Vrednotenje kakovosti površinsko obdelanih lesenih talnih oblog

Površinsko obdelane lesene talne obloge so specifičen izdelek in so, kot površinski sistem oziroma element prostora, kompozit iz različnih materialov, iz naravnih in sintetičnih polimerov (lepilo, les, premaz), za katerega izdelavo je potrebno tako strojno kot ročno delo. Od lakiranih, oljenih, voskanih in drugače površinsko obdelanih lesenih talnih oblog pričakujemo, da bodo imele ustrezne estetske oziroma vidne lastnosti (sijaj, barva, tekstura, izvedba polaganja in lakiranja) ter odpornostne lastnosti (mehanske, fizikalne, kemične), ki se bodo ohranile predvideno časovno obdobje ter tako izpolnile želje in potrebe uporabnika. Opisano pričakovanje uporabnika načelno že opredeljuje kakovost površinsko obdelane lesene talne obloge. Ko govorimo o tej kakovosti bolj konkretno, pa mislimo na kvantitativno ovrednoteno ustreznost posameznih lastnosti s sprejemljivimi odstopanji, ki naj bi jih imeli tak kompozit (lesena podlaga in premazni sistem) ter njegovi gradniki (les, premaz).

Za uporabnika je kot merilo kakovosti površinsko obdelane lesene talne obloge nedvomno na prvem mestu estetska ustreznost, ki jo opredeli sicer subjektivno, a običajno realno, že ob prvem pogledu in pregledu. Odpornostne lastnosti površinsko obdelane lesene talne obloge, ki z vidika fizične uporabnosti in trajnosti realno opredeljujejo njeno kakovost, pa so uporabniku samo z njegovo vidno zaznavo prikrite. Te lastnosti obravnavanega površinskega sistema niso vsota ali povprečje lastnosti njegovih gradnikov, ampak so lastnosti novega kompozita, nastalega iz že naštetih gradnikov po nekem tehnološkem postopku. Tako iz podatkov o lastnostih gradnikov lahko samo sklepamo in pričakujemo, da bo imel nastali površinski sistem podobne lastnosti kot osnovni gradniki, kar pa ni nujno. Tako vedno obstaja določena stopnja negotovosti glede pričakovane kakovosti površinsko obdelane lesene talne obloge. Odpornostne lastnosti so izmerljive s standardiziranimi metodami in napravami, ki so bile opisane v prejšnji številki revije Korak (Pavlič, M., in Kričej, B. Premazi za površinsko obdelavo lesenih talnih oblog. Metode za določevanje lastnosti površinsko obdelanih lesenih talnih oblog, 2. del. Korak, N. Gorica, 2007, let. 8, št. 4, str. 35–40). Izmerjene vrednosti posameznih lastnosti površinsko obdelane lesene talne obloge in njihova variabilnost pa so že podatki, s katerimi lahko bolj celostno opredelimo kakovost tega površinskega sistema.

V nadaljevanju bomo za nekatere pomembne lastnosti površinsko obdelanih lesenih talnih oblog poskušali predstaviti minimalne ali mejne vrednosti, ki naj bi jih te imele za zagotavljanje normalne uporabnosti in trajnosti ter naj bi zato bile kakovostne.

LASTNOSTI IN KRITERIJI KAKOVOSTI POVRŠINSKO OBDELANIH LESENIH TALNIH OBLOG

Sijaj – neenakomernost sijaja

Sijaj je z očesom čutno zaznana, od opazovanega osvetljenega predmeta odbita svetloba različnih valovnih dolžin v območju spektra vidne svetlobe. Po SIST EN ISO 2813:1999 in s tako imenovanim reflektometrom to lastnost površine številčno ovrednotimo. Iz opravljenih meritev izračunana povprečna absolutna vrednost lahko opredeljuje sijajno površino predvsem kot površino z visokim sijajem, sijajno, pol motno, popolnoma motno …, kar v večini primerov ni sporno, saj je odločitev o želenem sijaju površinsko obdelane lesene obloge običajno subjektivna, pogojena z modnimi smernicami, bivalno kulturo in drugim.

Neenakomernost sijaja pa je lastnost površinskega sistema, ki jo prav tako takoj vidno zaznamo (slika 1). Kot nezaželena odločilno opredeljuje estetsko ustreznost oziroma kakovost površinsko obdelane lesene talne obloge.

Ko poskušamo odgovoriti na vprašanje, kolikšna neenakomernost sijaja je še sprejemljiva, nemoteča, neopazna, dopustna, odgovora ne najdemo v standardih, kot bi pričakovali. Po dolgoletnih izkušnjah kontrolorjev kakovosti je neenakomernost sijaja, ki je večja od ± 5 enot sijaja od povprečne vrednosti, že vidna in moteča. Predlagamo, da se v praksi preveri za še dopustno neenakomernost sijaja površinsko obdelane lesene talne obloge kriterij, naveden v preglednici 1.

Preglednica 1: Predlagano največje dopustno odstopanje sijaja površine od povprečne vrednosti




Slika 1: V soju odbite svetlobe opazovana neenakomernost sijaja

Debelina suhega filma premaznega sistema
Utrjen film premaznega sistema na leseni podlagi talne obloge daje želeni estetski učinek ter poveča uporabnost in trajnost lesene talne obloge. Debelina filma premaznega sistema (slika 2) je odvisna od količine nanosa pri tvorbi posameznega sloja, pronicanja v podlago pri prvem nanosu, deleža nehlapnih snovi v premazu, odvzetega volumna zaradi vmesnega brušenja in števila slojev. Od debeline filma premaznega sistema so odvisni sijaj, barvni odtenek ter fizikalne, mehanske in kemične odpornostne lastnosti.

Za vsak premazni sistem obstaja neka optimalna debelina, s katero so zagotovljene optimalne lastnosti filma, s tem pa optimalna zaščitna sposobnost in trajnost površinsko obdelane lesene talne obloge. Odstopanje od te debeline navzdol ali navzgor lahko poslabša pričakovane lastnosti filma in površinskega sistema kot celote. Še vedno se pojavlja napačno prepričanje, da dajejo debelejši filmi sistemu večjo kakovost. V mnogih primerih se izkaže, da so zaradi večjih notranjih napetosti v debelejšem utrjenem filmu ti manj prožni, bolj krhki, manj trajni, zmanjšan je oprijem na podlago, poslabšajo se odpornostne lastnosti. Pri zahtevanih debelejših premaznih sistemih se notranje napetosti obvladujejo s tvorbo želene končne debeline z večjim številom (do šest) tankih slojev, v katerih so generirane majhne notranje napetosti, ki se ne seštevajo linearno in so v tako tvorjenem filmu premaznega sistema dosti manjše, kot če bi enako debelino tvorili z dvema ali tremi nanosi premaza.


Slika 2: Debelina premaznega sistema in les podlage v prečnem prerezu

Pri filmotvornih premaznih sistemih lahko na lesenih talnih oblogah izmerimo debelino filma premaznega sistema z eno od metod po SIST EN ISO 2808:1999, najbolj natančno z mikroskopsko metodo, ki jo uporabimo tudi za merjenje globine pronicanje nefilmotvornih premazov v leseno podlago.

V praksi se pogosto srečujemo s tem, da je debelina filma premaznega sistema na leseni talni oblogi premajhna, predvsem zaradi premajhnega števila nanosov, količinsko premajhnega posameznega nanosa, neustreznega nanosa temeljnega sloja in neustrezno pripravljene lesene podlage. Skratka, izvajalec ne upošteva od proizvajalca premaza priporočene priprave podlage, predpisane količine posameznega nanosa in predpisanega števila nanosov.

Kakovost oziroma ustreznost debeline utrjenega premaznega sistema, pravilnost izvedbe nanašanja premaza na podlago in upoštevanje priporočila proizvajalca lahko preverimo le teoretično – da po povratni poti, na podlagi izmerjene debeline premaznega sistema, znanega deleža nehlapnih snovi v premazih in znane gostote, izračunamo verjetno skupno količino nanosa premazov, katerega posledica je izmerjena debelina utrjenega filma premaznega sistema.

Odpornost proti razenju

Odpornost površinskega sistema proti razenju je fizikalna lastnost, ki jo lahko celo vidno zaznamo (slika 3) v obliki večjih ali manjših vtisov (slika 4) ali raz (slika 5), ter je tako, ne da bi jo izmerili, kriterij kakovosti površinsko obdelane lesene talne obloge. Vidni vtisi ali raze so posledica dinamičnih mehanskih obremenitev teles, trših od površinskega sistema talne obloge. Za postavitev kriterijev kakovosti in njeno preverjanje pa jo izmerimo po SIST EN ISO 1518:2001 z vzmetnim svinčnikom. Merilo odpornosti sistema proti razenju je sila na konico v newtonih (N), pri kateri konica površino razi (film premaza razpoka, slika 5) ali je vtis (samo plastično preoblikovana površina, slika 4) konice širši od 0,5 milimetra. V preglednici 2 je predlagana minimalna dopustna vrednost za površinske sisteme, lakirane s klasičnimi filmotvornimi premazi, in za tako imenovane izgotovljene površinsko obdelane lesene talne obloge, ki so običajno površinsko obdelane z UV utrjujočimi premazi.

Preglednica 2: Kriterij ustrezne odpornosti proti razenju




Slika 3: Vidni, podolgovati vtisi v površinsko obdelani leseni talni oblogi


Slika 4: Vtis – plastična deformacija površinskega sistema – neporušen sistem


Slika 5: Raza – razpoke, mehanske poškodbe filma premaznega sistema – porušen sistem

K večji ali manjši odpornosti površinsko obdelane lesene talne obloge proti razenju prispevajo prav vsi njeni gradniki. Največji delež pri tem ima trdota podlage – trdota lesa, ki v sistemu predstavlja podlago. Trdoto lesa običajno izmerimo z metodo po Brinellu (EN 1534:2000). Vpliv filmotvornega premaznega sistema na povečanje trdote sistema je odvisen predvsem od njegove debeline in včasih zanemarljiv. Od filma premaznega sistema ne moremo pričakovati, da bo odločilno povečal trdoto sistema, ki ima za pričakovane obremenitve za podlago les s premajhno trdoto. Zadovoljivo odpornost proti razenju lahko dosežemo predvsem z izbiro primerno trde lesene podlage ter površinskega sistema z optimalno trdoto in prožnostjo.

Odpornost proti udarcu

Površinsko obdelane lesene talne obloge so občasno in običajno naključno izpostavljene udarcem različnih predmetov. Njihova odpornost proti udarcem – dinamičnim obremenitvam, je kot pri odpornosti proti razenju odvisna od trdote lesene podlage in drugih lastnosti lesnega tkiva ter prožnosti, trdote in oprijemnosti premaznega sistema. Posledica udarca je navadno trajna plastična deformacija površinsko obdelane lesene talne obloge v obliki poglobljenega vtisa padlega predmeta. Premazni sistem ima pri tem pomembno vlogo. Zaradi natezne in tlačne obremenitve na mestu udarca, na mestu poglobljenega vtisa, lahko film premaznega sistema razpoka (slika 6) ali pa ne, odvisno od njegove večje ali manjše prožnosti in velikosti plastične deformacije.

Po SIST ISO 4211-4:1995 je kriterij odpornosti proti udarcem ocena deformacije, ki nastane kot posledica udarca pri prostem padcu standardiziranega telesa z različnih višin. Pri lesenih podlagah prideta realno v poštev samo višini 10 milimetrov (za mehkejše lesove in lesove z veliko anatomsko nehomogenostjo) in 25 milimetrov (za trše lesove in anatomsko homogene lesove). Sistem štejemo kot odporen proti udarcem, če ocenimo deformacijo s 5 ali tudi 4 (preglednica 3). Ocena 5 pomeni, da ni vidnih posledic udarca, 4 pa, da je sicer na mestu udarca v soju odbite svetlobe vidna deformacija v obliki vtisa, a film premaznega sistema ni razpokal. Ocena 3 opisuje deformacijo, pri kateri je prišlo tudi do razpokanja filma premaznega sistema, kar vrednotimo že kot neustrezno odpornost sistema proti udarcem (slika 6).
 
Preglednica 3: Kriterij ustrezne odpornosti proti udarcem





Slika 6: Razpoke v filmu premaznega sistema na mestu udarca okroglega telesa – porušen površinski sistem

Ustrezno odpornost proti udarcem lahko dosežemo predvsem z izbiro primerno trde in anatomsko homogene lesene podlage ter premaznega sistema z optimalno prožnostjo in oprijemnostjo utrjenega filma.

Oprijemnost

Oprijemnost utrjenega filma premaznega sistema na leseno podlago talne obloge je najpomembnejša lastnost pri izpolnjevanju meril kakovosti, kot sta funkcionalnost in trajnost površinsko obdelane lesene talne obloge. Odvisna je od vrste lesa, hrapavosti in vlažnosti površine lesa, vrste premaza in njegovih lastnosti (viskoznost, površinska napetost, hitrosti utrjevanja …), strojnega in ročnega dela ter od klimatskih okoliščin pri izvedbi. Posledica slabe oprijemnosti, ki je taka lahko že na začetku ali pozneje zaradi hitrega staranja filma premaznega sistema, je luščenje filma premaznega sistema od lesene podlage že pri normalnih obremenitvah. Negativni vplivi staranja so pri različnih premazih različno intenzivni in različno časovno odvisni. Pri kakovostnih premaznih sistemih in ustrezni leseni podlagi nikoli ne pride do kritične velikosti notranjih napetosti in s tem do odstopanja filma premaznega sistema od podlage.

Za vrednotenje oprijemnosti imamo na voljo dokaj subjektivno metodo s križnim zarezovanjem filma premaznega sistema po SIST EN ISO 2409:1997 in eksaktno metodo po SIST EN ISO 4624:2004 (slika 7), pri kateri merimo napetost (fizikalno veličino) v megapascalih (MPa), potrebno za odtrganje filma premaznega sistema od lesene podlage.


Slika 7: Površinski sistem po izmerjeni oprijemnosti z odtrgovanjem filma premaznega sistema od podlage po SIST EN ISO 4624

Kombinacije različnih lesov, ki predstavljajo podlago, z raznovrstnimi premazi za lesene talne obloge, tako po sestavi, načinu utrjevanja kot po kakovosti, se kažejo v različni oprijemnosti utrjenih filmov premaznih sistemov na podlago. Pri klasičnih filmotvornih premazih se oprijemnost giblje od 4 (vodni premaz na tikovini) do 12 MPa (kislinski in poliuretanski premaz na jesenovini) in pri UV utrjujočih premaznih sistemih od 8 do 16 MPa. Iz zgornjih ugotovitev upravičeno izhajajo kriteriji kakovosti glede oprijemnosti, ki so našteti v preglednici 4.

Preglednica 4: Oprijemnost in ocena oprijemnosti, ki zagotavljata ustreznost in trajnost površinskega sistema

*Ocena 0 je pri korektnem vrednotenju malo verjetna.

Odpornost proti obrabi

Površinsko obdelane lesene talne obloge so vedno izpostavljene dinamičnim tornim obremenitvam, ki so posledica odrivanja pri hoji in drsnega premikanja oziroma potiskanja različnih predmetov po njih. Sila trenja, ki povzroča obrabo, je odvisna od lastnosti snovi obeh drsnih površin (v našem primeru filma premaznega sistema in snovi teles, ki se premikajo po njem) in od sile, ki ti dve površini pritiska eno ob drugo. Iz definicije je razvidno, da je odpornost proti obrabi površinsko obdelane lesene talne obloge odvisna predvsem od lastnosti filma premaznega sistema ter množice pričakovanih in nepričakovanih zunanjih obremenitev, ki so snovno in jakostno zelo različne. Odpornost filma premaznega sistema proti obrabi je odvisna od njegove trdote in krhkosti ter, če je merilo odpornosti obraba filma do lesene podlage, še od debeline samega filma.

Obstaja več standardov, ki opisujejo metode merjenja obstojnosti proti obrabi (SIST EN 438-2:2005, SIST EN 660-2:1999, SIST EN 13329:2006, SIST ENV 13696:2003, ASTM D4060-01). Te se med seboj razlikujejo po uporabi različnih brusnih teles in tudi po postopku preskušanja odpornosti. Celostno je ta lastnost ovrednotena le za dekorativne umetnosmolne laminatne talne obloge (SIST EN 13329:2006, SIST EN 438-1 in 2:2005), medtem ko za površinsko obdelane lesene talne obloge manjka tisti del, ki bi izmerjene vrednosti ovrednotil in opredelil njihovo ustreznost. Tako ostaja le možnost, da s standardiziranimi metodami primerjamo izmerjene vrednosti odpornosti proti obrabi različnih premaznih sistemov in jih razvrščamo na bolj ali manj odporne. Večja ali manjša odpornost proti obrabi filma premaznega sistema pomeni tudi večjo ali manjšo trajnost površinsko obdelane lesene talne obloge (slika 8).


Slika 8: Do podlage obrabljen film premaznega sistema

SKLEP

Tako kot so površinsko obdelane lesene talne obloge specifičen izdelek, je tudi vrednotenje njihove kakovosti specifično in zelo kompleksno. Navedeni kriteriji za vrednotenje kakovosti posameznih lastnosti in celote so plod raziskav na področju vrednotenja kakovosti površinskih sistemov domačih in tujih strokovnjakov. Bili naj bi podlaga za boljše razumevanje samih lastnosti, vrednotenja kakovosti in problematike na tem področju ter izhodišče za njihovo uveljavitev in nadaljnje preverjanje v praksi.

Les je kot podlaga površinsko obdelanih lesenih talnih oblog čudovit naravni material, ki površinsko obdelan zbuja naše občudovanje in pozornost predvsem na začetku uporabe talnih oblog, kmalu ta pozornost in občutek dopustnega zbledita. Površinsko obdelanim lesenim talnim oblogam lahko njihovo uporabnost in trajnost povečamo tudi z vsakodnevnim občudovanjem in zavedanjem njihovih lastnosti.




strok. svetnik Borut Kričej, dipl. inž. lesarstva
asist. Matjaž Pavlič, univ. dipl. inž. lesarstva
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo


Viri
Pavlič, Matjaž, in Kričej, Borut. Premazi za površinsko obdelavo lesenih talnih oblog. Metode za določevanje lastnosti površinsko obdelanih lesenih talnih oblog, 2. del. Korak (N. Gorica), 2007, let. 8, št. 4, str. 35–40.
Petrič, Marko. Premazi za površinsko obdelavo lesenih talnih oblog. Splošno o premazih za les, 1. del. Korak (N. Gorica), 2007, let. 8, št. 3, str. 35–41.
Oblak, Leon, in Kričej, Borut. Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema z večkriterijskim odločitvenim modelom (Evaluating surface systems and choosing coating system with the multi-criteria decision-making model). Zb. gozd. lesar., 2005, št. 76, str. 147–166, ilustr.
Kričej, Borut. Strokovni posvet – Lesene talne obloge, Ljubljana, Sejem Dom, 2006. Ljubljana: Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, 2006.
Pavlič, Matjaž. Trdota premazov za lesene talne obloge. Korak (N. Gorica), 2006, let. 7, št. 4, str. 23–24.
Bajt, Peter. Primerjava lastnosti različnih parketnih lakov in olj: diplomsko delo (univerzitetni študij). (Comparison of properties of various parquet varnishes and oils: graduation thesis (university studies)), (Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, Visokošolske (univerzitetne) diplomske naloge, Dn 787). Ljubljana: [P. Bajt], 2004. XV,109 f., [40 f. pril.], tabele, ilustr.
Pavlič, Matjaž, Kričej, Borut, Tomažič, Miro, in Petrič, Marko. Kakovost površinskih sistemov pohištva slovenskih proizvajalcev. (Quality of surface furniture systems of slovenian producers). Les (Ljublj.), 2003, let. 55, št. 10, str. 322–327.
IKEA of Sweden AB. Specification. Surface requirements, general. IOS-MAT-066:2006.
IKEA of Sweden AB. Specification. Test methods for surface resistance. IOS-TM-0002:2006.
SIST EN ISO 2813:1999 – Barve in laki – Določevanje sijaja neefektnih premaznih sredstev pod koti 20°, 60° in 85° (ISO 2813:1994, vključno s tehničnim popravkom 1:1997) – Paints and varnishes – Determination of specular gloss of non metallic paint films at 20°, 60° and 85° (ISO 2813:1994, Including Technical Corrigendum 1:1997).
SIST EN ISO 2808:1999 – Barve in laki – Ugotavljanje debeline plasti (ISO 2808:1997) – Paints and varnishes – Determination of film thickness (ISO 2808:1997).
SIST EN ISO 1518:2001 – Barve in laki – Preskus z razenjem (ISO 1518:1992) – Paints and varnishes – Scratch test (ISO 1518:1992).
EN 1534:2000 – Wood and parquet flooring – Determination of resistance to indentation. (Brinell) – Test method.
SIST ISO 4211-4:1995 – Pohištvo – Preskusi površin – 4. del: Ugotavljanje odpornosti proti udarcu – Furniture – Tests for surfaces – Part 4: Assessment of resistance to impact.
SIST EN ISO 2409:1997 – Barve in laki – Preskus oprijema z zarezovanjem rešetke (ISO 2409:1992) – Paints and varnishes – Cross-cut test (ISO 2409:1992).
SIST EN ISO 4624:2004 – Barve in laki – Merjenje oprijema z metodo odtrganja filma (Pull-off test ) (ISO 4624:2002) – Paints and varnishes – Pull-off test for adhesion (ISO 4624:2002).
SIST EN 438-1:2005 – Dekorativni visokotlačni laminati (HPL) – Plošče na osnovi duromernih smol – 1. del: Uvod in splošne informacije – High-pressure decorative laminates (HPL) – Sheets based on thermosetting resins (Usually called Laminates) – Part 1: Introduction and general.
SIST EN 438-2:2005 – Dekorativni visokotlačni laminati (HPL) – Plošče na osnovi duromernih smol – 2. del: Ugotavljanje lastnosti – High-pressure decorative laminates (HPL) – Sheets based on thermosetting resins (usually called Laminates) – Part 2: Determination of properties.
SIST EN 660-2:1999 – Ugotavljanje odpornosti proti obrabi – 2. del: Frick-Taberjev preskus – Resilient floor coverings – Determination of wear resistance – Part 2: Frick-Tabe.
SIST EN 13329:2006 – Laminatne talne obloge – Elementi z zunanjo plastjo na osnovi aminoplastičnih termostabilnih smol – Specifikacije, zahteve in preskusne metode – Laminate floor coverings – Elements with a surface layer based on aminoplastic thermosetting resins – Specifications, requirements and test methods.
SIST ENV 13696:2003 – Lesene in parketne talne obloge – Ugotavljanje prožnosti in odpornosti proti obrabi – Wood and parquet flooring – Determination of elasticity and resistance to wear.
ASTM D4060-01 Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser.