kosteus Puun kosteus vaikuttaa kyllästymispisteen alapuolella huomattavasti puun lujuuteen. Yleisesti ottaen puun lujuusominaisuudet paranevat, kun kosteuspitoisuus pienenee. Sisätiloihin tulevan puun kosteus tulee olla 8 12 % ja ulkokäyttöön noin %. Ennen puun työstämistä ja pintakäsittelyä tulee puutavaran olla edellä mainituissa kosteuden rajoissa, jotta lopullisista tuotteista saadaan laadukkaita ja pitkäikäisiä. Puun pitkäaikainen säilyttäminen ja käyttö kosteissa olosuhteissa altistaa sen home-, sieni- ja mätänemisvaurioille. Käytössä nämä estetään toimivalla pintakäsittelyyhdistelmällä ja oikein suunnitelluilla rakenteilla Lämpötila Puun mekaaniset ominaisuudet heikkenevät puuta lämmitettäessä. Jos puu altistuu korkealle kuumuudelle pitkän aikaa, sen lujuusominaisuudet heikkenevät. Tätä on nykyisin käytetty hyväksi lämpökäsitellyssä puussa. Lämpökäsitellyn puun lujuusominaisuudet ovat heikommat kuin käsittelemättömän puun, mutta samalla saavutetaan parempi kosteuskestävyys, mittapysyvyys sekä lahon- ja sienenkesto-ominaisuudet Aika Puun ikääntyminen ei huononna sen kestävyyttä. Iän mukana kuitenkin puussa elävät mikro-organismit ja jatkuva kuormitus heikentävät kestävyysominaisuuksia. Olosuhteiden ja rasituksen jatkuva vaihtelu heikentävät puun kestävyyttä enemmän kuin tasaiset olosuhteet ja rasitus. Tämän vuoksi etenkin ulkorasituksessa on puupinta syytä suojata ulkorasitukselta pintakäsittelyaineilla. Puu on anisotrooppinen aine eli se turpoaa ja kutistuu eri suuntiin eri tavoin. Puun pitkittäissuuntainen kosteuseläminen on vähäistä, mutta poikittainen kosteuselämi- 8 T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

16 3.3 Puulajit Yleisimpiä puuteollisuudessa käytettyjä puulajeja ovat mänty, kuusi, koivu, tammi, pyökki ja saarni. Lisäksi eri käyttökohteisiin käytetään paljon muitakin puulajeja niiden ominaisuuksien kuten ulkonäön, keveyden ja kestävyyden mukaan. Edellisten lisäksi Suomessa kasvavista puulajeista puuteollisuudessa käytetään muun muassa haapaa, jalavaa, katajaa, lehmusta, pihlajaa, raitaa, leppää, tuomea ja vaahteraa. Osan puulajeista käyttöä estää hyväkuntoisen ja riittävän määrällisen puuaineksen puute Mänty Suomen metsät ovat mäntyvaltaisia ja Suomen metsien puustosta 44 % on mäntyä. Mänty on levinnyt lähes koko Eurooppaan ja laajoille alueille Siperiaan. Tumma sydänpuu on kohtalaisen lahonkestävää, mantopuu on vaaleampaa. Männyn puuaines on melko kovaa. Kovuuteen vaikuttaa olennaisesti myös puun kasvunopeus. Mänty ei ole kovin taipuisaa ja se murtuu helposti. Puu kestää kosteuden vaihteluja kohtalaisen hyvin halkeilematta. Puusepänteollisuuteen soveltuva männyn puuaines on peräisin vähintään 25 cm rinnankorkeusläpimitaltaan olevasta puusta, josta Kuva 4. Mänty erottuu selkeästi oksaton, kuivaoksainen ja terveoksainen osuus. Ilmakuivan sahatavaran paino on n. 540 kg/ m 3. Laadukas männyn puuaines on väriltään tasaista. Mäntyä käytetään sisustukseen, puusepäntuotteisiin, veneenrakennukseen, hirsi-, rakennus- ja pakkausteollisuuden raaka-aineeksi. Sitä käytetään myös huonekalujen, paneelien, ikkunoiden ja ovien valmistuksen sekä koriste- ja käyttöesineiden raaka-aineeksi. Siitä valmistetaan myös listoja, liimalevyä, paneeleja ja lautatavaraa Kuusi Kuusi on toiseksi yleisin puulaji metsissämme, noin 36 % puustosta on kuusta. Kuusen puuaines on vaaleaa eikä kellertävä sydänpuu erotu selvästi mannosta. Kuusi on suorasyistä, vähemmän taipuisaa kuin koivu. Puuaines kutistuu kuivuessaan hieman, mutta vääntyy ja kieroutuu enemmän kuin mänty. Se halkeaa helposti, mutta kestää kosteuden vaihtelua hyvin. Puusepänteollisuudessa kuusen huonoja puolia ovat sen oksaisuus ja pihkaaminen. Laadukkaan kuusen puuaines on akustisten soittimien raaka-ainetta. Ilmakuivan sahatavaran paino n. 450 kg/m3. A-luokkaisen kuusen puuaines on väriltään tasaista. Sen tulee olla sileäpintaista ja kyhmytontä. Vuosilustojen paksuus saa enimmillään olla 3 mm. Tästä virheettömästä puuaineksesta valmistetaan huonekaluja, ovia ja ikkunoita sekä paneeleja ja listoja Koivu Kuva 5. Kuusi Koivu on kolmanneksi yleisin puulaji Suomen metsissä. Hieskoivu on suorempisyinen kuin rauduskoivu ja siksi helpompi halkaista. Koivun puuaines on vaaleaa ja syykuvio erottuu heikosti. Sydänpuu ei erotu väriltään pintapuusta. Puuaines on kovaa ja taipuisaa. Koivu vaatii hyvän kuivatuksen, koska se on helposti lahoavaa. Nopea kuivaus aiheuttaa myös värin tummumista. Koivu kestää huonosti kosteutta. Koivu on helppo työstää, homogeeninen, hyvin lastuava ja kiillottuva. Sillä on myös hyvät pintakäsittely-, viimeistely- ja värjäysominaisuudet. Loimukoivun solukkojen rakenne on muuten normaali, mutta puuaineen syiden suunta vaihtelee aaltomaisesti säteen ja tangentin suunnassa. Ilmakuivan sahatavaran paino on n. 600 kg/m 3. Koivupuutavara on hyvien työstöominaisuuksiensa vuoksi haluttua huonekaluteollisuuden sekä puusepänverstaiden ja sorvaamojen raaka-ainetta. Koivu on myös vaneriteollisuuden ja muun levyteollisuuden pääraaka-aine. Loimukoivun solukkojen rakenne on muuten normaali, mutta puuaineen syiden suunta vaihtelee aaltomaisesti säteen ja tangentin suunnassa. Kuva 6. Koivu P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y 9

17 3.3.4 Tammi Tammi on yleinen koko Euroopassa ja osittain Aasiassa. Suomessa tammivyöhyke kulkee aivan etelärannikolla Porvoon tienoolta Turun saaristoon ja Ahvenanmaalle. Istutettuna tammi tulee toimeen pohjoisempanakin. Pinta- ja sydänpuu erottuvat hyvin toisistaan. Pintapuu on ohut ja valkeahko. Sydänpuun väri vaihtelee vaaleankellertävästä keskiruskeaan, yleensä se on punertavankiiltoista ja tummenee myöhemmin. Ydinsäteet erottuvat selvästi poikkileikkauksessa. Puuaines on lujaa, kovaa, hyvin painavaa ja tiheäsyistä. Korkean parkkihappopitoisuuden takia hyönteiset eivät sitä juuri vaurioita. Pintakäsittelyt ovat vaivattomia eri tuotteilla, mutta joillakin vesiohenteisilla tuotteilla saattaa esiintyä tammen ei toivottua värjääntymistä vihreään suuntaan. Tämä johtuu lakassa olevista tammelle sopimattomista raaka-aineista. Tammea lakataan sekä avoimena että suljettuna (täytettynä) lakkapintana. Avoimessa lakkapinnassa tammen putkilot jäävät näkyviin ja suljetussa pinnassa kaikki putkilot pyritään täyttämään, jolloin pinnasta tulee täysin tasainen. Sydänpuu on erittäin lahonkestävää ja sietää hyvin vettä. Puu on kuivattava huolellisesti, jotta se ei halkeilisi. Kuivana sen työstäminen on helppoa, mutta halkeilua saattaa esiintyä kuivauksen jälkeenkin. Ilmakuivan sahatavaran paino on n. 750 kg/m 3. Tammi on erinomainen kalustepuu ja sitä käytetään paljon keittiökalusteisiin, oviin ja ikkunoihin. Suurimmat tammen käyttäjät ovat parkettitehtaat. Parketin raakaaineeksi tammi käy hyvin riittävän kovuutensa ansiosta. Tammesta valmistetaan lisäksi viiluja, huonekaluja ja sitä käytetään veneiden puuraaka-aineena. Kovuutensa ja lahoamattomuutensa vuoksi tammea käytetään edelleen purjelaivojen rakennusaineena Saarni Kuva 7. Tammi Saarni kasvaa kosteilla paikoilla Euroopassa sekä Kaukasiassa ja Vähä-Aasiassa. Suomessa sitä esiintyy metsikkönä vain Ahvenanmaalla ja Lounais-Suomessa. Puuaines on sitkeää, painavaa ja kovaa. Se kestää melko hyvin taivutusta, sangen hyvin vetoa sekä on erittäin iskunkestävää, mutta sen leikkauskestävyys on heikko. Sydän- ja pintapuu ovat vaikeasti erottuvia. Pintapuu on paksu ja melkein valkea. Puuaines on erilaisten värisävyjen epätasaisesti kuvioittamaa ja vaikuttaa tästä syystä hyvin koristeelliselta. Saarnipuu kuivuu nopeasti, eikä tällöin yleensä synny halkeamia tai säröjä. Keinokuivauksessa on syytä käyttää kohtuullista lämpöä, jotta kuivaminen ei tapahtuisi liian nopeasti. Saarni ei ole säänkestävää. Puun kyllästäminen on vaikeaa, joten sen ulkokäyttö ei ole suositeltavaa. Ilmakuivan sahatavaran ominaispaino on n. 690 kg/m 3. Saarni on helppo pintakäsitellä. Saarnia voidaan lakata tammen tapaan avoimella tai suljetulla lakkapinnalla. Saarni jää lakattunakin melko vaaleaksi. Puusepänteollisuudessa saarnia käytetään eniten parkettiteollisuudessa ja keittiökalusteiden ovissa. Näiden lisäksi sitä voidaan käyttää huonekaluihin, viiluihin, urheiluvälineisiin ja aseisiin. Kuva 8. Saarni Muut puulajit Muita puulajeja käytetään pienempiä määriä eri puusepänteollisuudessa. Vaahteraa käytetään kovuutensa ja vaalean värisävyn ansiosta eniten parketissa ja jonkin verran huonekaluissa. Lehtikuusta käytetään etupäässä ulkorakenteisiin kuten pihakalusteisiin, terasseihin, siltoihin ja laitureihin. Lehtikuusen parhaimpia ominaisuuksia ovat erittäin hyvä kosteus- ja lahonkestävyys. Sitä on käytettykin korvaamaan painekyllästettyä puuta. Haapa on perinteinen saunan laudepuu, koska puuaines ei johda lämpöä eikä tikkuunnu. Haavasta valmistetaan myös kalusteita, urheiluvälineitä, leikkikaluja sekä koriste- ja käyttöesineitä. Jalavasta tehdään kalusteita, parkettia ja portaita. Jalavan puuaines on kovaa, raskasta, sitkeää ja hyvin lahonkestävää. Puu on materiaalina erittäin koristeellista ja voimakaskuvioista. Lehmusta on helppoa työstää. Siitä tehdään huonekalujen lisäksi taide- ja koriste-esineitä. Puuaines on suorasyistä, kevyttä, melko pehmeää ja halkeilematonta. Keveyden vuoksi sitä käytetään piiloon jäävissä osissa kalusterakenteissa. Leppä on oivallinen puusepän raaka-aine ja sitä käytetään kalustepuuna ja käyttöesineissä. Erityisen hyvin se sopii myös saunan laudepuuksi ja seinäpaneeliksi. Pihlajaa hyödynnetään nykyään puusepänteollisuudessa kalusteiden ja käyttöesineiden valmistuksessa. 10 T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

18 Puusepän puuna pihlajan arvo on nousussa, koska sen puuaines on melko kovaa, sitkeää ja taipuisaa. Tuomea käytetään jonkin verran huonekalujen valmistukseen. Se on puuainekseltaan pehmeähköä, taipuisaa ja helposti työstettävää ja siksi se soveltuu ominaisuuksiltaan taivutettaviin rakenteisiin. Visakoivu on perusväriltään vaalean kellertävää ja kuvioinniltaan vaihtelevaa. Sen vuosilustot aaltoilevat ja niitä laikuttavat ruskeat visasolut. Puuaines on kovaa ja vaikeasti työstettävää. Siitä valmistetaan korkealaatuisia sisustuksia, huonekaluja ja jonkun verran myös parkettia. Näiden kotimaisten puulajien lisäksi Suomessa ja ulkomailla käytetään paljon muitakin puulajeja, joista osa kasvaa luonnonvaraisena Euroopassa ja osa Aasiassa ja Afrikassa. Tunnetuimpia ulkomaisia puulajeja ovat mm. mahonki, tiikki, merbau, akasia, pähkinä, abachi, doussie ja wenge. Erikoisten puulajien pintakäsittelyssä kannattaa aina etukäteen tehdä erillinen tartuntakoe, koska näissä puulajeissa saattaa esiintyä tartuntaa heikentäviä puun parkkiaineita. Samalla voi tarkistaa myös puun värjäytymisen ennen suurempien pintojen pintakäsittelyä. 3.4 Levymateriaalit Erilaisia levymateriaaleja käytetään puuteollisuudessa mm. seinämateriaaleina, ovi- ja ikkunarakenteissa ja runkorakenteena huonekaluissa ja kalusteissa Kuitulevyt Kuitulevyn raaka-aine on peräisin enimmäkseen puutuoteteollisuuden jätepuusta, mutta myös koivukuitupuita käytetään hieman. Kuitulevyt jaetaan tiheyden perusteella kolmeen ryhmään:kovalevyt yli 800 kg/m³, puolikovat kuitulevyt kg/m³ ja huokoiset levyt alle 350 kg/m³. Kuitulevyt on tarkoitettu sisäpuoliseen verhoukseen, huokoisia kuitulevyjä käytetään myös lämmöneristys- ja tuulensuojalevyinä. Suomessa kuitulevy valmistetaan niin sanotulla märkämenetelmällä. Hake kuidutetaan ja saatu massa jauhetaan. Kuitujen välinen sitoutuminen perustuu ensisijaisesti huopautukseen. Kuitujen joukkoon lisätään vettä ja toisinaan myös lisäaineita kuten liimaa. Märkä massa ohjataan viiralle, jossa siitä puristetaan ylimääräinen vesi pois. Kuituraina katkaistaan puristustelojen jälkeen arkeiksi, jotka joko kuivataan (huokoiset levyt) tai puristetaan (kovat ja puolikovat levyt). Puristuksen jälkeen levyt lämpökäsitellään lujuuden lisäämiseksi MDF- ja HDF-levyt MDF- ja HDF-levyjä käytetään paljon sellaisissa kohteissa, joissa levymateriaalin pintaan työstetään erilaisia kuvioita. MDF-levyä (Medium Density Fibreboard) käytetään keittiökalusteteollisuudessa maalatuissa ovissa. Jonkin verran sitä käytetään myös sellaisissa tasomaisissa huonekaluosissa, kuten pöytien kannet, joissa kappaleiden reunoja halutaan työstää näyttävyyden aikaansaamiseksi. HDF-levyä (High Density Fibreboard) käytetään sellaisissa kohteissa, joissa vaaditaan MDF:ää parempaa kosteuskestävyyttä, kuten esim. ulko-ovissa. MDF-levy valmistetaan samalla tavalla kuin kuitulevy (3.4.1.). Suurimpana erona MDF:ssä on käytetyn puumateriaalin moninaisuus. MDF-levyssä voidaan käyttää eri puulajeja ja niiden sekoituksia, huonolaatuista puumateriaalia, oksia, ohutta jätepuuta, kovapuuta ja kaikkea metsäteollisuuden käyttämätöntä puumateriaalia. MDF-levyn ominaisuudet ovat siten kaikkien näiden valmistusaineiden summa Vanerit Vaneriteollisuuden tuotteita ovat koivu- ja havuvaneri sekä erilaiset sekavanerit, joissa pintaviilut ovat koivua. Vaneria käytetään esimerkiksi rakennusteollisuudessa muotteihin, lattioihin, kattoihin ja seiniin, kuljetusvälineteollisuudessa ja huonekaluissa. Tuottet pinnoitetaan kutakin käyttötarkoitusta varten kehitetyllä pinnoitteella. Vaneriteollisuus valmistaa myös valmiita komponentteja suoraan loppukäyttäjälle toimitettavaksi. Vanerinvalmistus aloitetaan tukkien hautomisella lämpimässä vedessä, minkä jälkeen tukit kuoritaan ja katkaistaan sorvipölkyiksi. Sorvipölkky kiinnitetään molemmista päistään sorviin, jossa pölkyn levyinen terä leikkaa tukista poikkisuuntaisen, yhtenäisen viilumaton. Viilumatto leikataan arkeiksi, kuivataan ja lajitellaan eri laatuluokkiin. Sen jälkeen mattoa paikataan ja tarvittaessa jatketaan. Lopulta matto liimataan levyiksi. Levyt puristetaan, kuivataan ja sahataan mittoihin. Pinnat hiotaan ja usein myös jalostetaan erilaisin pinnoittein. Kuva 9. Vanerin rakenne. P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y 11

19 3.4.4 Lastulevyt Lastulevy valmistetaan puulastuista ja sahanpurusta. Sitä käytetään hyviin moniin tarkoituksiin, esimerkiksi rakentamisessa: rakenteisiin, sisustuslevyihin, verhouksiin ja kiinteisiin kalusteisiin rakennuspuusepänteollisuudessa: kalusteisiin ja komeroihin sekä huonekaluteollisuudessa levymäisten osien runkona. Valmistus alkaa siitä, että puulastut kuivataan ja lajitellaan koon mukaan. Lastut liitetään toisiinsa liimalla, joka kovettuu lämmössä. Lastujen ja liiman sekoitus sirotellaan kerroksittain levyaihioiksi ja puristetaan yhtenäiseksi levyksi kuumapuristimessa. Tämän jälkeen levyt jäähdytetään ja reunat sahataan. Lopuksi levyt paloitellaan myyntikokoon, hiotaan ja lajitellaan. Levyjä valmistetaan kolmi- tai monikerroksisena niin, että pintakerrokseen tulevat lastut ovat yleensä ohuempia ja pienikokoisempia kuin keskikerroksessa. OSB-levy (oriented strand board) on suurlastulevy, jossa lastut on suunnattu levyn pituussuuntaan. Levy on kehitetty Pohjois-Amerikassa, ja sen tuotanto kasvaa nopeasti Euroopassa. OSB-levyä käytetään paljon muualla Euroopassa jopa ulkoseinien verhouksissa. OSB-levy kilpailee käyttökohteissa havuvanerin kanssa. Kuva 10. Puulastuista ja sahanpurusta valmistetun lastulevyn rakenne. 12 T I K K U R I L A O Y I N D U S T R I A L C O A T I N G S

20 4. Eri alusmateriaalien erikoisvaatimukset pintakäsittelytyössä Tässä osiossa käydään läpi puuteollisuudessa yleisimmin käytettävien puumateriaalien erikoisvaatimuksia ja ominaisuuksia pintakäsittelytyössä. 4.1 MDF-levyn maalaus MDF-levyä käytetään nykyisin paljon sekä keittiökalusteettä huonekaluteollisuudessa. Keittiökalusteissa MDF-levystä tehdään yleensä ovia ja huonekaluissa monimuotoisia levyosia. Keittiökalusteissa useimmat ovimallit ovat uurrettuja, joten MDF:n tiivis pintamateriaali on jyrsitty CNC-koneen terällä auki. Tämä MDF:n harvempi levyaines tuottaa pintakäsittelylle suurimman haasteen. Maalattaessa jyrsitty MDF-levy kostuu ja nostattaa levyn kuituja pystyyn. Tämä huomataan erittäin selvästi, mikäli käytetään vesiohenteisia maaleja. Näin ollen vaativimpia kohteita pintakäsittelylle on jyrsityn uran pohja. Parhaimpaan laatuun päästään, kun levyn työstössä pidetään huolta siitä, että leikkaavat terät ja laitteet ovat mahdollisimman hyvässä kunnossa. Levyntyöstön ongelmia pintakäsittelyssä ei voida korjata. Käytännössä parhaimpaan tulokseen uran maalauksessa päästään käyttämällä liuotinohenteisia maaleja ja hiomalla uran pohja jokaisen pintakäsittelykerran jälkeen. Yleisesti urapuolella on käytössä kahden pohjamaalin ja yhden pintamaalin yhdistelmä. Vesiohenteisilla systeemeillä parhaimpaan lopputulokseen päästään kun ensimmäinen kerros ruiskutetaan hyvin ohuesti ja kuivataan nopeasti. Ensimmäistä kerrosta ei hiota, vaan päälle maalataan toinen paksu kerros pohjamaalilla, joka hiotaan ennen pintamaalausta. Näin pyritään välttämään kaksinkertainen kuidun pystyyn nousu. Vesiohenteinen tuote nostaa levyn kuitua pystyyn jokaisella levityskerralla. Huonekalujen osissa pätee samat lainalaisuudet kuin keittiökalusteiden MDF-ovissa. 4.2 HDF-levyn maalaus HDF-levyä käytetään erityisesti ulko-ovien valmistuksessa. Materiaali on tiiviimpää kuin MDF-levy, joten se on hieman helpompi maalata eikä kuidun nousu ole niin voimakasta. Erona keittiökalusteiden maaleihin on se, että käytetyt maalit ovat yleensä ulkokestäviä. Muuten maalaus ei eroa MDF:n maalauksesta. 4.3 Vanerit Vaneri valmistetaan pääasiassa sorvatusta viilumateriaalista liimaamalla niitä päällekkäin syysuuntaan ristiin. Sorvattu viilu tuo omat erikoisvaatimuksensa vanerien pintakäsittelyyn. Sorvattu viilu on täynnä syynsuuntaisia halkeamia, joissa on paljon ilmaa ja jotka näkyvät selvästi esimerkiksi vaneria petsattaessa tietyillä petseillä. Vanerin halkeamissa oleva ilma aiheuttaa ilmakuplia lakka- ja maalipintaan, jotka etenkin sisustuslevyissä saattavat olla merkittävä visuaalinen haitta. Teknisessä levyssä pienet ilmakuplat eivät vaikuta maalipinnan muihin ominaisuuksiin. Ilmakuplista voi päästä eroon käyttämällä levyn esilämmitystä, vaihtamalla hitaampaan ohenteeseen tai hidastamalla kuivattamista. Petsauksessa esiin tulevia halkeamavirheitä on vaikea korjata. Virhe tulee esille vasta petsauksen jälkeen ja ulkonäkövika johtuu siitä, että petsi imeytyy eri tavalla halkeaman reunoihin kuin tasopintaan. Yleensä halkeama jää vaaleammaksi kuin muu pinta. Petsausvirheitä voi yrittää korjata lisäämällä petsiä pohja- ja pintalakkauksen joukkoon, jolloin halkeaman vaalea kontrasti muuhun pintaan verrattuna peittyy. Toinen korjaustapa on lisätä lakkaa petsin joukkoon jo ennen petsausta, jotta petsin imeytyminen pintaviilun eri osiin tasaantuu. Muuten vanerin pintakäsittely on samanlaista kuin viilutettujen levymateriaalien. P U U N T E O L L I N E N P I N T A K Ä S I T T E L Y 13