University of Zagreb, Faculty of Forestry Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu University of Ljubljana, Biotechnical Faculty Biotehnički fakultet Sveučilišta u Ljubljani Graz University of Technology Tehničko Sveučilište u Grazu Innovawood Scientific and Professional Conference Znanstvena i stručna konferencija ENHANCING EU‐COMPETITIVENESS OF CROATIAN WOOD FLOORING INDUSTRY POVEĆANJE KONKURENTNOSTI HRVATSKE INDUSTRIJE DRVENIH PODOVA NA EU TRŽIŠTU PROCEEDINGS ZBORNIK Zagreb 27 th March 2015
Transcript
University of Zagreb, Faculty of Forestry Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu
University of Ljubljana, Biotechnical Faculty Biotehnički fakultet Sveučilišta u Ljubljani
Graz University of Technology Tehničko Sveučilište u Grazu
Innovawood
Scientific and Professional Conference Znanstvena i stručna konferencija
ENHANCING EU‐COMPETITIVENESS OF CROATIAN WOOD FLOORING INDUSTRY POVEĆANJE KONKURENTNOSTI HRVATSKE INDUSTRIJE DRVENIH PODOVA
NA EU TRŽIŠTU
PROCEEDINGS ZBORNIK
Zagreb 27th March 2015
Publisher / Izdavač: University of Zagreb, Faculty of Forestry ‐ Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu
Organizers / Organizatori: University of Zagreb, Faculty of Forestry ‐ Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu
University of Ljubljana, Biotechnical Faculty – Biotehnički fakultet Sveučilišta u Ljubljani Graz University of Technology – Tehničko Sveučilište u Grazu
PREDGOVOR Graditeljstvo pruža neslućene mogućnosti u primijeni drva i predstavlja veliki potencijal za oplemenjivanje našeg drvnog blaga kojim se može postići izuzetno povećanje dodane vrijednosti proizvoda te time postati prepoznatljiva robna marka hrvatske kvalitete drva i proizvoda od drva. Izniman doprinos navedenom cilju daje tim vrsnih stručnjaka i znanstvenika obučenih za sve dijelove prijenosa znanja u drvni sektor, na čelu s prof. dr. sc. Hrvojem Turkulinom. Kao jedan od rezultata dugogodišnjeg usvajanja znanja na uglednim europskim institutima i fakultetima te jednako tako duge suradnje s domaćom drvnom industrijom nastala je ideja za projekt sufinanciran iz pretpristupnih fondova Europske unije. Tijekom realizacije projekta pod nazivom Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu proširen je i dodatno opremljen jedan od najsuvremenijih laboratorija, Laboratorij za drvo u graditeljstvu. Osnovni cilj projekta i rada Laboratorija je novim znanjima dati doprinos povećanju konkurentnosti hrvatskog drvnog sektora u području graditeljstva. Proširenjem i dodatnim opremanjem ovog laboratorija koji već jest akreditiran u skladu s najstrožim europskim kriterijima, prema normi HRN EN ISO/IEC 17025, isti je postao dio europske zajednice vrhunskih laboratorija. Time je hrvatsko gospodarstvo u području drva u graditeljstvu dobilo garanciju da će imati vrhunsku znanstveno‐stručnu podršku u svim tehnološkim segmentima prerade i obrade drva i izrade građevnih proizvoda od drva. Kao dekan Fakulteta pružam maksimalnu podršku stručnom timu prof. Turkulina i potičem ih na daljnji razvoj i unapređivanje na dobrobit Fakulteta, drvne struke i Republike Hrvatske.
prof. dr. sc. Vladimir Jambreković, dekan
FOREWORD Building sector provides unimagined possibilities for wood applications and represents great potential for refining our wooden treasure which can achieve tremendous increase in value added products and thus become a recognizable quality brand of Croatian wood and wood products. Significant contribution in reaching this objective is provided by the team of experts and scientists who already closely cooperate with the wood sector, led by prof. Hrvoje Turkulin. The idea for the project that is co‐financed from EU pre‐accession funds is one of the results of many years cooperation with prestigious European institutes and universities and equally long collaboration with local wood industry. During the project entitled Enhancing EU‐competitiveness of Croatian wood flooring industry Laboratory for Wood in Construction has been extended and further equipped and now presents one of the most contemporary laboratory. The main goal of the project and the work in the laboratory is increasing of the competitiveness of the Croatian wood sector in the field of construction products using newly created knowledge. Through extension and equipping of the laboratory that already is accredited according to HRN EN ISO/IEC 17025, it has become part of the European community of top laboratories. Thereby, the Croatian economy in the area of the wood in construction received a guarantee that it will have an excellent scientific and technical support in all segments of the technology and processing of wood and making wood construction products. As Dean of the Faculty I provide my maximum support to the team led by prof. Turkulin and encourage them for further development and improvements which lead to the welfare of the Faculty, wood industry and the Republic of Croatia.
Vladimir Jambreković, Dean
UVOD svrha ove konferencije jest predstaviti aktivnosti i rezultate dobivene tijekom dvije godine znanstvenog i stručnog rada na razvoju i pripremi novih metoda ispitivanja koje bi trebale pomoći našoj industriji drvenih podova u poboljšanju učinkovitosti sustava tvorničke kontrole proizvodnje i kvalitete gotovih proizvoda. U sklopu projekta Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu već smo organizirali dva seminara, dvije radionice i tri posjeta svakom od 10 industrijskih suradnika. Seminari su održani u prvom redu za proizvođače drvenih podova, ali i za nastavnike, istraživače i dobavljače drvenih podova. Praktične radionice i posjeti tvornicama organizirani su s ciljem pomaganja našim proizvođačima da učinkovito uspostave laboratorij za tvorničku kontrolu kvalitete uz te dodatno uvedu alternativne metode kontrole rada elektrootpornog vlagomjera, tvrdoće i gustoće drva. Činjenica da su ovi seminari i radionice okupili oko 150 polaznika iz industrije daje nam značajan poticaj za uspješno dovršenje ovog projekta. Osim toga, to pokazuje interes i potrebu za ovakvim načinom rada za ciljne skupine. Za postizanje predviđenih rezultata posebno je važna suradnja s Tehničkim sveučilištem u Grazu i Biotehničkim fakultetom u Ljubljani, znanstvenim partnerima na ovom projektu. Glavni ciljevi projekta, odnosno izgradnja istraživačkih kapaciteta, poboljšana suradnja s industrijom, razvoj novih metoda za ispitivanje svojstava drvenih podova, nadogradnja postojećih sustava tvorničke kontrole kvalitete, s ciljem povećanja konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu uspješno su ostvareni. Zahvaljujemo članovima projektnog tima, ali i svim institucijama, partnerima, industrijskim suradnicima i dobavljačima na doprinosu za uspješnu realizaciju ovog projekta.
prof. dr. sc. Hrvoje Turkulin, voditelj projekta doc. dr. sc. Vjekoslav Živković, izvršni voditelj
INTRODUCTION This conference is a final dissemination event of all the results obtained during a two‐years scientific and professional work on the development and implementation of new testing methods which should help our flooring industry to improve the efficiency of their factory production control systems and quality of final products. Within the frames of the project Enhancing EU‐competitiveness of Croatian wood flooring industry we have already organized two seminars, two workshops and three visits to each of 10 industrial associates’ industrial plants. Seminars were held primarily for flooring manufacturers, but also for teachers, researchers and suppliers of flooring products. Practical workshops and visits to factories were organized with aim to help our manufacturers to efficiently organize the laboratory for factory production control and to test and introduce alternative testing methods for control of moisture meters, wood hardness and density. The fact that these seminars and workshops gathered around 150 attendees from industry gives us important input for successful finalization of this project. Even more, it demonstrates the interest and need of the target group for this kind of work. Cooperation with the Technical University Graz and Biotechnical Faculty Ljubljana, the scientific partners at this project is particularly important to obtain the foreseen results. The main goals of the project, namely building the research capacities, improved collaboration with industry, development of new methods for testing the properties of wooden floorings, upgrading the existing factory production control systems, with aim of enhancing the EU competitiveness of Croatian wood flooring industry on the EU market are successfully achieved. We would like to express our gratitude to all team members, institutions, partners, industrial associates and suppliers for their contribution to the success of this project.
Hrvoje Turkulin, project leader
Vjekoslav Živković, project manager
CONTENTS
1. TURKULIN Hrvoje – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav: Ciljevi, provedba, izazovi I rezultati postignuti tijekom provedbe projekta
11
2. SEDLAR Tomislav – TURKULIN Hrvoje – MIHULJA Goran: Inovativne metode određivanja tvrdoće i gustoće drva
22
3. SEDLAR Tomislav – TURKULIN Hrvoje – MIHULJA Goran: Innovative test methods for determination of the wood hardness and density
7. MIHULJA Goran – TURKULIN Hrvoje: Visual assessment of aesthetic properties of wood flooring elements
61
8. MIKLEČIĆ Josip – TURKULIN Hrvoje – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav: Svrha i sustav tvorničke kontrole kvalitete
66
9. MIKLEČIĆ Josip – TURKULIN Hrvoje – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav: The purpose and the system of factory quality control
69
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
11
Ciljevi, provedba, izazovi i rezultati postignuti tijekom provedbe projekta
TURKULIN Hrvoje – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav
PROJEKTNI TIM SA ŠUMARSKOG FAKULTETA prof.dr.sc. Hrvoje Turkulin, voditelj projekta
doc.dr.sc. Vjekoslav Živković, izvršni voditelj
prof.dr.sc. Stjepan Pervan, suradnik
doc.dr.sc. Goran Mihulja, suradnik
dr.sc. Josip Miklečić, suradnik
dr.sc. Tomislav Sedlar, suradnik
Iva Ištok, mag.ing.drv.teh., suradnica
Marina Jajčinović, mag.ing.drv.teh., suradnica
Miljenko Klarić, mag.ing.drv.teh., suradnik
Pero Martinić Jerčić, mag.ing.drv.teh., suradnik
Robert Žgela, mag.ing.drv.teh., suradnik
Saša Janjuz, suradnik
PROJEKTNI PATNERI Biotehnički fakultet Sveučilišta u Ljubljani
Tehničko Sveučilište u Grazu
INDUSTRIJSKI SURADNICI DI Čazma d.o.o. (Čazma)
Drvna industrija Novoselec d.o.o. (DIN)
Drvoproizvod d.d. (Jastrebarsko)
Monolit invest d.o.o. (Kloštar Vojakovački)
Pan Parket d.o.o. (Orahovica)
Parketi Požgaj d.o.o. (Veliki Bukovec)
PPS Galeković (Mraclin)
PPS Majur d.o.o. (Kostajnički Majur)
Slavonica (Piškorevci)
Veta d.o.o. (Pleternica)
ODGOVORNO TIJELO Ministarstvo znanosti, obrazovanja i sporta
TEHNIČKA POMOĆ Fond za ulaganje u znanost i inovacije
UGOVORNO TIJELO Središnja agencija za financiranje i ugovaranje programa i projekata EU
KORISNICI Izravni korisnici su nastavnici i studenti Šumarskog fakulteta, proizvođači drvenih podnih obloga, a posredno i drugi proizvođači proizvoda od drva, te svi uključeni u proces proizvodnje – dobavljači, lokalna zajednica, ministarstva, učenici drvne struke te druge istraživačke, ispitne i certifikacijske institucije. PRORAČUN I TRAJANJE PROJEKTA Projekt vrijedan 473.579,09 EUR sufinancira Europski fond za regionalni razvoj Europske unije s 81,02%. Trajanje projekta je od 3.4.2013. do 2.4.2015.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
12
1. UVOD
Hrvatska drvna industrija proizvodi drvene podove visoke kvalitete, no da bi zauzela ravnopravno mjesto na tržištu potrebno je zadovoljiti neke formalne zahtjeve. Iz toga razloga se javila potreba za unapređenjem postojećih sustava kontrole u proizvodnji koji su jedan od preduvjeta u postupku CE označavanja proizvoda.
Na projektu vrijednom gotovo pola milijuna eura pod nazivom „ Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu“ surađuju Laboratorij za drvo u graditeljstvu Šumarskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu (LDG) i proizvođači drvenih podova u Republici Hrvatskoj. Uz razvoj novih ispitnih metoda, iz projekta je financirano i opremanje novog Laboratorija za drvo u graditeljstvu, edukacija proizvođača drvenih podova, provedba ispitivanja u tvornicama drvenih podnih obloga te međulaboratorijska ispitivanja sa Sveučilištem u Grazu i Sveučilištem u Ljubljani.
Projekt odgovara i općim i specifičnim ciljevima IPA programa za regionalni razvoj jer osigurava izravan prijenos znanja i tehnologije sa Šumarskog fakulteta u drvnu industriju jer se povećanjem istraživačkih i komercijalnih kapaciteta fakulteta poboljšava suradnja između znanosti i industrije u radi ispunjenja njezinih izravnih potreba.
LDG predstavlja najvažniji javni i neovisni ispitni i tehnički centar za industriju drvenih podova u Hrvatskoj, s glavnim fokusom na razvoj tehnologije. LDG je dobro upoznat s potrebama industrije drvenih podnih obloga i drugih građevnih proizvoda od drva jer uspješno njeguje dugogodišnju suradnju s 14 tvrtki od kojih se njih 10 bavi proizvodnjom drvenih podova. Regionalni aspekt je posebice izražen imajući na umu da šume prekrivaju preko 40% teritorija Republike Hrvatske, stavljajući sektor šumarstva u jedan od najvažnijih tradicionalnih industrijskih faktora nužnih za gospodarski razvitak i ekonomski rast.
Industrijske ciljne skupine obuhvaćaju proizvođače drvenih podnih obloga od kojih je većina smještena u područjima od posebne državne skrbi sjeverne i istočne Hrvatske. S približno 1000 zaposlenih, ova industrija zadržava većinu stanovništva u regijama orijentiranim preradi drva i predstavlja vitalan ekonomski faktor za lokalnu zajednicu i njezinu dobrobit. CILJEVI PROJEKTA
Ciljevi projekta su povećanje kapaciteta LDG‐a s ciljem učinkovitije suradnje s industrijom, razvoj novih metoda ispitivanja svojstava drvenih podova u tvornicama, unapređenje već postojećeg sustava kontrole kvalitete, te u krajnjoj liniji povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
13
2. PROJEKTNE AKTIVNOSTI I REZULTATI PROVEDBE Projekt je koncipiran kroz četiri skupine međusobno povezanih aktivnosti koje obuhvaćaju uređenje i opremanje novog laboratorija, razvoj novih metoda za ispitivanje drvenih podnih elemenata, provjeru metoda u tvorničkim uvjetima i edukaciju zaposlenika te širenje novih znanja ciljanim skupinama. 2.1 Transformacija LDG‐a u vodeći centar znanja – mjerodavan laboratorij za učinkovitu suradnju s industrijom i ispitivanje drvenih podnih obloga
Ulaganje u novu istraživačku i ispitnu opremu i proširenje područja akreditacije novim ispitnim metodama za fizikalna i mehanička ispitivanja i karakterizaciju površine omogućuje pružanje mjerodavne usluge proizvođačima drvenih podova u Republici Hrvatskoj i izvan nje.
Slika 1: Izgled laboratorijskog prostora prije, za vrijeme i nakon preuređenja Figure 1: Laboratory venue before, during and after refurbishment
U sklopu ove aktivnosti provedeno je preuređenje laboratorijskog prostora veličine 150 m2 i opremanje novom suvremenom opremom. Prva faza preuređenja podrazumijevala je zamjenu dotrajalih prozora, uklanjanje starih vrata i suvišnih pregradnih zidova, zamjenu dotrajalih instalacija vodovoda i centralnog grijanja, spuštanje stropova, ugradnju klima uređaja, nove rasvjete, soboslikarske radove i polaganje novih drvenih i keramičkih podnih obloga. U drugoj
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
14
fazi uređenja ugrađen je novi namještaj potreban za instalaciju suvremene istraživačke i ispitne opreme, pohranu i klimatiziranje ispitnih uzoraka te opremljen prostor za pripremu uzoraka za ispitivanja materijala za lijepljenje i površinsku obradu drvenih podova. Preuređenje je trajalo od studenog 2013. do lipnja 2014. godine. Nakon pripreme i provedbe javne nabave instalirana je slijedeća vrijedna oprema:
univerzalni uređaj za provedbu mehaničkih ispitivanja (kidalica)
klima komora
istraživački mikroskop sa sustavom za obradu slike i provedbu mjerenja
uređaj za ispitivanje otpornosti na ogrebotine.
UNIVERZALNI UREĐAJ ZA MEHANIČKA ISPITIVANJA
Slika 2: Edukacija za rukovanje univerzalnim uređajem za mehanička ispitivanja Figure 2: Training for work on universal mechanical testing machine
Uređaj je namijenjen ispitivanju svih mehaničkih svojstava drva, nosivih podova, parketnih ljepila, lijepljenih spojeva za masivne ploče i nosive elemente. Djeluje u rasponu sila od 0,01 N do 100 kN. Svijetli otvor je širine 975 mm i 1750 mm visine. Brzinu pomaka čeljusti moguće je regulirati u rasponu od 0,0005 do 1000 mm/min. Točnost mjerenja je unutar 0,5% prikazanog iznosa sile. Uređaj je dodatno opremljen temperaturnom komorom za mehanička ispitivanja koja djeluje u rasponu temperatura od ‐80 do 280 °C. Za rad na uređaju održane su tri edukacije tijekom srpnja i kolovoza 2014. KLIMA KOMORA
Slika 3: Edukacija za rukovanje klima komorom Figure 3: Training for work on climatic chamber
Klima komora radnog volumena od 650 litara namijenjena je za provedbu ispitivanja i kondicioniranje uzoraka u različitim klimatskim uvjetima. Omogućuje programiranje izmjenjivih ciklusa izlaganja u vrlo širokom području kombinacije temperature (‐30 do 180 °C ) i relativne vlage zraka (10 do 98% u rasponu temperatura između 10 i 95 °C). Edukacija za rad s komorom održana je u lipnju 2014.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
15
ISTRAŽIVAČKI MIKROSKOP
Uređaj omogućuje analizu anatomskih obilježja drva, površine i strukture drva, određivanje debljine i kvalitete površinskog zaštitnog i dekorativnog sloja, te proučavanje grešaka i drugih obilježja drva i drugih materijala. Opremljen je motoriziranim zoomom 16:1, motoriziranim nosačem visine 490 mm, objektivom Apo Z 1,5x, rasponom povećanja 10,5x do 420x, LED osvjetljenjem na objektivu, prolaznim svjetlom, polarizacijskim filterom, motoriziranim mehaničkim stolićem za uzorke 150x100 mm, upravljačkim mehanizmom EMS i System control panelom za potpunu kontrolu sustava, kamerom 5.0 Mega piksela, Axio vision softverom za obradu slike. Za rad na mikroskopu održane su dvije edukacije tijekom svibnja i lipnja 2014.
Slika 4: Edukacija za rukovanje istraživačkim mikroskopom Figure 4: Training for work on research microscope
UREĐAJ ZA ISPITIVANJE OTPORNOSTI NA OGRBOTINE
Slika 5: Uređaj za ispitivanje otpornosti na ogrebotine Figure 5: Scratch tester
Uređaj se koristi za ispitivanje otpornosti na ogrebotine površine drvenih i laminatnih podnih obloga. Namijenjen je za uzorke dimenzija 100 x 100 x 22 mm, djeluje u rasponu opterećenja od 0,01 do 1 N (rezolucija 0,01N) i 0,1 do 10 N (rezolucija 0,1 N). Edukacija za rad s uređajem održana je u lipnju 2014.
Pregled planiranog unaprjeđenja ispitnih metoda i proširenje područja akreditacije s novom opremom
Uređaj Unaprjeđenje primjene postojeće metode Dodatna nova metoda
Univerzalni uređaj za mehanička ispitivanja (kidalica)
Tvrdoća po Brinellu (EN 1534) čvrstoća i elastičnost parketnih ljepila (EN 14293), elastičnost laka (EN 14354), posmična čvrstoća (EN 392, EN 13354)
Mehanička svojstva podova (EN 1533), čvrstoća raslojavanja (EN 311)
Klima komora Dimenzijska stabilnost (EN 1910) Kontrola rada vlagomjera
Istraživački mikroskop Određivanje Debljine filma (EN 13696), mjerenje bioloških oštećenja (EN 1311)
Analiza površine
Uređaj za ispitivanje otpornosti na ogrebotine
Otpornost na ogrebotine (EN 438‐2)
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
16
2.2.Razvoj novih metoda za ispitivanje drvenih podnih elemenata
Velik je nesklad između zahtjeva normi za utvrđivanje kvalitete i mogućnosti njihove primjene u slučaju elemenata drvenih podova u industrijskim uvjetima. Stoga smo u okviru ove aktivnosti razvili nove metode koje je moguće koristiti u svakodnevnom industrijskom okruženju te tako povećati bolju tehničku razinu proizvodnje i proizvoda.
Problem se odnosi na točno određivanje sadržaja vode drva, utvrđivanje tvrdoće i gustoće, te klasiranja elemenata drvenih podova. Nove metode će poboljšati situaciju u proizvodnom procesu omogućujući redovnu ali i jednostavnu i jeftinu kontrolu proizvoda te tako doprinijeti osiguranju optimalne kvalitete proizvoda. Očekuje se da će nove metode biti od koristi i drugim proizvođačima proizvoda od drva kao i široj stručnoj zajednici.
KONTROLA RADA ELEKTROOTPORNOG VLAGOMJERA
Sadržaj vode jedno je od ključnih fizikalnih svojstava drva jer predstavlja izravni pokazatelj kvalitete elemenata drvenih podnih obloga. Najčešće korištena metoda određivanja sadržaja vode u drvu je elektrootporna, a zasniva se na pretvorbi vrijednosti električnog otpora u vrijednosti sadržaja vode drva. Problem je u tome što faktori za pretvorbu, koji su specifični za pojedinu vrstu drva, ili nisu potpuno poznati korisnicima ili su očito netočni. Ovaj problem je značajan akreditiranom laboratoriju koji navedeni uređaj koristi kao mjerni instrument, bez da pri tome zna njegovu pouzdanost i mjernu nesigurnost. Problem je značajan i za proizvođače svih proizvoda od drva koji u svom svakodnevnom radu kontroliraju sadržaj vode svojih proizvoda. Temeljem rezultata usporednih ispitivanja provedenih u suradnji s projektnim
partnerima i industrijskim suradnicima specificirana je metoda kontrole točnosti rada elektrootpornih vlagomjera, izrađen protokol njihove provjere i pripremljena preporuka o učestalosti provedbe ove metode.
Slika 6: Elektrootporni vlagomjer (lijevo) i proba za gravimetrijsko mjerenje (desno) Figure 6: Electric resistance meter (left) and sample for gravimetric method (right)
ODREĐIVANJE TVRDOĆE DRVA POMOĆU KUGLE
Slika 7: Utisak kugle po inovativnoj metodi (lijevo) i po Brinellu (desno) Figure 7: Impact mark according to innovative method (left) and Brinell method (right)
Tvrdoća je osnovno svojstvo drva za primjenu na podu, ali se ne kontrolira tijekom procesa proizvodnje zbog zahtjeva za specijalnom i skupom ispitnom opremom. Inovativna metoda podrazumijeva kontrolu ovog svojstva spuštanjem kugle određene mase i promjera s neke visine te usporedbom promjera utiska s onim kod standardne metode po Brinellu (HRN EN 1534). Iako se radi o usporedbi rezultata fizikalno različitih postupaka,tj. o povezivanju statičke tvrdoće na utiskivanje s dinamičkom otpornosti na udar, ispitivanja su pokazala izvrsnu korelaciju.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
17
PROCJENA GUSTOĆE VAGANJEM PROIZVODA
Iako je gustoća važno svojstvo drva zbog svoje izravne veze s drugim fizikalnim i mehaničkim svojstvima, nije podložna kontroli u tijekom proizvodnje. Stoga kontrola ovog svojstva može služiti kao indikator kvalitete drva prije ulaska u proizvodni proces ali i za kontrolu na gotovim proizvodima. Metoda se ne primjenjuje jer norma za određivanje gustoće (HRN ISO 3131) zahtjeva posebnu pripremu velikog broja uzoraka što je čini nepraktičnom za svakodnevnu primjenu. Predložena metoda se zasniva na jednostavnom vaganju gotovih parketnih elemenata i usporedbi s očekivanim rasponom vrijednosti za određenu vrstu drva i dimenziju proizvoda.
Slika 8: Određivanje gustoće drva Figure 8: Determination of wood density
NORMA ZA KLASIFIKACIJU POJAVNIH OBILJEŽJA DRVA ZA PODNE OBLOGE
Klasifikacija je također važan činitelj kvalitete drvenih podova i redovito se i pozorno kontrolira tijekom procesa proizvodnje. Problem je međutim u tome što su kriteriji za pojedine klase preopćenito definirani u proizvodnim normama, a mnoga obilježja nije moguće mjeriti prema standardnim metodama. Izrađeni standard (objavljen kao zasebna brošura) objedinjuje pojedina obilježja i načine njihova određivanja radi izbjegavanja zabuna i problema prilikom stavljanja proizvoda na tržište
Metode određivanja kontrole rada vlagomjera, gustoće i tvrdoće razvijene su i provjerene s projektnim partnerima, zatim dodatno testirane uređajima industrijskih suradnika u 10 tvornica.
2.3. Unaprjeđenje sustava tvorničke kontrole radi daljnjeg poboljšanja kvalitete proizvoda i ispunjenja zahtjeva za CE označavanjem
Uspostava i održavanje sustava tvorničke kontrole kvalitete jedan je od dva osnovna preduvjeta za CE označavanje proizvoda. U okviru ove aktivnosti osigurali smo dvije radionice na fakultetu i tri posjete svakome od 10 industrijskih suradnika kako bismo ne samo testirali nove ispitne metode u tvorničkim uvjetima nego i pomogli u formiranju tvorničkih laboratorija, dokumentacije, te usvajanju novih metoda i njihovoj primjeni u proizvodnom pogonu. Osim toga pripremljen je i priručnik za tvorničku kontrolu s pripadajućim obrascima.
Slika 9: Testiranje novih ispitnih metoda i individualne konzultacije u proizvodnom pogonu Figure 9: Testing of innovative methods and individual training in factory conditions
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
18
2.4. Uspostava partnerstva znanja između znanosti i drvne industrije
Svrha ove aktivnosti jest premostiti jaz između rezultata znanstvenih istraživanja i njihove primjene u industriji. Zbog toga smo pripremili četiri brošure, te održali dva seminara i dvije radionice za industrijske suradnike i druge korisnike na Šumarskom fakultetu.
Slika 10: Organizacijska shema partnerstva znanja: LDG surađuje sa industrijskim suradnicima u vidu savjetovanja te interaktivne izmjene znanja i iskustva. LDG koordinira rad s partnerskim institutima (Biotehnički fakultet Ljubljana ‐ BFLJ i Tehničko sveučilište Graz – TUG) na provedbi paralelnih mjerenja pri razvoju alternativnih ispitnih metoda, a stečena znanja prenosi industrijskim suradnicima (A) i drugim proizvođačima drvenih podova (B) u Hrvatskoj.
Figure 10: Organisational scheme of the knowledge partnership: LDG cooperates with a number of industrial associates (A) in interactive exchange of knowledge and experience. LDG liaisons with partner institutes (Biotechnical Faculty Ljubljana – BFLJ and Technical University Graz – TUG) and affiliated labs in Italy and Germany, conducts parallel check of alternative testing methods in partner testing institutes and conducts the created knowledge to associates (A) and other flooring manufacturers (B) in Croatia.
BROŠURE:
Metode poboljšanja kvalitete u proizvodnji drvenih podnih elemenata
Normativna vidna razredba drvenih podova
Svojstva i primjena drvenih podova
Vještina izvedbe drvenih podova – iskustva iz prakse SEMINARI: Uvodni seminar za proizvođače drvenih podova
Slika 11: Polaznici prate predavanja prof. Turkulina i dr. Živkovića tijekom prvog seminara Figure 11: Attendees follow the lectures by Prof Turkulin and Dr Živković during the first seminar
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
19
Dana 16.07.2013. održan je uvodni seminar za proizvođače drvenih podova na Šumarskom fakultetu. Tijekom seminara održana su sljedeća predavanja: Uloga i značaj akreditiranog i ovlaštenog laboratorija u ocjenjivanju sukladnosti proizvoda, Uloga LDG ‐ a u organizaciji sustava tvorničke kontrole proizvodnje, Zahtjevi regulative za ocjenjivanjem sukladnosti i sustavi ocjenjivanja, Mogućnosti korištenja EU fondova od strane industrije te Iskustva u prijavi i provedbi EU financiranog projekta. Sudionici su aktivno sudjelovali na seminaru, a tijekom kasnije ankete iskazali zadovoljstvo prezentiranim informacijama i sugerirali teme budućih seminara i radionica. Drugi seminar za proizvođače drvenih podova
U utorak 23.09.2014. održan je drugi seminar na temu novih ispitnih metoda za tvorničku kontrolu kvalitete elemenata drvenih podova. Nakon predavanja prof. Turkulina i dr. Živkovića, dekan prof. Oršanić prigodnim se riječima obratio prisutnima te pozvao na svečano otvorenje novog laboratorija i sudjelovanje u praktičnom dijelu seminara. Novi laboratorij je prerezivanjem drvene vrpce svečano otvorila prorektorica za istraživanje i tehnologiju Sveučilišta u Zagrebu prof. Melita Kovačević. Tijekom praktičnog dijela uslijedile su prezentacije nove opreme i demonstracije tipičnih ispitivanja. Na seminaru je bilo oko 70 sudionika iz akademske zajednice, ministarstava, drvne industrije, industrije lakova i ljepila, podopolagači, dobavljači materijala i opreme,…
Slika 12: Predavanje profesora Turkulina na seminaru povodom otvorenja laboratorija Figure 12: Prof Turkulin lectures about innovative aspects of wood during inauguration seminar
Slika 13: Asistentica Ištok prikazuje rad na istraživačkom mikroskopu (lijevo), dr. Sedlar provodi usporedno ispitivanje čvrstoće drva i betona na uređaju za mehanička ispitivanja (desno) Figure 13: Assistant Ištok presents work on research microscope (left), Dr Sedlar performs parallel testing of mechanical properties of wood and concrete on mechanical testing machine (right)
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
20
RADIONICE:
Radionica o sušenju, tvorničkoj kontroli i novim ispitnim metodama
Slika 14: Prodekan Pervan i prof. Turkulin na uvodnom dijelu radionice (lijevo), asistent Klarić prikazuje metode određivanja sadržaja vode u drvu (desno) Figure 14: Vice dean Pervan and Prof Turkulin during introductory part of the workshop (left), assistant Klarić presents methods for determination of wood moisture content (right)
Prva radionica za proizvođače drvenih podova o sušenju i tvorničkoj kontroli proizvodnje u industriji drvenih podnih obloga održana je 9.1.2015. Nakon predavanja profesora Pervana o tehnološkoj izvedbi i održavanju sušionica te predavanja profesora Turkulina o detaljima tvorničke kontrole proizvodnje uslijedio je praktični dio gdje su detaljno prezentirani način rada i metode kontrole vlagomjera, standardne i nove metode određivanja tvrdoće i gustoće drva te diskusija o dokumentaciji u sustavu tvorničke kontrole kvalitete. Radionica o svojstvima površine podova i lijepljenju
Na drugoj radionici održanoj 20.2.2015. dr. Živković je prezentirao najznačajnija svojstva površinski obrađenih drvenih podova i načine njihova određivanja, a dr. Sedlar je prezentirao vrste ljepila za drvene podove, njihova svojstva, pogodnost za pojedine vrste podova i tipične rezultate pojedinih vrsta ljepila. Tijekom praktičnog dijela sudionici su se detaljnije upoznali sa specifičnostima pojedine ispitne metode, a ponovno je održana i diskusija o tvorničkoj kontroli proizvodnje.
Slika 15: Dekan Jambreković pozdravlja sudionike (gore), tijekom predavanja (lijevo), praktični dio (sredina i desno) Figure 15: Dean Jambreković welcoms participants (up), during lectures (left), practical lab work (middle, right)
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
21
ZNANSTVENI ČLANCI U POSTUPKU OBJAVLJIVANJA:
Alternativna metoda za određivanje tvrdoće drva
Točnost rada elektrootpornog vlagomjera
INFORMIRANJE JAVNOSTI:
Osim seminara i radionica na Šumarskom fakultetu koji su bili namijenjeni u prvom redu proizvođačima elemenata drvenih podova, aktivnosti i rezultati projekta su prezentirani znanstvenoj, stručnoj i općoj javnosti putem prezentacija na Sveučilištu u Zagrebu, zatim na Crolab‐ovom seminaru u Zagrebu i na konferenciji u Opatiji, na Ambienti na Zagrebačkom velesajmu, putem članaka u stručnom časopisu Korak, Drvo i namještaj, te u članku objavljenom u Jutarnjem listu. Nadalje, video prilozi su emitirani u emisiji Putem europskih fondova na HRT‐u te u informativnom programu RTL‐a.
Slika 16: Predstavljanje iskustava u prijavi i provedbi projekta na seminaru CroLab‐a u Zagrebu i na konferenciji u Opatiji (gore), članci o projektu (desno), video prilozi o projektu (dolje) Figure 16: Presenting the experiences in application and implementation of the project at Crolab seminar in Zagreb and at the conference in Opatija (up), newspapers articles (right),video news (down)
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
22
Inovativne metode određivanja tvrdoće i gustoće drva
SEDLAR Tomislav a* – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav a – TURKULIN Hrvoje a – MIKLEČIĆ Josip a – MIHULJA Goran a – KLARIĆ Miljenko a
a Sveučilište u Zagrebu, Šumarski fakultet, Drvntehnološki odsjek, Zagreb, Hrvatska *Dopisni autor: [email protected]
Sažetak – Tvrdoća i gustoća drva ubrajaju se među najvažnija tehnička svojstva drvenih podnih obloga. Standardizirane metode određivanja navedenih svojstava postoje, ali se u tvorničkim uvjetima vrlo rijetko koriste. Razlog tome je što iziskuju skupocjenu specijaliziranu opremu, velik broj ispitnih uzoraka, osposobljeno mjerno osoblje te vremenski relativno dugo traju. Iz tih razloga pojavila se potreba za jednostavnijim, bržim i jeftinijim načinom za određivanje spomenutih svojstava drva. U radu je istražena mogućnost supstitucije standardne metode za određivanje tvrdoće po Brinellu s metodom relativne veličine utiska (RVU), te također mogućnost supstitucije standardne metode ispitivanja gustoće drva (HRN ISO 3131:1975) metodom mjerenja mase podnih elemenata poznatog volumena. Cilj istraživanja je pronalazak znanstveno utemeljenog, jednostavnijeg, bržeg i jeftinijeg načina određivanja spomenutih svojstava drva. Inovativne metode pokazale su se kao vrlo jednostavne i korisne s zadovoljavajućim rezultatima za praktičnu uporabu.
tvrdoća drva / gustoća drva / standardne metode / inovativne metode 1. UVOD
Tvrdoća i gustoća drva ubrajaju se među najvažnija tehnička svojstva drvenih podnih
obloga. Tvrdoća se opisuje kao otpor materijala zadiranju stranog tijela u njegovu strukturu odnosno njegovu površinu. Gustoća drva je u direktnoj korelaciji s tvrdoćom drva. Vrste drva veće gustoće u pravilu karakterizira veća tvrdoća i obrnuto.
Postoje standardne metode za određivanje tvrdoće i gustoće drva. Tvrdoća drva najčešće se mjeri metodama po Brinellu (HRN EN 1534:2010) i Janki (HRN ISO 3350:1999) (NIEMZ i STÜBI 2000). Kod obje metode tvrdoća drva se mjeri utiskivanjem čelične kugle određenog promjera u površinu drva. Tvrdoća drva se mjeri na specijaliziranom mjernom uređaju koji je uglavnom stacioniran u jednom prostoru te s njime nije moguće izvoditi mjerenja na različitim lokacijama kao što su pogoni ili stambeni objekti. Standardna metoda određivanja gustoće drva (HRN ISO 3131:1999) također iziskuje specijaliziranu opremu te izradu relativno velikog broja ispitnih uzoraka, propisanih dimenzija.
Iako su standardne metode za određivanje tvrdoće i gustoće kod drva općeprihvaćene i znanstveno utemeljene, u tvorničkim uvjetima se vrlo rijetko koriste. Razlog tome je što iziskuju skupocjenu specijaliziranu opremu, velik broj ispitnih uzoraka, osposobljeno mjerno osoblje te vremenski relativno dugo traju. Iz tih razloga pojavila se potreba za jednostavnijim, bržim i jeftinijim načinom za određivanje spomenutih svojstava drva.
Standardnu metodu za određivanje tvrdoće po Brinellu moguće je zamijeniti metodom relativne veličine utiska (RVU) (BREHM, 2006). BREHM (2006) spominje mogućnost posrednog određivanja tvrdoće drva metodom pada čelične kuglice s određene visine na uzorak, pri čemu se u ovisnosti o promjeru ulupka zaključuje o tvrdoći drva. Navod literature je nepotpun i nepouzdan, pa je opravdanost primjene ove metode moguća usporedbom s metodom po Brinellu. Iako se u osnovi radi o dva razičita fizikalna principa ispitivanja (kod Brinella se radi o statičkom ispitivanju tvrdoće utiskivanjem profiliranog tijela, dok se kod RVU radi o dinamičkoj otpornosti na udar (HERRMANN i sur. 2006), pretpostavka je da bi metode mogle biti u dobroj korelaciji. S obzirom da je metodu relativne veličine uzorka lako izvesti na terenu i nije potrebna
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
23
zahtjevna oprema, mogla bi poslužiti kao alternativna metoda za mjerenje tvrdoće parketa u pogonu ili na zgradama.
Gustoća drva je odnos mase i volumena drva. U proizvodnji drvenih podnih obloga posebna se pozornost obraća na točnost dimenzija svakog pojedinog elementa. Uz pretpostavku da su svi elementi jednakih dimenzija (uključujući utore i pera), tada im je jednak i volumen. Ako je poznat volumen, gustoću svakog pojedinog elementa moguće je izmjeriti mjerenjem mase na vagi. 2. CILJ ISTRAŽIVANJA
Cilj istraživanja je usporedba standardnih metoda određivanja tvrdoće i gustoće kod drva s nekonvencionalnim metodama u svrhu jednostavnijeg, bržeg i jeftinijeg načina određivanja spomenutih svojstava drva.
Prvi cilj je usporedba standardne metode ispitivanja tvrdoće po Brinellu (HRN EN 1534:2010) i metode RVU (Relativne veličine utiska) opisane u stručnoj literaturi (BREHM, 2006). Metoda ispitivanja RVU omogućuje mjerenje tvrdoće pojedinih podnih elemenata iz različitih vrsta drva u vrlo kratkom vremenskom periodu. Također omogućuje provođenje mjerenja s zadovoljavajućom točnošću na različitim lokacijama, a da za to nije potrebna zahtjevna i skupocjena mjerna oprema. Jedan od ciljeva je standardizacija primjene RVU metode u proizvodnim pogonima podnih obloga, te kod ekspertiza i ispitivanja ugrađenih drvenih podova. Čest je slučaj pritužbi novo useljenih stanara da parket nema odgovarajuću tvrdoću jer na njemu zaostaju tragovi od npr. utiska nogu stolica ili potpetica, što je nemoguće provjeriti bez razornog izuzimanja uzoraka za Brinell ispitivanje u laboratoriju.
Drugi cilj je mogućnost supstitucije standardne metode ispitivanja gustoće drva (HRN ISO 3131:1975) metodom mjerenja mase podnih elemenata poznatog volumena. Takav način mjerenja omogućio bi proizvođaču zadovoljavajuće točnu informaciju o gustoći drva, bez skupog i kompliciranog standardnog mjerenja. Instalacijom takvog mjerenja u proizvodnu liniju omogućilo bi automatsko odbacivanje elementa premale ili prevelike gustoće u odnosu na uobičajeni raspon vrijednosti, koja nepovoljno utječe i na ostala svojstva podnih obloga kao što su tvrdoća, bubrenje i utezanje i sl. 3. MATERIJAL I METODE ISTRAŽIVANJA 3.1. Određivanje tvrdoće drva
Usporedno mjerenje tvrdoće drva metodom po Brinellu i metodom RVU obavljeno je na 8 različitih vrsta drva s po 10 uzoraka klasičnog parketa dimenzija 22×56×500 mm za svaku vrstu drva. Od vrsta drva ispitivane su: bagremovina, bukovina, grabovina, hrastovina, jasenovina, javorovina, johovina i trešnjevina. Za svaku vrstu drva utisnuto je po 50 utisaka metodom po Brinellu i 50 utisaka metodom RVU. Sadržaj vode svih uzoraka kretao se u granicama od 7‐11%. 3.1.1. Ispitivanje tvrdoće metodom po Brinellu (HRN EN 1534:2010)
Tvrdoća drva po Brinellu ispitana je utiskivanjem čelične kuglice (slika 1) promjera 10±0,01 mm silom koja je u vremenskom periodu od 15±3 s morala dostići 1 kN, te je tu silu bilo potrebno kontinuirano održavati 25±5 s. Nakon utiskivanja mjerena su dva unakrsna promjera utiska; paralelno s vlakancima (d1) i okomito na vlakanca (d2) s točnošću od ± 0,2 mm te je
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
24
izračunata tvrdoća prema izrazu (1). Ispitivanje je provedeno na univerzalnom stroju za ispitivanje mehaničkih svojstava drva (Otto Wolpert – Werke GMBH model U4).
Slika 1. Skica načina ispitivanja tvrdoće drva po Brinellu i RVU
Tvrdoća po Brinellu izračunata je prema izrazu (1):
(1)
HB – tvrdoća po Brinellu (kN/mm²) F – nominalna sila (1 kN) g – ubrzanje gravitacijske sile od ≈10 m/s² D – promjer čelične kuglice od 10 mm d – srednja vrijednost promjera utiska (mm) π – „pi“ faktor, (≈ 3,14)
3.1.2. Ispitivanje tvrdoće metodom određivanja relativne veličine utiska (RVU)
Tvrdoća drva metodom RVU ispitana je tako da je čelična kugla puštana slobodnim padom kroz cijev, nakon čega su mjerena dva unakrsna promjera utiska; paralelno s vlakancima (d1) i okomito na vlakanca (d2) s točnošću od ±0,2 mm (slika 1).
Za ispitivanje je korištena čelična kugla i PVC cijev. S obzirom da većina podopolagača koristi CM uređaj za mjerenje sadržaja vode estriha prije polaganja drvenih podova, korištena je najveća kugla iz kompleta, promjera 30 mm i težine 110 g. PVC cijev korištena u ispitivanju promjera je 35 mm i dužine 1,5 m. Razlika promjera kuglice i cijevi od 5 mm smatrana je dovoljnom da se zanemari trenje kuglice u cijevi, tj. da se dužina cijevi od 1,5 m uzme kao visina slobodnoga pada.
Vodilo se računa da su dva utiska (Brinell i RVU) što bliže jedan drugome, u parovima, zbog razlike u gustoći duž pojedinačne daščice (slika 2).
Slika 2. Kugla iz CM uređaja i utisak kugle po RVU (lijevo); kuglica i utisak po Brinell‐u (desno)
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
25
3.2. Određivanje gustoće drva
Mjerenje gustoće drva obavljeno je na 8 različitih vrsta drva s po 10 uzoraka klasičnog parketa dimenzija 22×56×400 mm i 21×70×300 mm za svaku vrstu drva. Od vrsta drva ispitivane su: bagremovina, bukovina, grabovina, hrastovina, jasenovina, javorovina, johovina i trešnjevina. Nakon odabira uzoraka klasičnog parketa koji su odgovarali napucima norme (HRN ISO 3131:1975), isti su vagani te im je određena masa. Iz razloga što su uzorci klasičnog parketa nepravilnog oblika njihov volumen nije bilo moguće odrediti pomičnim mjerilom. Da bi se odredio točan volumen izvaganih daščica klasičnog parketa izrađeni su 3D modeli u programu SolidWorks. Na osnovi izrađenih modela određen je koeficijent volumena, tj. razlika između stvarnog volumena daščica i volumena određenog umnoškom osnovnih dimenzija daščica. Na temelju koeficijenta volumena određene su gustoće izvaganih uzoraka parketa. Osim za navedene dvije dimenzije masivnog parketa izrađeni su 3D modeli za ukupno 15 različitih dimenzija drvenih podnih elemenata. 4. REZULTATI I DISKUSIJA 4.1. Određivanje tvrdoće drva
Tablica 1. Statistička odstupanja promjera utisaka pojedine vrste drva od srednje vrijednosti za preračun iz metode RVU u metodu po Brinellu.
Promjer utiska Db za HB (n = 50)
Promjer utiska Dr za RVU (n = 50) Odnos
promjera za
preračun vrijednosti Db/Dr
Odstupanje odnosa promjera pojedine
vrste drva od srednje
vrijednosti za preračun (%)
Stat. znač. odstupanja odnosa za preračun
vrijednosti od srednjeg odnosa za preračun vrijednosti
s.v. st. dev. k.v. s.v. st.
dev. k.v.
JO 7,79 0,397 5,10 11,09 0,675 6,09 0,702 5,32 značajno
TR 7,18 0,864 12,04 10,88 0,815 7,49 0,660 ‐1,03 ne značajno
JAV 6,66 0,513 7,71 9,51 0,422 4,44 0,700 4,99 značajno
GR 6,05 0,476 7,86 9,03 0,476 5,27 0,670 0,52 ne značajno
HR 5,67 0,584 10,3 8,53 0,794 9,31 0,665 ‐0,30 ne značajno
BU 5,56 0,314 5,65 8,47 0,753 8,89 0,656 ‐1,60 ne značajno
BAG 5,06 0,356 7,04 8,31 0,533 6,41 0,608 ‐8,80 značajno
JAS 5,44 0,627 11,51 8,09 0,805 9,95 0,673 0,91 ne značajno
srednja vrijednost 0,667
standardna devijacija 0,029
koeficijent varijacije 4,398
Legenda: Db – promjer utiska po Brinellu, Dr – promjer utiska po RVU, s.v. – srednja vrijednost, st.dev. – standardna devijacija, k.v. – koeficijent varijacije, JO – johovina, TR – trešnjevina, JAV – javorovina, GR – grabovina, HR – hrastovina, BU – bukovina, BAG – bagremovina, JAS – jasenovina.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
26
U tablici 1 načinjena je statistička analiza skupova utisaka u svrhu izračuna pretvorbenog faktora dimenzija utiska dobivenih metodom RVU i metodom po Brinellu. Intencija je da se jednoznačnim koeficijentom pretvorbe omogući izračunavanje tvrdoće drva temeljem promjera utisaka metodom RVU, bez kompliciranog laboratorijskog mjerenja metodom po Brinellu. Iz tablice 1. vidljivo je da odstupanja odnosa promjera pojedine vrste drva od srednje vrijednosti za preračun u pravilu nisu veća od 9 %, te da oni odnosi koji su manji od 4,5 % nemaju statistički značajna odstupanja. To znači da temeljem navedenog možemo utvrditi koeficijent za preračun vrijednosti za izračun tvrdoće po Brinellu za svaku pojedinu vrstu drva. Pri tome se smatra da odstupanje koeficijenata od 5 %, čak i ako je statistički značajno, nije tehnološki značajno, odnosno ono je zadovoljavajuće za pogonske i gradilišne uvjete. Prema izračunu za 8 vrsta drva pretvorbeni faktor iznosi 0,667, tj. promjer utiska dobiven metodom RVU treba pomnožiti prema izrazu (2) da se dobije promjer po Brinellu. Tvrdoća po Brinellu dobivena metodom RVU izračunata je prema izrazu (2):
(2)
HB – tvrdoća po Brinellu (kN/mm²) F – nominalna sila (1 kN) g – ubrzanje gravitacijske sile od ≈10 m/s² D – promjer čelične kuglice od 10 mm dHB – preračunata srednja vrijednost promjera utiska prema Brinellu (mm) dRVU –srednja vrijednost promjera utiska prema metodi RVU (mm) k – pretvorbeni faktor od 0,667
Tablica 2 predstavlja višestruku analizu varijanci skupova, od kojih svaki obuhvaća 50 utisaka po pojedinoj vrsti drva i metodi utiskivanja. Na temelju prikazanih p vrijednosti moguće je uočiti koji se skupovi utisaka (za bilo koju vrstu drva i za bilo koju od dviju metoda) statistički značajno razlikuju. Ukoliko većina međusobnih kombinacija ne bi bila značajno različitih rasipanja, onda bi se moglo utvrditi da pretvorbeni faktor promjera utiska RVU u promjere utiska po Brinellu u iznosu od 0,667 pouzdano vrijedi za sve vrste drva.
S obzirom da je iz tablice 2 vidljivo da se bagremovina statistički značajno razlikuje od svih vrsta drva (jer je imala skoro 9 % niži koeficijent pretvorbe od prosječnoga), te da se johovina statistički razlikuje samo u odnosu na bukovinu, možemo utvrditi da pretvorbeni faktor vrijedi za većinu ispitanih vrsta drva osim za bagremovinu. Ako bi se bagremovina isključila iz proračuna, tada se srednja vrijednost sa 0,667 diže na 0,675, pa ni johovina više ne bi bila statistički značajno različitih vrijednosti od bukovine.
Odstupanja od 5 % za johovinu ili 8,8 % za bagremovinu, ako su i statistički značajna, nisu tehnološki značajna, jer je odstupanje promjera ulupka znatno manje nego što je raspon standardnih gustoća pojedine vrste drva, pa se mogućnost jako pogrešne procjene tvrdoće drva, uzrokovana greškom u pretvorbenom faktoru manjom od 10 %, može smatrati malo utjecajnom.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
27
Tablica 2. Višestruka usporedba utiska RVU‐a sa utiskom po Brinellu
Legenda: JO – johovina, TR – trešnjevina, JAV – javorovina, GR – grabovina, HR – hrastovina, BU – bukovina, BAG – bagremovina, JAS – jasenovina, crvenom bojom označene p vrijednosti označavaju kombinacije skupova koji se međusobno statistički značajno razlikuju.
Slika 3. Usporedba utiska tvrdoće po Brinellu i RVU
Rezultati mjerenja promjera utiska za tvrdoću po Brinellu i tvrdoću po metodi RVU pokazuju da je stupanj korelacije za 8 vrsta drva vrlo visok što vidljivo iz slike 3. Odnosom prosječne izmjerene vrijednosti metodom RVU i prosječne vrijednosti utiska po Brinellu utvrđeno je da pretvorbeni faktor varira od 0,6‐0,7 ovisno o vrsti drva. 4.1. Određivanje gustoće drva
U tablici 3 i 4 prikazani su izrađeni 3D modeli za ukupno 15 različitih dimenzija drvenih podnih elemenata. Na elementima je izračunat idealni i stvarni volumen i izračunato je njihovo odtupanje. U tablici 4 vidljivo je da su odstupanja idealnog volumena manja od 5,5 %, te da je kod daščica većih dimenzija odstupanje proporcionalno manje nego kod manjih daščica. Također je uočljivo da oblik daščice utječe na odstupanje. Na uzorku 6 odstupanje je zanemarivih 0,37 % dok je kod uzorka složenijeg oblika (tip 4) odstupanje 4,55b%. Uzorak 9 jasno prikazuje tezu kako manji uzorci imaju veća odstupanja od idealnog volumena. U tablici 3 u kojoj su prikazani različiti profili parketnih daščica istih dimenzija vidljivo je da su odstupanja
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
28
slična, osim između vrlo složenog i jednostavnog profila gdje su odstupanja u rasponu od 1,13 % do 5,39 % što je ekvivalent masi od 24,3 g. Tablica 3. Odnos odstupanja idealnog od stvarnog volumena pojedinih oblika masivnih parketnih daščica istih dimenzija
Red. br. Profil parketa
Dimenzije (mm) Volumen (cm³) Odstupanjedebljina širina dužina idealni stvarni %
1
22 65 300 429,00 414,39 3,41
2
22 65 300 429,00 412,27 3,90
3
22 65 300 429,00 416,09 3,01
4
22 65 300 429,00 405,86 5,39
5
22 65 300 429,00 416,13 3,00
6
22 65 300 429,00 424,15 1,13
Tablica 4. Odnos odstupanja idealnog od stvarnog volumena pojedinih oblika masivnih parketnih daščica
Red. br. Profil parketa
Dimenzije (mm) Volumen (cm³) Odstupanjedebljina širina dužina idealni stvarni %
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
29
Tablice 5 i 6 prikazuju minimalne i maksimalne dozvoljene mase daščica parketa uz odstupanje volumena na 8 vrsta drva. Odstupanje se odnosi na razliku idealnog i stvarnog volumena daščica kod 15 % sadržaja vode. Za određivanje minimalne i maksimalne mase parketnih elemenata koristila se formula (4), dok se za određivanje gustoće daščica unutar područja od 7 do 17 % sadržaja vode koristila preračunska formula (3).
Tablica 5. Prikaz masa daščice konstrukcijskog tipa 1 iz tablice 3 za 8 vrsta drva
Legenda: min.OD – minimalna dozvoljena masa uzorka uz odstupanje od 3,1 %, max.OD – maksimalna dozvoljena masa uzorka uz odstupanje od 3,1%. Gustoća kod 15% sadržaja vode (SELL, 1997).
Tablica 6. Prikaz masa daščice konstrukcijskog tipa 8 iz tablice 3 za 8 vrsta drva
Legenda: min.OD – minimalna dozvoljena masa uzorka uz odstupanje od 1,38 %, max.OD – maksimalna dozvoljena masa uzorka uz odstupanje od 1,38%. Gustoća kod 15% sadržaja vode (SELL, 1997). Formula za preračunavanje gustoće kod nekog sadržaja vode u rasponu od 7 do 17 % (3):
(3)
ρw – gustoća kod nekog sadržaja vode (g/cm3) ρ0 – gustoća u apsolutno suhom stanju (g/cm3) W – sadržaj vode Formule za izračun minimalne i maksimalne mase parketnih elemenata (4):
(4)
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
30
Vstvarni – stvarni volumen (cm3) Videalni – idealni volumen (cm3) k – faktor oblika (odstupanje) 4. ZAKLJUČCI
Usporedba standardiziranoga mjerenja tvrdoće drva po Brinellu i procjene tvrdoće metodom relativne veličine utiska (RVU) pokazala je vrlo zadovoljavajuće rezultate. Iz rezultata se može pretpostaviti da bi metoda RVU mogla zamijeniti metodu po Brinellu u pogonskim, odnosno gradilišnim uvjetima gdje mala odstupanja koeficijenta za preračun vrijednosti nisu tehnološki značajna.
Metoda procjene gustoće drva mjerenjem mase daščica u proizvodnji parketa pokazala se vrlo jednostavnom i korisnom. Za kvalitetan rezultat potreban je samo izračun stvarnoga volumena parketne daščice koji se lako odredi u 3D programu po izboru. Tako je moguće utvrditi granice raspona masa unutar kojih se moraju nalaziti parketne daščice u proizvodnji. 4. LITERATURA BREHM, T. (ED.), (2006): Fachbuch für Parkettleger. SV Fachverlag, Hamburg. HERRMANN, K.; PATKOVSZKY, I.; BEHRENS, B.A.; KAMMLER, M., (2006): Anwendung dynamischer Kräfte
in der Werkstoffprüfung. Technisches Messen 73: 646‐654. NIEMZ, P.; STÜBI, T., (2000): Investigations of hardness measurements on wood based materials using a
new universal measurement system. In: Proc. Symp. on “Wood machining, properties of wood and wood composites related to wood machining”. Vienna, Austria, September, 2000. 51‐61.
BREHM, T. (ED.), (2006): Fachbuch für Parkettleger. SV Fachverlag, Hamburg. SELL, J. (1997): Eigenschaften und Kenngrössen von Holzarten. LIGNUM: Zürich HRN EN STANDARD 1534 (1999): Wood and parquet flooring ‐ Determination of resistance to indentation (Brinell). HRN ISO STANDARD 3131 (1999): Wood – Determination of density for physical and mechanical tests. HRN ISO STANDARD 3350 (1999): Wood – Determination of static hardness.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
31
Innovative test methods for determination of the wood hardness and density
SEDLAR Tomislav a* – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav a – TURKULIN Hrvoje a –
MIKLEČIĆ Josip a – MIHULJA Goran a – KLARIĆ Miljenko a a University IN Zagreb, Faculty of forestry, Wood Technology Department, Zagreb, Croatia
Summary ‐ Hardness and density of the wood are considered to be among the most important technical properties of wood flooring. There are standardized methods for determining specified properties, but in factory conditions they are rarely used. The reason is that they require expensive specialized equipment, a large number of test samples, trained staff, and they are relatively long lasting. For these reasons, there was a need for simpler, faster and less expensive method to determine the above mentioned properties of wood. This paper explores the possibility of substitution of the standard methods for determining Brinell hardness with the method of the relative size of the impression (RSI), and also the possibility of substitution of standard test methods for determine wood density (ISO 3131: 1975) with method of measuring the mass of floor elements whose volume is known. The aim of the research is finding a scientifically based, simpler, faster and cheaper ways of determining the aforementioned properties of wood. Innovative methods have proven to be very simple and useful with satisfactory results for practical use.
wood hardness / wood density / standard test methods / innovative test methods 1. INTRODUCTION
Hardness and density of the wood are considered to be among the most important technical
properties of wood flooring. Hardness is described as a resistance material encroachment of a foreign body in its structure and its surface. Density of wood is in direct correlation with hardness of the wood. Wood species with higher density are generally characterized with higher hardness and vice versa.
There are standard methods to determine hardness and density of the wood. Hardness of the wood is most commonly measured with Brinell method (EN 1534: 2010) and Janka method (ISO 3350: 1999) (NIEMZ and STÜBI, 2000). Both methods for determining hardness of wood are measured by injecting a steel ball of certain diameter in the wood surface. Hardness of wood is measured with specialized measuring instrument that is mostly stationed in one place, and with it is not possible to perform measurements at different locations such as plants or residential buildings. Standard method for determining density of wood (ISO 3131: 1999) also requires specialized equipment and making a relatively large number of test samples with specified dimensions.
Although standard methods for determining hardness and density of wood are generally accepted and scientifically based, in factory conditions they are rarely used. The reason is that they require expensive specialized equipment, a large number of test samples, trained measuring staff, and they are relatively long lasting. For these reasons, there was a need for simpler, faster and less expensive method to determine the above mentioned properties of wood.
Standard method for determining Brinell hardness can be replaced using the relative size of the impression (RSI) (BREHM, 2006). BREHM (2006) mentions the possibility of indirect determination of hardness of the wood with the use of steel ball that falls from a certain height on the sample. Whereby depending on the diameter impression concludes on the hardness of the wood. Quoted literature is incomplete and unreliable, so the justification of the use of this
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
32
method is possible by comparison with the Brinell method. Although, basically these are two differed physical principles tests (Brinell hardness is the static test of the indentation by moulded body, and RSI method is a test of dynamic impact resistance (HERRMANN et al. 2006)), the assumption is that methods could be in a good correlation. Since the RSI method is easily performed and doesn’t require demanding equipment, it could serve as an alternative method for measuring the hardness of parquet in factory or in buildings.
Density of wood is the ratio of mass and volume of wood. In the wood flooring production, special attention is paid to dimensional accuracy of each element. Assuming that all the elements are the same size (including slots and pen), then their volume should be equal. If volume of element is known, density of each element can be measured only by measuring the weight on the scale. 2. AIM OF RESEARCH
The aim of research is to compare the standard methods for determining hardness and density of wood with unconventional methods in order to find simplified, faster and cheaper ways to determine aforementioned properties of wood.
The first objective was to compare standard test method of Brinell hardness (EN 1534: 2010) and RSI (Relative size impression) method, described in the scientific literature (Brehm, 2006). RSI method allows measuring hardness of individual floor elements from different types of wood in a very short period of time. It also allows you to perform measurements with satisfactory accuracy in different locations, and doesn’t require demanding and expensive measuring equipment. One of the objectives is to standardize the application of RSI method in wood flooring factories, in expertise and in testing of embedded wooden floors. It is often the case of complaints in new residents that parquet doesn’t have sufficient hardness because of impressed traces from chair leg or heels. It’s impossible to examine it without destruction of floor to seclude samples for Brinell testing in the laboratory.
Another objective is the possibility to substitute standard test method for wood density (ISO 3131: 1975) with method of measuring the mass of floor elements with known volume. This method of measurement would allow the manufacturer satisfactory accurate information on the density of the wood, without the expensive and complicated standard measurements. Installation of such measurements in the production line would allow the automatic rejection of elements that have under or over‐density in comparison to the usual range of values, which adversely affect other properties of floor coverings such as hardness, swelling and shrinkage, etc. 3. MATERIALS AND METHODS 3.1. Determination of wood hardness
Simultaneous measurement of wood hardness with Brinell method and RSI method was performed on eight different types of wood species with 10 samples of parquet dimensions 22×56×500 mm. Examined wood species were: black locust, beech, hornbeam, oak, ash, maple, alder and cherry. 50 impressions of Brinell method and 50 impressions of RSI method were made for each wood species. The water content of all samples was in range of 7‐11 %.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
33
3.1.1. Brinell hardness testing method (HRN EN 1534:2010)
Brinell hardness of wood was tested by injecting steel ball (Figure 1) (diameter 10±0.01 mm) with force that had to reach 1 kN in the period of 15±3 s, and that force was necessary to continuously maintain in period 25±5 s. After injection, two perpendicular impression diameters were measured; parallel to the grain (d1) and across the grain (d2) with an accuracy of ± 0.2 mm. Wood hardness was calculated according to the expression (1). Testing was conducted on a universal machine for testing the mechanical properties of wood (Otto Wolpert ‐ Werke GMBH model U4).
Figure 1 Sketch of tests mode of Brinell and RSI hardness
Brinell hardness was calculated according to the expression (1):
(1)
HB – Brinell hardness (kN/mm²) F – nominal force (1 kN) g – acceleration of gravity (≈10 m/s²) D – diameter of the ball (10 mm) d – diameter of the residual indentation (mm) π – „pi“ factor, (≈ 3,14)
The wood hardness RSI method was performed as follows: steel ball was released to free fall through the tube and made an impression. After that, two perpendicular impression diameters were measured; parallel to the grain (d1) and across the grain (d2) with an accuracy of ± 0.2 mm. (Figure 1).
Only steel ball and PVC pipe was used for the test. Given that most of the floor layers use the CM device to measure water content of the screed before installing wooden flooring, the largest steel ball (30 mm in diameter and weighing 110 g) from set was used. PVC pipe used in the assay was 35 mm in diameter and length of 1.5 m. Diameter difference from steel ball and tube of 5 mm was considered sufficient to override the friction of ball in the tube. Tube length of 1.5 m is taken as the height of free fall.
Care was taken that the two impressions (Brinell and RSI) were tested close to each other, in pairs, due to differences in density along the individual strips (Figure 2).
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
34
Figure 2 The sphere from CM device and impression according to RSI (left) and Brinell (right)
3.2. Wood density measurement
Measuring of wood density was carried out on eight different types of wood species with 10 parquet samples (dimensions 22×56×400 mm and 21×70×300 mm). Examined wood species were: black locust, beech, hornbeam, oak, ash, maple, alder and cherry. After sampling parquet according to the standard (ISO 3131: 1975), the mass of samples was measured. Because of irregularity of parquet samples shape, volume couldn’t be measured with calliper. To determine the exact volume of weighted parquet samples 3D models in SolidWorks program were made. On the basis of constructed model coefficient of volume was determined, act. the difference between the actual volume of samples and the basic volume was determined. Coefficient volume was used to calculate density of parquet samples. In addition to these two dimensions of solid parquet, 3D models for total of 15 different sizes of wooden flooring elements were designed. 4. RESULTS AND DISCUSSION 4.1. Determination of wood hardness
In table 1 statistical analysis was used to determine discrepancies of impression diameters for certain types of wood from the mean value for the conversion of RSI methods and Brinell method. The intention is that conversion coefficient can be used to calculate the hardness of wood based on the diameter of impressions using RSI method, without complicated laboratory measurement. Table 1 shows that discrepancies of impression diameters for certain types of wood from the mean value for the conversion are generally higher than 9 %, and that relations that are less than 4,5 % do not have statistically significant deviations. This means that based on the above we can determine the coefficient for calculation of values for the calculation of the Brinell hardness for each type of wood. It is considered that the deviation coefficients of 5 %, even if it is statistically significant, is not technologically significant, ie. it is sufficient for the factory and building conditions. According to calculations from 8 types of wood species, conversion factor is 0.667, i.e. diameter impression obtained by the RSI method should be multiplied according to the equation (2) to obtain the diameter according to Brinell.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
35
Table 1 Statistical discrepancies of impression diameters for certain types of wood from the mean value for the conversion of RSI methods and Brinell method.
Impression diameter (Db) HB (n = 50)
Impression diameter (Dr) RSI (n = 50)
Ratio between impression diameters Db/Dr
Discrepancies of impression diameters for certain types of wood from the mean value (%)
Significant discrepancies of
impression diameters for certain types of wood from the mean value
m.v. st. dev. c.v. m.v. st.
dev. c.v.
AL 7,79 0,397 5,10 11,09 0,675 6,09 0,702 5,32 significant
AS 5,44 0,627 11,51 8,09 0,805 9,95 0,673 0,91 not significant
mean value 0,667
standard deviation 0,029
coefficient of variation 4,398
Legend: Db – impression diameters according to Brinell, Dr – impression diameters according to RSI, m.v. – mean value, st.dev. – standard deviation, c.v. – coefficient of variation, AL – alder, CH – cherry, MA – maple, HO – hornbeam, OK – oak, BE – beech, BL – black locust, AS – ash.
Brinell hardness according to RSI method was calculated by equation (2):
(2)
HB – Brinell hardness (kN/mm²) F – nominal force (1 kN) g – acceleration of gravity (≈10 m/s²) D – diameter of the ball (10 mm) dHB – mean value of impression diameter according to Brinell (mm) dRSI – mean value of impression diameter according to RSI (mm) k – conversion factor ‐ 0,667
Table 2 presents multiple analysis of variance sets. Each of them includes 50 impressions for each type of wood and the method of injection. On the basis of p value should be noted that the sets of impressions (for any type of wood, and for any of the two methods) differ significantly. If a majority of mutual combination would not be significantly different, then it could be determined that the conversion factor of diameter impression according to RSI to Brinell is 0.667 and it can be applied to all types of wood.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
36
Table 2 Multiple comparisson of impression diameter according to RSI and Brinell.
Legend: AL – alder, CH – cherry, MA – maple, HO – hornbeam, OK – oak, BE – beech, BL – black locust, AS – ash., red marked are p values that indicate combinations with statistical difference
From table 2 it is visible that the black locust hardness is significantly different from all types of wood (because it had nearly 9 % lower conversion coefficient from the average), and that alder hardness statistically differ only in comparison to the beech. It can be determined that the conversion factor is valid for most of the surveyed types of wood except for black locust. If we exclude black locust from calculation, then the mean value of 0.667 rises to 0.675. In that case alder would not be significantly different from beech wood.
Deviations from 5 % for alder wood and 8,8 % for black locust wood are statistically significant, but aren’t technologically significant, because the deviation in diameter impression is considerably less than the range of standard density of certain types of wood. Possibility of serious misjudging of wood hardness, caused by a defect in the conversion factor less than 10 %, can be considered as a small influence.
Figure 3. Comparison of impression diameters between Brinell and RSI hardness
From comparison of impression diameters between Brinell and RSI hardness (Figure 3) it is visible that the degree of correlation for eight types of wood species is very high. The relationship between the average values measured using RSI and the average value of Brinell
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
37
impression it was found that the conversion factor varies from 0.6 to 0.7 depending on the type of wood species. 4.1. Determination of wood density
In table 3 and 4 are 3D models for total of 15 different sizes of wooden flooring elements. Ideal volume, actual volume and their deviation was calculated on the elements. In table 4 it’s visible that deviations of element sizes from ideal volume are less than 5 %, and that deviation is proportionally less in bigger than in smaller elements. It is also obvious that the shape of boards affects the deviation. In sample 6 deviation is negligible 0.37 % while in the complex shape sample 4, deviation is 4.55 %. Sample 9 clearly shows the thesis that smaller samples have larger deviations from the ideal volume. Table 3 shows different profiles of parquet boards of the same size. It is evident that variations are similar, apart from a very simple and complex profiles where the deviation in the range of 1.13 % to 5.39 %. That range is equivalent to weight of 24.3 g.
Table 3 Relationship between ideal and actual volume of certain forms of solid parquet boards of the same dimensions
Nr. Parquet Dimensions (mm) Volume (cm³) Deviationthickness width height ideal actual %
1
22 65 300 429,00 414,39 3,41
2
22 65 300 429,00 412,27 3,90
3
22 65 300 429,00 416,09 3,01
4
22 65 300 429,00 405,86 5,39
5
22 65 300 429,00 416,13 3,00
6
22 65 300 429,00 424,15 1,13
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
38
Table 4 Relationship between ideal and actual volume of certain forms of solid parquet boards
Nr. Parquet Dimensions (mm) Volume (cm³) Deviationthickness width height ideal actual %
In tables 5 and 6 the minimum and maximum permissible mass of small boards with deviation in volume for eight species of wood are presented. Deviation refers to the difference between ideal and the actual volume of elements of 15 % water content. Minimum and maximum weight of parquet elements was calculated with equation (4). The density of elements within an area from 7 to 17 % of water content was calculated according to equation (3).
Table 5 Mass of elements structural type 1 from table 3 for 8 types of wood
Legend: min.DE ‐ minimum permissible mass of sample with a deviation of 3,1 %, max.DE ‐ the maximum permissible mass of sample with a deviation of 3,1 %. Density at 15% of water content (SELL, 1997).
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
39
Table 5 Mass of elements structural type 8 from table 3 for 8 types of wood
Legend: min.DE ‐ minimum permissible mass of sample with a deviation of 1,38 %, max.DE ‐ the maximum permissible mass of sample with a deviation of 1,38 %. Density at 15 % of water content (SELL, 1997). Equation for calculating density of elements within an area from 7 to 17% of water content (3):
(3)
ρw – density at certain water content (g/cm3) ρ0 – density in absolutely dry condition (g/cm3) W – water content Equations for calculating minimum and maximum mass of elements (4):
(4)
Vactual – actual volume (cm3) Videal – ideal volume (cm3) k – correction factor( deviation) 4. CONCLUSIONS
Comparison of standardized measurement of Brinell hardness method and estimation with the relative size of the impression method (RSI) showed very satisfactory results. From the results it can be assumed that the RSI method could replace Brinell method in operating or site conditions where small variations of the coefficient for conversion values are not technologically significant.
The method of wood density estimation by measuring the mass of parquet boards, proved to be very simple and useful in production. For a high quality result is required only to calculate the actual volume of parquet elements that can be easily determine with the 3D program of choice. So it is possible to determine the range of parquet boards mass in production.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
40
4. REFERENCES BREHM, T. (ED.), (2006): Fachbuch für Parkettleger. SV Fachverlag, Hamburg. HERRMANN, K.; PATKOVSZKY, I.; BEHRENS, B.A.; KAMMLER, M., (2006): Anwendung dynamischer Kräfte
in der Werkstoffprüfung. Technisches Messen 73: 646‐654. NIEMZ, P.; STÜBI, T., (2000): Investigations of hardness measurements on wood based materials using a
new universal measurement system. In: Proc. Symp. on “Wood machining, properties of wood and wood composites related to wood machining”. Vienna, Austria, September, 2000. 51‐61.
BREHM, T. (ED.), (2006): Fachbuch für Parkettleger. SV Fachverlag, Hamburg. SELL, J. (1997): Eigenschaften und Kenngrössen von Holzarten. LIGNUM: Zürich HRN EN STANDARD 1534 (1999): Wood and parquet flooring ‐ Determination of resistance to indentation (Brinell). HRN ISO STANDARD 3131 (1999): Wood – Determination of density for physical and mechanical tests. HRN ISO STANDARD 3350 (1999): Wood – Determination of static hardness.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
41
Kontrola točnosti rada elektrootpornog vlagomjera
KLARIĆ Miljenko a – PERVAN Stjepan a* – TURKULIN Hrvoje a – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav a – STRAŽE Aleš b –
GORIŠEK Željko b a Sveučilište u Zagrebu, Šumarski fakultet, Drvnotehnološki odsjek, Zagreb, Hrvatska
b Sveučilište u Ljubljani, Biotehnički fakultet, Drvnotehnološki odsjek, Ljubljana, Slovenija *Dopisni autor: [email protected]
Sažetak – Određivanje i procjenjivanje sadržaja vode u drvu je od iznimne važnosti za ispravno i kvalitetno provođenje drvnoindustrijskih proizvodnih procesa, a time i za proizvodnju proizvoda željene kvalitete. Kako se tijekom provođenja proizvodnih procesa najčešće upotrebljava elektootporni vlagomjer kojim se procjenjuje sadržaj vode u drvu, tako se nametnula ideja da se osmisli jednostavana način kotrole njegove točnosti i pouzdanosti. Točnost rada elektrootpornog vlagomjera je kontrolirana pomoću gravimetrijske metode za određivanje sadržaja vode. Takva jednostavna metoda je osmišljena, razvijena i testirana na Šumarskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu u okviru europskog IPA projekta Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu. U ovome radu je prikazana razvijena metoda kontrole točnosti rada elektrootpornog vlagomjera, te rezultati provedene međulaboratorijske kontrole točnosti rada elektrootpornog vlagomjera prema razvijenoj metodi.
drvo / sadržaj vode / elektrootporni vlagomjer / gravimetrijska metoda / kontrola točnosti 1. UVOD
Drvo je prirodni kompozitni materijal široke primjene, no također je u velikoj mjeri i
anizotropan materijal s velikom varijabilnosti svojstava. U drvu postoje velike razlike u kemijskom sastavu, sadržaju ekstraktiva, te fizičkim i mehaničkim svojstvima i to ne samo između različitih vrsta ili unutar jedne vrste, već i unutar istog stabla. Fizička svojstva drva, poroznost i higroskopnost su činitelji koji omogućuju da drvo sadržava određenu količinu vode u slobodnom i vezanom obliku. Slobodna voda se nalazi uglavnom u prozenhimatskom staničju drva i kao nosioc hranjivih tvari je važna za stablo s fiziološkog gledišta, dok se vezana voda nalazi u staničnim stjenkama i s tehnološkog gledišta je važnija od slobodne vode. Kako bismo proizveli neki finalni proizvod od drva, drvo je potrebno osušiti. Današnji moderni tehnološki procesi sušenja se vode prema sadržaju vode u drvu, pri čemi se za praćenja sadržaja vode u primarnoj proizvodnji koriste elektrootporni vlagomjeri. Stoga je iznimno važno da da imamo pouzdan elektrootporni vlagomjer te jednostavan način kontrole točnosti rada istog.
1.1. Makromolekularni sastav drva
Kako se voda u drvu veže na staničnoj razini važno je poznavati osnovni makromolekularni sastav drva i princip vezanja vode za strukturne segmente drva. Drvo je organski bio kompozitni materijal prirodnog podrijetla čija se matrica sastoji od dvije osnovne gradbene skupine makromolekularnih supstanci, ugljikohidrata, odnosno holoceluloze (celuloza i hemiceluloza), te fenola (lignin). Sve te gradbene molekule drva imaju na sebi prisutne hidroksilne (OH) funkcionalne skupine, koje drvo čine vrlo higroskopnim materijalom jer se na ta mjesta u amorfnim područjima drvne matrice vodikovim vezama vežu molekule vode, te dolazi do bubrenja ili u obratnom slučaju do utezanja.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
42
Slika 1. Osnovna morfologija celuloze i adsorpcija vode (RESSEL, 2007)
Što se tiče higroskopnosti strukturnih komponenti drva, hemiceluloza je higroskopnija od celuloze, a celuloza je opet higroskopnija od lignina. Uz osnovne gradbene skupine u drvu se još u manjim količinama nalaze ekstraktivne tvari i anorganski minerali. Navedene makromolekule i niskomolekularni spojevi su izgrađeni od kemijskih elemenata kao što su: ugljik, vodik, kisik, dušik, dok su od anorganskih elemenata prisutni natrij, kalij, kalcij, magnezij i silicij (RESSEL, 2007).
Tablica 1. Elementarni sastav drva (RESSEL, 2007)
Kemijski element Sadržaj [%] Ugljik C 49 Kisik O2 44 Vodik H2 6 Dušik N2 < 1 Anorganski elementi Na, K, Ca, Mg, Si << 1 Drvna stanica sastoji se od nekoliko različitih slojeva s različitim sadržajem pojedinih
makromolekularnih strukturnih komponenti pa su tako i različito higroskopni različiti dijelovi stanice. Prosječni sadržaj makromolekularnih komponenti je prikazan u tablici 2.
Tablica 2. Makromolekularne komponente u staničnoj strukturi, prosječno (RESSEL, 2007)
Slika 2. Kemijska formula glukoze i celuloznog lanca (FENGEL ‐ WEGENER, 1989)
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
43
HC
O
O
H3CO
1
2
3
4
5 6
7
13
14
15
16
8
9
10
1112
HCOH
CH
H2COH
O
HC
HC
CH2OH
C
CH
H2COH
OH
OCH3
HC
HC
HOCH2
O
H3CO
HCOH
CH
H2COH
OH
H3CO
C
HOCH2
OH
OCH3
O
O C
HC
HCOH
O
H3CO
HC
HOCH2
HC
H2COH
O
H3CO OCH3
HCOH
H2COH
O
OCH3
HCOH
CH
HC
O
H3CO
CH
O
H2COH
HC
O
H3CO
O
H2COH
HCOH
HCOH
O
H3CO
CH
H2COH
HO
OCH3
O
OCH3
HC
HC
H2C
O
CH2
CH
CH
O
OH
OCH3
HC
O
H3CO
O
H2COH
HCOH
CHOH2C HCH
O
Slika 3. Strukturni model lignina smreke (ADLER, 1977)
Slika 4. Slojevi stanice drva (http://classes.mst.edu/)
1.2. Normirane metode procjenjivanja i određivanja sadržaja vode u drvu
Postoji mnogo metoda za procjenjivanje i određivanje sadržaja vode u materijalima koje se mogu primijeniti i na drvo. Međutim, normirnim sustavom u Europskoj uniji, a time i u Republici Hrvatskoj su obuhvaćene i definirane tri metode za određivanje i procjenjivanje sadržaja vode u drvu, koje su kako slijedi:
1. Gravimetrijska metoda – koju definira hrvatska norma HRN EN 13183‐1:2008: Sadržaj vode u drvu – 1. dio: Određivanje gravimetrijskom metodom
2. Elektrootporna metoda – koju definira hrvatska norma HRN EN 13183‐2:2008 Sadržaj vode u drvu – 2. dio: Procjenjivanje elektrootpornom metodom
3. Kapacitativna metoda – koju definira hrvatska norma HRN EN 13183‐2:2008 Sadržaj vode u drvu – 3. dio: Procjenjivanje kapacitativnom metodom
Sam izbor riječi u nazivima normi naznačuje da je gravimetrijska metoda referentna metoda. Za gravimetrijsku metodu upotrijebljena je engleska riječ determination, što znači određivanje, dok je za druge dvije metode upotrijebljena engleska riječ estimation, što znači procjenjivanje. Uporabom određenih riječi u nazivu norme gravimetrijska je metoda označena kao metoda kojom se određuje sadržaj vode u drvu, dok se uz pomoć ostalih dviju metoda samo procjenjuje sadržaj vode u drvu. Važno je napomenuti da u Republici Hrvatskoj postoji još
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
44
jedna važeća norma (HRN ISO 3130:1999 Wood – Determination of moisture content for physical and mechanical tests), koja propisuje postupak određivanja sadržaja vode gravimetrijskom metodom u uzorcima drva na kojima će se provoditi ispitivanja fizikalnih i mehaničkih svojstava. Sam postupak provođenja gravimetrijske metode prema toj normi ne razlikuje se bitno od norme HRN EN 13183‐1:2008, već se detaljnije daju upute o pripremi i izradi uzoraka, te o postupanju s uzorcima drva na kojima će se utvrđivat fizikalna i mehanička svojstva drva. Predmet ovoga članka su gravimetrijska i elektrootporna metoda, tako da kapacitativna metoda i metoda prema normi HRN ISO 3130:1999 ne će biti obrađene.
1.2.1. Gravimetrijska metoda
Gravimetrijska metoda kao najpreciznija od normiranih metoda služi za određivanje sadržaja vode u drvu. Provodi se pomoću sušionika s prisilnom unutrašnjom cirkulacijom zraka koji može održavati stabilnu temperaturu od 103 ± 2 °C i vage točnosti d = 0,1 g, a ako je masa kontrolnog uzorka u apsolutno suhom stanju manja od 100 g, vaga treba biti točnosti d = 0,01 g. Pogodnost ove metode je što je najtočnija od normiranih metoda i što je pogodna za određivanje sadržaja vode u cijelom rasponu sadržaja vode. S druge strane njezina negativnost je što vremenski traje.
Slika 5. Pozicija kontrolnog uzorka prema HRN EN 13183‐1 (PERVAN ‐ STRAŽE, 2006) Izračunavanje sadržaja vode (u) u kontrolnom uzorku kao postotka s obzirom na masu
uzorka u apsolutno suhom stanju provodi se jednostavnom formulom 1.
(1)
u – sadržaj vode u drvu, % ms – masa kontrolnog uzorka u sirovom stanju (prije sušenja), g m0 – masa kontrolnog uzorka u apsolutno suhom stanju, g 1.2.2. Elektrootporna metoda
Elektrootporna metoda je nešto manje precizna nego gravimetrijska metoda, ali je s druge strane puno praktičnija za industrijsku proizvodnju. Provodi se elektrootpornim vlagomjerom te je naj pogodnija za procjenjivanje sadržaja vode u rasponu od 7 % do 30 % sadržaja vode u odnosu na apsolutno suho drvo.
Slika 6. Mjesto mjerenja prema HRN EN 13183‐2 (PERVAN ‐ STRAŽE, 2006)
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
45
2. METODA KONTROLE RADA TOČNOSTI ELEKTROOTPORNOG VLAGOMJERA
Razvijena metoda predstavlja usporedno mjerenje sadržaja vode drva na istom dijelu uzorka elektrootpornim vlagomjerom prema normi HRN EN 13183‐ 2 i gravimetrijskom metodom prema normi HRN EN 13183‐1 s ciljem utvrđivanja točnosti rada vlagomjera. Preporuka je da bi se trebala provoditi dva puta godišnje (svakih šest mjeseci) na hrastovoj srževini, ili svaki puta kod primjene nove vrste drva. Apsolutna vrijednost odstupanja vlagomjera određena ovom metodom služi kao vrijednost mjerne nesigurnosti. Kod uzimanja uzoraka za provedbu metode preporuka je da se koristi 32 uzoraka parketnih daščica masivnog, lam ili lamel parketa dužine do 500 mm ili 16 dasaka podnih elemenata dužine od 600 mm.
Slika 7. Mjesto mjerenja prema razvijenoj metodi (LDG, 2014)
Nakon odabira uzorka, na svakom uzorku se provodi mjerenje sadržaja vode
elektrootpornim vlagomjerom koji je opremljen teflonom izoliranim elektrodama na sredini dužine i širine uzorka. Sljedeći korak je da se ispili segment uzorka gdje je mjeren sadržaj vode u dužini 5 centimetara. Nakon toga se sjekirom odvoje vanjski dijelovi ispiljenog segmenta i na preostalom dijelu se odredi sadržaj vode gravimetrijskom metodom. 3. MEĐULABOATORIJSKO ISPITIVANJE TOČNOSTI RADA ELEKTROOTPORNOG VLAGOMJERA Provedeno je međulaboratorijsko ispitivanje kontrole rada elektrootpornog vlagomjera prema razvijenoj metodi, na Šumarskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu i Biotehničkom fakultetu Sveučilišta u Ljubljani. Cilj ispitivanja je bio utvrđivanje točnosti rada vlagomjera, te određivanja raspona točnosti mjerenja u odnosu na stvarni sadržaj vode drva. Pretpostavka je da se elektrootporni vlagomjeri mogu pouzdano rabiti ako im je točnost srednje izmjerene vrijednosti u rasponu približno ± 0,5 % stvarnog sadržaja vode drva, te da im je kolebanje očitanja manje od ± 1 % stvarnog sadržaja vode drva. Ispitivala se točnost rada četiri elektrootporna vlagomjera (GANN 4050 / CRO, GANN 4050 / SI, GANN HT 95 / SI, GANN RTU 600 HT / CRO) i jednog kapacitativnog vlagomjera (KETT HM 530 / SI), pri čemu oznaka SI znači Slovenija, a oznaka CRO znači Hrvatska. Ispitivanja su provođena na uzorcima klasičnog hrastovog parketa dimenzija 400 x 50 x 21 mm. Klimatski uvjeti u laboratoriju za vrijeme provođenja ispitivanja su bili φ = 50 ±5 %, t = 23 ±2 °C.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
Napomena: Δ – r izm grav etri i ktr nog mj N – erenja; azlika eđu im jskog ele ootpor erenja; broj mj – aritmetička sredina; σ – s andardna devijacija; R – raspo varijacije; V – koeficijent vari acij t n j e
. DISKUSIJA I ZAKLJUČCI
Potvrđena je hipoteza za laboratorijski vlagomjer za hrastovinu da se njegova mjerna nesi
azličite razrede točnosti, GANN RTU 600 skoro da zado
o osjetljiv na gustoću. Kod učešća bjeljike ili kod elemenata koji imaju osje
i vlagomjera se pokazala kao korisna, pouzdana i jednostavna za p
a elektrootpornog vlagomjera iznimno je važno da su odgovorne osobe koje
z
4
gurnost može iskazati kao ± 0,5 % sadržaja vode drva. Oba vlagomjera GANN 4050 udovoljavaju postavkama da se srednja vrijednost sadržaja vode određena vlagomjerom (HRN/SIS EN 13183‐1) i gravimetrijski (HRN/SIS EN 13183‐2) razlikuju manje od 0,5 % sadržaja vode, i da pri tome nema više od 20 % individualnih parova očitanja s većom razlikom vrijednosti od 1 % sadržaja vode drva.
Pogonski vlagomjeri pokazuju rvoljava točnost za laboratorijsku uporabu, ali GANN HT 95 i kapacitativni vlagomjer
pokazuju prevelika praktična odstupanja za mjerenja u proizvodnji parketa u uskom rasponu dozvoljenog sadržaja vode od 9 ± 2 %. Svejedno, metoda omogućuje precizno definiranje odstupanja vlagomjera, GANN RTU 600 je precizan i pouzdan (bliska srednja vrijednost i malo rasipanje; V < 10 %). GANN HT 95 pokazuje jednako malo rasipanje podataka, ali pomak srednje vrijednosti od 1,78 % sadržaja vode. Metoda, dakle, omogućuje da se precizno definira STALNO ODSTUPANJE nekog vlagomjera u odnosu na stvarni sadržaj vode, za pojedinu vrstu drva i fizikalna svojstva uzorka.
KETT vlagomjer je jaktno različitu masu od prosječne, potrebno je kod svakoga mjerenja prilagoditi gustoću prije
očitanja vrijednosti sadržaja vode Metoda kontrole rada točnostrimjenu u industrijskoj proizvodnji. Provedbom ove metode u praksi može se lako i
pouzdano odrediti točnost rada elektrootpornog vlagomjera koji je naj praktičniji i koji se naj češće koristi u praksi.
Kod kontrole rad provode kontrolu sadržaja vode ili kontrolu rada elektrootpornog vlagomjera u
poduzećima upućene u sadržaje nadležnih normi te da imaju jasno definirane procedure a
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
47
određivanje sadržaja vode u drvu. To se može postići implementacijom radnih procedura u ISO 9001 sustav ako ga poduzeće posjeduje ili u priručnik proizvodne kontrole kvalitete.
I na kraju ali ništa manje važno preporuka je da se isplati investirati u adekvatnu mjernu opremu kao što su kvalitetan sušionik, vaga i vlagomjer kako bi se izbjegle reklamacije, te financijski gubitak a time i gubitak ugleda na tržištu.
5. LITERATURA ADLER, E., 1977: Lignin chemistry – past, present and future. Wood Science and Technology 11
Germany. Reprint 2003 (Edition of 1989). ISBN 3935638‐39‐6. HRN EN 13183‐1 (2008): Sadržaj vode u drvu – 1. dio: Određivanje gravimetrijskom metodom. HRN EN 13183‐2 (2008): Sadržaj vode u drvu – 2. dio: Procjenjivanje elektrootpornom metodom. HRN EN 13183‐3 (2008): Sadržaj vode u drvu – 2. dio: Procjenjivanje kapacitativnom metodom LDG, 2014: Radna uputa za kontrolu točnosti rada elektrootpornog vlagomjera
prema EN13183‐1 i EN13183‐ 2:2002. MISSOURI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TEHNOLOGY (2015):
URL: http://classes.mst.edu/ PERVAN, S.; STRAŽE, A., 2006: Usklađenost hrvatskih normi iz područja sušenja drva sa europskim
normama. 17. Međunarodno znanstveno savjetovanje Ambienta: „Europska unija – izazovi i perspektive za industriju prerade drva“. Zagreb.
RESSEL, J.B., 2007: Wood anatomy – an introduction. Objavljeno poglavlje u knjizi: Fundamentals of wood drying. Urednik: Perré Patrick. A.R.BO.LOR. ISBN: 9 782907 086127.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
48
The Control of Electrical Resistance Type Wood Moisture Meter Accuracy
KLARIĆ Miljenko a – PERVAN Stjepan a* – TURKULIN Hrvoje a – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav a – STRAŽE Aleš b – GORIŠEK Željko b, PhD
a University in Zagreb, Faculty of Forestry, Wood Technology Department, Zagreb, Croatia b University in Ljubljana, Biotechnical Faculty, Wood Science and Technology Department, Ljubljana, Slovenia
Abstract – Determination and estimation of the moisture content in the wood is of the great importance for the proper and efficient conducting of wood production processes, and thus the achievement of desired quality of final products. Electric resistance type wood moisture meter is the most commonly used in production process for estimation of moisture content in wood, so it derived an idea to find a simple way for control of its accuracy and reliability. The precision of electrical resistance type wood moisture meter is measured by gravimetric method for the determination of moisture content. This simple method is designed, developed and tested at the Faculty of Forestry, University of Zagreb within the European IPA project Enhancing EU competitiveness of Croatian wood flooring industry. The paper presents the method developed for control of accuracy of wood moisture meter, and the results of interlaboratory control of accuracy of electrical resistance wood moisture meters according to developed method. wood / moisture content / electrical resistance type wood moisture meter / oven‐dry method / accuracy control 1. INTRODUCTION
Wood is a natural composite material of wide use, but also to a large extent it is an
anisotropic material with a high variability of properties. In the wood, there are big differences in chemical composition, extractive content, and physical and mechanical properties, not only between different species or within one species, but also within the same tree. Physical properties of wood, porosity and hygroscopicity are factors that enable the tree to contain a certain amount of water in free and bound form. Free water is located mainly in prozenhimatic wood tissue and as a carrier of nutrients is important for the tree from a physiological point of view, while the water which is bound in the cell walls is more important than free water from technological point of view. In order to produce a final product made from wood, wood has to be dried. Today's modern technological processes of drying of wood are moisture content guided, and electrical resistance type wood moisture meters are used for moisture content monitoring. Therefore, it is extremely important that we have a reliable wood moisture meter and an easy way to control its precision.
1.1. Macromolecular composition of wood
As the water in the wood binds at the cellular level, it is important to know the basic macromolecular composition of wood and water binding principle for structural segments of wood. Wood is organic bio composite material of natural origin whose matrix consists of two basic building groups of macromolecular substances, carbohydrates, or holocellulose (cellulose and hemicellulose) and phenolic compounds (lignin). All of these chemical constituents have hydroxyl (OH) functional groups on them which make up the wood very hygroscopic material, because on those places in the amorphous regions of the matrix water molecules are bonded by hydrogen bonding network, which finally causes swelling or in the reverse case to shrinkage of wood.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
49
Figure 1 Basic morphology of cellulose and water adsorption (RESSEL, 2007)
As for the hygroscopic structural components of wood, hemicellulose is more hygroscopic than cellulose, and cellulose is again more hygroscopic than lignin. With the basic building groups in wood there are still small quantities of extractive substances and inorganic minerals. Those macromolecules and low‐molecular compounds are made from chemical elements such as carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, and the inorganic elements present are sodium, potassium, calcium, magnesium, and silicon (RESS, 2007).
Chemical element Content [%] Carbon C 49 Oxygen O2 44 Hydrogen H2 6 Nitrogen N2 < 1 Inorganic elements Na, K, Ca, Mg, Si << 1 Wood cell consists of several different layers with different content of individual
macromolecular structural components so different parts of the cell are of different hygroscopicity. The average content of macromolecular components is shown in Table 2.
Table 2 Macromolecular components in the cell structure, the average (RESS, 2007)
1.2. Standardized methods for estimation and determination of wood moisture content in
There are many methods for estimation and determination of moisture content in the materials, which also can be applied for wood. However, standardization system in the European Union, and therefore in the Republic of Croatia are covered and defined by three methods for determination and assessment of water content in the wood, which are as follows:
1. Oven‐dry method – that defines the Croatian standard HRN EN 13183‐1: 2008: Moisture content in wood ‐ Part 1: Determination by oven‐dry method
2. Electrical resistance method – which defines the Croatian standard HRN EN 13183‐2: 2008: Moisture content in wood ‐ Part 2: Estimation by electrical resistance method
3. Capacitance method – which defines the Croatian standard HRN EN 13183‐2: 2008: Moisture content in wood ‐ Part 3: Estimation by capacitance method
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
51
The very choice of words in the names of norms indicates that the oven‐dry method is reference method. For the oven‐dry method English word determination was used, while the other two methods used English word estimation. The use of certain words in the title of the standard, oven‐dry method is marked as method to be used to determine the moisture content in the wood, and the other two methods should only be used to estimate moisture content of the wood. It is important to mention that in Croatia there is another valid standard (ISO 3130: 1999 Wood ‐ Determination of moisture content for physical and mechanical tests), which regulates the procedure for the determination of moisture content by oven‐dry method in samples of wood to be used in the testing of physical and mechanical properties. The procedure of performing the oven‐dry method according to this standard does not differ significantly from the standard HRN EN 13183‐1: 2008, but there are much more detailed guidance on the preparation and sampling, and the handling of samples of wood to be used to determine the physical and mechanical properties of wood. The subjects of this article are oven‐dry and electrical resistance methods, so that the capacitance method and the method according to HRN ISO 3130: 1999 will not be described. 1.2.1. Oven‐dry method
Oven‐dry method as the most accurate of the standardized methods is used for moisture content determination in wood. It is carried out by using the drying oven with internal forced air circulation, which can maintain a stable temperature of 103 ± 2 °C and balance of 0.1 g accuracy. If the weight of the control sample in the dry condition is less than 100 g, the balance should be 0.01 g accuracy. The benefit of this method is that it is the most accurate of all standard methods and it is suitable for the determination of water content whole range of mositure content. On the other hand major minus is time consumption.
Figure 5 Position of control sample according to HRN EN 13183‐1 (PERVAN ‐ STRAŽE, 2006) Calculating of moisture content (u) in the control sample as a percentage of the absolutely
dry sample weight, is carried out by simple formula 1.
(1)
u – moisture content in wood, % ms – weight of the control sample in a raw state (before drying), g m0 – weight of the control sample in dry condition, g 1.2.2. Electrical resistance method
Resistance method is slightly less accurate than the oven‐dry method, but it is much more convenient for industrial production. It is carried out by electrical resistance type wood moisture meter and it is most suitable for the estimation of the moisture content in the range from 7 % to 30 % of moisture content in relation to absolutely dried wood.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
52
Figure 6 Measurement position according to HRN EN 13183‐2 (PERVAN ‐ STRAŽE, 2006)
2. METHOD OF ELECTRICAL RESISTANCE TYPE WOOD MOISTURE METER CONTROL
The developed method is a parallel method for measurement of moisture content in wood at the same part of the sample by electrical resistance wood moisture meter in accordance to HRN EN 13183‐ 2 and oven‐dry method according to HRN EN 13183‐1, to determine the accuracy of moisture meter. It is recommended that it be carried out twice a year (every six months) on oak heartwood, or each time when the new type of wood is used. The absolute value of deviation of moisture meter is used as the value of measurement uncertainty. It is recommended to use 32 samples of solid parquet, lam parquets or mosaic parquets up to 500 mm in length or 16 boards floor elements of length of 600 mm, in this method.
Figure 7 Measurement position according to newly developed method (LDG, 2014)
After sampling, on each sample the measurement of moisture water content is performed
by electrical resistance type wood moisture meter which is equipped with a teflon insulated electrodes, at the middle of length and width of the sample. Following that, the segment of sample is sawed at the length of 5 cm at the place where the measurement was done. The next step is to cut off outer segments of sample with cutter and on the left part moisture content is measured by oven‐dry method. 3. INTERLABORATORY TESTING OF ELECTRICAL RESISTANCE MOISTURE METER ACCURACY
The interlaboratory testing of accuracy of moisture meters was performed by developed method, at the Faculty of Forestry, University of Zagreb and the Biotechnical Faculty, University of Ljubljana. The aim of the study was to determine the accuracy of the moisture meter, and to define the range of measurement accuracy compared to the actual moisture content of the wood. The assumption is that the electrical resistance wood moisture meters can be used reliably if their average of measured values is in the range of ± 0.5% of actual moisture content of wood, and they have inaccuracy of less than ± 1% of the actual moisture content of wood. The accuracy of 4 moisture meters was tested: (GANN 4050 / CRO, GANN 4050 / SI, GANN HT 95 / SI, GANN RTU 600 HT / CRO) and one capacitance moisture meter (KETT HM 530 / SI), SI
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
53
stands for Slovenia and CRO stands for Croatia. Tests were conducted on samples of classic oak parquet with dimensions 400 x 50 x 21 mm. Climatic conditions in the laboratory during testing were φ = 50 ± 5 %, t = 23 ± 2 °C. Table 3 Descriptive statistics of measurement data
Remark: Δ – difference between oven‐dry and electrical resistance measurement; N – number of measurement; – aritmetic mean; σ – standard deviation; R – variation range; V – coefficient of variation
4. DISCUSSION AND CONCLUSIONS
The hypothesis for laboratory moisture meter for oak is confirmed that its measurement uncertainty can be expressed as ± 0.5 % of moisture content of wood. Both GANN 4050 moisture meters comply with the assumption that the mean value of moisture content determined by a moisture meter (HRN / SIS EN 13183‐1 SIS) and oven‐dry (HRN / SIS EN 13183‐2) differ less than 0.5 % of moisture content, and that there are less than 20 % of individual pairs of readings with a greater difference value of 1 % water content of wood.
Industry moisture meters showed different accuracy classes, GANN RTU 600 almost meets the accuracy for laboratory use, but GANN HT 95 and capacitance moisture meter showed biggest practical deviations for measurements in the production of parquet in a narrow range of permitted moisture content of 9 ± 2 %. Nevertheless, the method allows precise definition of deviation of moisture meters, GANN RTU 600 is accurate and reliable (close mean value and little dissipation; V < 10 %). GANN HT 95 shows equally low data scattering, but the shift of the mean value of 1.78 % water content is shown. The method, therefore, makes it possible to precisely define PERMANENT EXCEPTION of moisture meter in relation to the real moisture content, for individual type of wood and physical properties of the sample.
KETT moisture meter is very sensitive to the density. With the participation of sapwood, or in elements having significantly different average mass, it is necessary to adjust the density measurement before moisture content measurement.
A method for controlling of accuracy in operation of moisture meter is shown as a useful, reliable and easy to use in industrial production. The implementation of this method in practice can be used for easy and reliable determination of accuracy of the work of resistance type
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
54
wood moisture meter, which is the most convenient and which are most frequently used in practice.
During moisture meter control it is extremely important that the person responsible for moisture content control or control of work of moisture meter in companies, are familiar with relevant standards and have clear definition of procedures for the determination of water content in the wood. This can be achieved by implementing operating procedures in ISO 9001 system if the corporation has one or in manual for production quality control.
And last but not least, recommendation is to invest in adequate measurement equipment such as a quality dry oven, balance and moisture meters to avoid reclamations, and financial losses and thus loss of reputation in the market. 5. REFERENCES ADLER, E., 1977: Lignin chemistry – past, present and future. Wood Science and Technology 11
Germany. Reprint 2003 (Edition of 1989). ISBN 3935638‐39‐6. HRN EN 13183‐1 (2008): Sadržaj vode u drvu – 1. dio: Određivanje gravimetrijskom metodom. HRN EN 13183‐2 (2008): Sadržaj vode u drvu – 2. dio: Procjenjivanje elektrootpornom metodom. HRN EN 13183‐3 (2008): Sadržaj vode u drvu – 2. dio: Procjenjivanje kapacitativnom metodom LDG, 2014: Radna uputa za kontrolu točnosti rada elektrootpornog vlagomjera
prema EN13183‐1 i EN13183‐ 2:2002. MISSOURI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TEHNOLOGY (2015):
URL: http://classes.mst.edu/ PERVAN, S.; STRAŽE, A., 2006: Usklađenost hrvatskih normi iz područja sušenja drva sa europskim
normama. 17. Međunarodno znanstveno savjetovanje Ambienta: „Europska unija – izazovi i perspektive za industriju prerade drva“. Zagreb.
RESSEL, J.B., 2007: Wood anatomy – an introduction. Objavljeno poglavlje u knjizi: Fundamentals of wood drying. Urednik: Perré Patrick. A.R.BO.LOR. ISBN: 9 782907 086127.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
55
Vizualna ocjena estetskih obilježja drva za podove
MIHULJA GORAN a* – TURKULIN Hrvoje a – ŽGELA Robert a a Sveučilište u Zagreu, Šumarski fakultet, Drvotehnološki odsjek, Zagreb, Hrvatska
Trenutno važeće europske norme razreduju sve vrste drva u tri razreda kvalitete: ○, ∆, □.
Nevezano za njih predložena je i tzv. „slobodna klasa“, tj. slobodni razred kvalitete. Slobodni razred obuhvaća pojavna obilježja koje proizvođač može ponuditi ili koje kupac zahtijeva, a razlikuju se od triju osnovnih razreda po tome što ili ne spadaju u jednoga od njih, ili pobliže određuju podrazred unutar nekoga od njih.
Nova europska norma praktično ne ograničava uporabu onih vrsta drva koje se tradicionalno koriste za parket, što nije bio slučaj u HRN, gdje se ne navode vrste drva kao npr. trešnja, orah ili javor, koje se stalno pojavljuju na tržištu masivnih podnih obloga. Stoga nova HRN EN predstavlja proširenje primjene i stimulira uporabu manje zastupljenih vrsta drva za parket.
Termin hrvatske norme u daljnjem tekstu odnosi se na sada već nevažeće norme preuzete od nekadašnjeg JUS‐a, a termin europske norme se odnosi na danas važeće HRN EN norme. 2. USPOREDBA STARIH HRN I NOVIH HRN EN NORMI
Razredba parketnih daščica vrši se prema izgledu gornje strane daščice (lica) kako kod europskih, tako i kod hrvatskih normi. Na donjoj strani daščice (naličju) dozvoljene su sve greške bez ograničenja na njihovu veličinu ili količinu, ako ne narušavaju čvrstoću i trajnost drva kod europskih i hrvatskih normi. Postoje, međutim i suštinske razlike između načina vrednovanja pojedinog pojavnog obilježja. U ranijim hrvatskim normama mjerila se širina površinskih pukotina, dok se kod europskih normi mjeri njihova dužina. Smatramo, međutim, da je širina pukotine bila bolji parametar kvalitete, jer je vidljivo uočljivija nego dužina pukotine, i puno više smeta za ostvarenje cjelovitog filma laka. Kod hrvatskih normi površinske pukotine bile su dozvoljene u svim klasama, dok su kod nekih europskih normi dozvoljene samo u ∆ i □ klasi. Kod hrvatskih normi mušičavost je dozvoljena u rustik klasi do 5 uboda, dok je kod europskih normi dozvoljena neograničeno u □ klasi.
Postoje mjestimično velike razlike u razredbi istoga parketa prema bivšim hrvatskim i novim HRN EN normama. Kod starih hrvatskih normi za hrast je zdrava bjeljika dozvoljena samo u tragovima u standard razredu kvalitete, dok praksa u trgovini „STANDARD“ parketa u stvari uopće nije prihvaćala bjeljiku posljednjih petnaestak godina, pa ni u tragovima. Europske norme su tu mnogo tolerantnije, jer u razredu kvalitete trokutić, u koju bi normalno spadao razred STANDARD, bjeljika je neograničeno dozvoljena, isto kao i u rustik razredu kvalitete.
Ovo može biti i primjer obrnute prakse, gdje iskazivanje „slobodnog razreda“ po europskim normama može pomoći proizvođačima da za neki proizvod dobe bolji cjenovni razred. Primjerice, u ○ razredu kvalitete hrasta nema dozvoljene bjeljike. Vrhunska kvaliteta parketa (blistava, bez ikakvih „grešaka“, prave i fine teksture), ako ima samo tragove bjeljike, spada klasu Δ, ali u tu klasu spadaju i elementi koji imaju kvrge do 10 mm, pukotine, grubu teksturu i otklon žice. Ovakvi elementi očito bi imali nepravilniji estetski dojam i, shodno tome, nižu
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
56
cijenu. Moguće je, dakle, formulirati slobodni razred „exquisit“, koji je u stvari razred kvalitete ○, ali se u popisu obilježja slobodnog razreda definira da elementi mogu imati tragove bjeljikem npr. do 15 % učešća u širini lica. Drugi primjer: u razredu kvalitete ∆ hrasta dozvoljene su zdrave kvrge do 10 mm i nezdrave do 5 mm. Parket koji bi ne bi uopće imao nezdravu kvrgu, ali bi zdrave kvrge mjestimično bile veće od 10 mm, spadao bi u razred □, iako bi tu bio izjednačen s proizvodima koji imaju skoro sva druga nepovoljna pojavna obilježja. Moguće je dakle, složiti slobodni razred kvalitete „natur II“, koji bi samo po veličini kvrga morao spadati u □, ali će generalno biti deklariran kao razred ∆ s dozvoljenim svijetlim kvrgama većim od 10 mm.
Ranije Hrvatske norme razreduju hrast u tri razreda kvalitete: ekstra, standard i rustik, dok se ostale vrste drva razreduju samo u standard i rustik razred kvalitete. Novi HRN EN sustavi razvrstavaju sve podne obloge, od svih vrsta drva, u ranije spomenuta tri razreda kvalitete: ○, ∆, □. Kako naši proizvođači uglavnom u izvozu primjenjuju veći broj razreda kvalitete u ovisnosti o zahtjevima tržišta na koje šalju proizvode, smatramo da razvrstavanje svih vrsta drva u tri razreda kvalitete, a ne samo hrastovine, neće predstavljati problem za proizvodnju. (MLIKAN i TURKULIN, 2006) 2.1. Tekstura drva
Europske norme ne određuju teksturu drva kao kriterij razvrstavanja po razredima kvalitete. Kod nas je uvriježeno da radijalna tekstura (tzv. „friz”) poglavito formira najbolji razred kvalitete („ekstru”), a tangentna tekstura (tzv. „flader”), zbog grublje strukture, formira niži razred kvalitete. Europske norme pak ne deklariraju teksturu u razredima kvalitete. To može pojednostaviti postupak razredbe, jer sve dok daščice ne iskazuju eksplicitno navedene greške za pojedini razred kvalitete, mogu se razvrstavati u bolju klasu bez obzira na grubost ili živost teksture. Ovo ne moramo smatrati nedostatkom europskih normi, iako se u najvećem broju slučajeva najbolji estetski razred kvalitete asocira sa „čistim“ drvom, dakle tkivom bez posebnih obilježja i uglavnom ujednačene, poluradijalne i radijalne teksture. Dapače, kad bi se strogo vodilo računa o razvrstavanju teksture, od velikih podnih dasaka, koje se zbog načinom piljenja uglavnom sastoje od tangentne teksture, nijedan proizvod ne bi spadao u ○ razred kvalitete. Preostaje, dakle, proizvođačima i tržištu da one proizvode koje žele deklarirati najekskluzivnijom kvalitetom, dodatno označe kategorijom teksture, bilo u napomeni iskaza o kvaliteti ili u formulaciji slobodnog razreda kvalitete. Sve ostalo mogu čiste savjesti svrstavati u najbolji razred kvalitete bez napomene o strukturi ili teksturi elemenata.
Nedostatak ograničenja grubosti strukture drva može, međutim, predstavljati nedostatak sustava razredbe. Iz navedenoga proizlazi i moguća nepovoljnost za proizvođače u tržišnom smislu. Ispada da u najboljem razredu (○) mogu biti deklarirane, pa čak i pomiješane, daščice vrlo fine, čiste radijalne teksture i daščice grube tangentne teksture, i svima bi bila pridružena ista cijena. Ovakvo miješanje tekstura u najboljem razredu kvalitete ima ne samo estetski, nego i tehnički aspekt, jer bočnice bitno drugačije utežu i deformiraju nego blistače. Stoga deklariranju generalnog razreda kvalitete mogu biti pridružene posebne odrednice koje dodatno pojašnjavaju karakteristike kvalitete proizvoda. Npr razred (○) „extra fine“ može biti cjenovno atraktivniji od razreda (○) „natur“.
Primjer: daske ekskluzivnoga parketa velikih dimenzija mogle bi, prema odrednicama razreda kvalitete ○ u HRN EN 13629, imati uklopljene elemente vrlo grube teksture i otklona žice, čak i s malim razlikama u boji. Ovo po HRN EN 13629 može biti razvrstano u najbolji razred ○, ali tržište ne prihvaća takav proizvod, nego ga razredbuje „slabije“ (npr. u razred natur , rustic ili country).
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
57
Kakogod, vjerojatno će trebati ostaviti vremenu da pokaže koliko će se praktično zahtijevati da „kružić” razred kvalitete sadrži elemente radijalnog reza, a ostali razredi kvalitete veći udio poluradijalnih i tangentnih daščica.
U HRN EN hrvatskim normama ne određuje se tekstura drva za svaku klasu, nego samo razlike u boji. Kod starih hrvatskih normi (HRN), međutim, deklarirala se i „grubost teksture“, pa iako je to bila samo opisna (i poprilično neodređena) ocjena, ipak je upućivala na to da o grubosti teksture treba voditi računa kod razvrstavanja daščica.
Izostanak ocjene grubosti teksture je nedostatak za proizvođača, jer ne može ostvariti najvišu cijenu za proizvod u razredu ○ ako ga dodatno ne deklarira posebnim odrednicama kvalitete (dakle „čistom“ ili pravilnom teksturom, ujednačenom bojom). Ovo je istovremeno nedostatak i za kupca, jer pod proizvodom u razredu ○, definirane visoke cijene i kvalitete, može dobiti isporučen i parket koji ne udovoljava skladu i jednoličnosti projektiranoga poda, jer poneke daske vidno jako odstupaju od cjeline svojom grubom teksturom. Dakle, samo zbog obilježja grubosti teksture i otklona žice naši proizvođači moraju praktično za svaki svoj proizvod definirati slobodni razred, osim što ga prema normi generalno svrstavaju u jedan razred (○, ∆, □).
2.2. Broj obilježja po daščici
U HRN EN se ne ograničava broj grešaka po daščici, što je bilo vrlo jasno navedeno u ranijim HRN. Tamo je, primjerice, za hrastove parkete bilo navedeno 5‐6 mogućih „grešaka“, ali se na pojedinoj daščici „ekstra“ klase moglo naći najviše tri, u standard razredu četiri takva obilježja. U starom HRN standardu, primjerice, ubodi mušice u trećoj klasi su bili dozvoljeni, ali tako da ih nema više od 5 po daščici, i to ne pojavnih u grupi. U trećem razredu kvalitete kod europskih normi nema ograničenja niti na broj niti na veličinu grešaka, „sve dok se čvrstoća i cjelovitost daščice ne mijenja”. To bi značilo da treći razred kvalitete, „kvadratić”, može imati velik broj svih mogućih „grešaka“ i vrlo izražen rustikalni estetski dojam. Mišljenja smo da na način izostanka ograničenja broja obilježja po daščici nastaje preveliki raspon obilježja kvalitete između trećeg i drugog razreda kvalitete, u svakom slučaju više diskriminatoran za drugi nego za treći razred kvalitete. Tako postoji mogućnost da sav parket koji ima samo malo veće greške nego one navedene u „trokutiću” bude automatski svrstan u treći razred kvalitete, i pri tome padne u isti cjenovni razred s daščicama koje imaju „neograničen” broj značajnih grešaka, koje bi se po našoj praksi vjerojatno svrstale u „van klase” razred. Vjerojatno će praksa pokazati hoće li se slobodni razreda kvalitete u HRN EN rabiti za točno definiranje više podrazreda kvalitete koji se mogu javiti između „trokutića” i „kvadratića”. 2.3. Nagib žice
Kod europskih normi, nagib žice je neograničeno dozvoljen u svim razredima kvalitete, što u HRN nije bio slučaj, i uvijek se vodilo računa kod klasiranja da najviši razred kvalitete ima pravu žicu. Doduše, u HRN je usukanost žice po razredima kvalitete samo opisno deklarirana kao „mala”, „srednja” i „velika”, pa je to podložno različitim interpretacijama. Ukoliko se prema HRN EN ne bude zahtijevalo poštivanje razvrstavanja otklona žice, to će zahtijevati preciznije određivanje teksture i pravnosti žice u napomenama pri deklariranju slobodnog razreda kvalitete proizvoda.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
58
2.4. Sadržaj vode
Sadržaj vode drva spada u fizikalna svojstva proizvoda i definiran je svakom proizvodnom normom. Ovo svojstvo naoko nema veze s razvrstavanjem po pojavnim obilježjima. Kakogod, i ovome se treba posvetiti malo pozornosti, jer pri vidnom razvrstavanju prema teksturi treba uzeti u obzir dvostruko veće higroskopski uvjetovane dimenzijske promjene tangentne u odnosu na radijalnu teksturu.
U europskim se normama za masivne podne elemente zahtijeva sadržaj vode u drvu 9 ± 2 %, dok se u hrvatskim normama tražilo da pri isporuci proizvoda sadržaj vode bude 10 ± 3%. Suženje raspona u HRN EN je prilagođeno poboljšanim standardima stanogradnje u europskim zemljama, čestom ugrađivanju parketa u suhe i centralno grijane prostore, često i u prostorima s podnim grijanjem, pri čemu se prihvatljivijim pokazuju niski sadržaji vode u rasponu 6 ‐ 8 %, nego oni u gornjem dosadašnjem rangu, 12 – 13 %.
Kod polaganja vrlo suhog parketa, naime, može doći do malog sabijanja daščica pri sezonskom bubrenju, ali dobra građevinska podloga i čvrsta, mahom dvokomponentna ljepila, omogućuju sprečavanje odizanja gazne plohe od podloge. Kod polaganja parketa u gornjim dozvoljenom dijelu raspona po HRN (12 – 13 %) u prostore s centralnim grijanjem, skoro sigurno će doći do pojave reški u prvim mjesecima u uporabi, što se nastoji spriječiti sužavanjem i spuštanjem dozvoljenog raspona sadržaja vode u HRN EN.
Uži sadržaj vode ima i dodatnu prednost „prisiljavanja” proizvođača da pozornije i točnije suši i kondicionira parket, što u konačnici dovodi do bolje kontrole i manje mogućnosti pojave grešaka.
Ono što ostaje nejasno kod primjene odredbe o ovako niskim propisanim sadržajima vode jest pitanje optimalnog sadržaja vode parketa koji se ugrađuje u sportske objekte i veće prostore s djelomičnom ili potpunom javnom namjenom. U takvim se objektima često održavaju niže temperature i više vlažnosti zraka nego u stanovima, pa bi bilo bolje predvidjeti viši ravnotežni sadržaj vode drva kod ugradnje nego što je onaj za centralno grijane stanove. Vjerojatno je da će se u ovakve prostore sve češće ugrađivati površinski obrađeni i uslojeni parket, a od korisnika prostora će se zahtijevati da odmah po ugradbi održava optimalne klimatske uvjete interijera, da bi se spriječilo bubrenje i izdizanje gazne plohe drvenoga poda. 2.4. Točnost dimenzija i oblika
Među pojavna obilježja ne spadaju niti odrednice točnosti dimenzija i oblika, koje su u svakoj proizvodnoj normi navedene kao bitno funkcijsko odnosno tehničko svojstvo proizvoda. Kakogod, viši zahtjevi točnosti obrade, koji se pojavljuju u novim normama, povezani su sa cijelokupno povećanom razinom kvalitete podnih elemenata, pa ćemo i to spomenuti u ovom ogledu. Nove HRN EN za masivne elemente zahtijevaju znatno točniju strojnu obradu parketa, i to u svim segmentima, nego ranije HRN: dimenzije se točnije definiraju, odstupanja su jednaka ili manja, kontrola je stroža. Osnovne razlike su u dozvoljenom odstupanju od projektiranih mjera daščica:
• u HRN EN odstupanje od pravog kuta smije biti najviše 0,2% od širine, dok se u HRN dozvoljava 0,4% širine.
• u HRN EN poprečno savijanje ne smije prelaziti 0,7% širine daščice, dok u HRN ono uopće nije definirano, osim iskaza da „plohe moraju biti ravne”.
• u HRN EN dužinsko savijanje šire strane ne smije prelaziti 0,5% dužine daščice, u HRN nije definirano.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
59
• u HRN EN dužinsko savijanje uže strane za dužine do 1 metra ne smije prelaziti 0,5‰ dužine daščice, a za dužine preko 1 metra ne smije prelaziti 1 ‰ dužine daščice; u HRN ovo svojstvo nije bilo definirano.
Ovako točno i usko definirane tolerancije mjera predstavljat će problem za neke naše proizvođače koji zbog zastarjele tehnologije ili zbog navike na toleriranje netočnosti sušenja mogu očekivati probleme u dosizanju novog standarda obrade. Novi oblik masivnog parketa zahtijeva i da doljnja strana ima izvedene utore za ljepilo, što neki naši proizvođači ne primjenjuju, ali se ovaj zahtjev može lako ispuniti uvođenjem dodatnog alata kod profiliranja daščica.
Poseban problem u smislu mehaničke obrade može predstavljati zahtjev u HRN EN da se pero i utor proizvode s međusobno relativnim, a ne apsolutnim tolerancijama. Na taj se način želi osigurati da dosjed pera i utora uvijek bude tijesan, bez obzira na na apsolutne vrijednosti njihovih dimenzija i na dužinu parketa. Kod primjene ranijih HRN često se, naime, događalo da pero i utor budu proizvedeni prema zahtijevanim apsolutnim mjerama, ali da kod duljih daščica, koje se često deformiraju nakon prolaska kroz profiler, dosjedanje pera u utor bude pretijesno.
S druge pak strane mnogi naši proizvođači namjerno izrađuju spoj utora i pera labavim ili čak preslobodnim, da bi se izašlo u susret podopolagačima. Kod polaganja parketa lijepljenjem, mogu se ostvariti znatno veći učinci i manja je pojava grešaka od udaraca alatom ako se parket lagano slaže labavim dosjedanjem pera u utore. Ovu praksu morat će napustiti svi koji moraju proizvoditi parket po europskim normama, pogotovo nakon ulaska Hrvatske u Europsku uniju. 4. ZAKLJUČAK
Utvrđeno je da je uvođenjem novih europskih normi nastala nesukladnost između ranijih hrvatskih normi i novousvojenih HRN EN europskih normi. U ovim se radu pokazuju poveznice između dva sustava normi i ocjenjuje se u kojem je smislu i za koji kriterij pojedini sustav normi bolji. Na taj se način omogućuje upotpunjavanje postojećeg sustava europskih normi ranijim iskustvima iz naše drvnoindustrijske prakse, te bolje i točnije formiranje slobodnih razreda kakvoće.
Još uvijek postoje nedoumice oko načina iskazivanja značaja i intenziteta pojedinih pojavnih obilježja kakvoće podnih obloga. Prikaz točnog načina mjerenja i ocjenjivanja pojedinih vidnih obilježja omogućuje preciznije definiranje jačine i učestalosti njihove pojave u pojedinoj kategoriji slobodnoga razreda kakvoće. Zbirka vidnih uzoraka (fotografskih etalona) prikazanih u priručniku za vidnu razredbu kakvoće omogućuje ocjenu značaja pojedinih pojavnih obilježja za neki razred kakvoće te omogućuje usporedno vrednovanje kakvoće proizvoda sa vidnim uzorkom – etalonom. U tu bi se svrhu priručnik kasnije mogao i nadopunjavati vrijednim sugestijama iz prakse, a to bi poslužilo studentima za učenje i profesionalcima za stvaranje standardiziranog tehničkoga sustava ocjene kakvoće drvnih podnih obloga. 5. LITERATURA
1. HRN EN 13226 (2002): Wood flooring ‐ Solid parquet elements with grooves and/or tongues, Drvene podne obloge ‐ Masivne parketne daščice s utorima i/ili perima
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
60
3. HRN EN 13228 (2002): Wood flooring ‐ Solid wood overlay flooring elements including blocks with an interlocking system, Drvene podne obloge ‐‐ Podni pokrovni elementi od masivnog drva s blokovima sa sustavom učvršćenja
4. HRN EN 13489 (2002): Wood flooring ‐ Multi‐layer parquet elements, Drvene podne obloge ‐ višeslojni parketni elementi
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
61
Visual assessment of aesthetic properties of wood flooring elements MIHULJA GORAN a* – TURKULIN Hrvoje a – ŽGELA Robert a
a University in Zagreb, Faculty of Forestry, Wood Technology Department, Zagreb, Croatia * Corresponding author: [email protected]
1. INTRODUCTION
Current European standards for flooring products define three quality grades based on
appearance rules for the face of the parquet element: ○, Δ, □. Additionaly, the so called "Free class" also may be offered. This class may be composed in several cases: a) by the manufacturer who offers a product of classified by his own specification or b) customer requires the product having certain features, or c) products that are already on the market appear differently than the three basic grades foresee so it does not belong to one of them, or d) there is a need to specify a subclass within one of the standard classes. The new European standards do not restrict the use of those wood species traditionally used for flooring, which were not specifically included in the „old“ Croatian standards (HRN). Wood species like cherry, walnut or maple, which constantly appear on the market of solid flooring, could not be classified according to that standard. Therefore, the new EN is an extension of the application and stimulates the use of less frequently used wood species for flooring.
The term Croatian standards in this text refers to the already outdated standards which were taken over from the former JUS (Yugoslav standard), whereas the term European standards relates to the currently valid European standards which are also valid in Croatia. 2. COMPARISON OF PREVIOUS HRN AND CURRENT HRN EN STANDARDS
Classification of parquet elements is carried out based on the appearance of the upper side of the element (face) both in European and in Croatian standards. The non visible parts of the element (back and edges) may include all kinds of features, without restrictions related to their size or quantity, provided that they do not impair the mechanical properties and durability of wood. There are, however, substantial differences between the methods of evaluation of the specific features. The former Croatian standard foresaw to measure the width of the surface crack; whereas the European standards require measuring its length. We believe, however, that width of the crack was better quality parameter, because it is more visible compared to its length, and has greater influence in achieving the uniform paint film. For Croatian standards of surface cracks were allowed in all classes, while in some European standards permitted only in “Δ” and “□” class. In Croatian standards up to 5 small black holes are permitted in class “rustic”, while the European standards define no limit in class “□”.
There are sometimes large differences in classification of the same parquet according to former Croatian and the current European standards. The old Croatian standards permitted sound sapwood only in traces in case of quality class „standard“ for oak wood, whereas such feature could not be found products classified as "standard" during the past fifteen years. European standards are even less restrictive, because the quality class “Δ”, which is comparable to the former „standard“ permits sapwood without any restriction. Normally products with sapwood would be previously graded as „rustic“.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
62
There are also examples where "free class" mentioned in European standards allows the manufacturer to obtain better price of the product. For example, class „○“ in case of oak wood tolerates no sapwood. Top quality parquet flooring (quarter sawn elements, without any "features", having straight and uniform texture), with traces of sapwood are classified as „Δ“, but in this class includes also elements with knots up to 10 mm, cracks, „rough“ texture and sloped grain. Such elements would obviously have irregular aesthetic appeal and, consequently, a lower price. It is possible, therefore, to formulate a free class usually named "exquisite", which is in fact „○“ including only traces of sapwood (up to 15% the width of the face).
The former Croatian standards used to define three appearance classes: „extra“, „standard“ and „rustic“ in case of oak wood, and only „standard“ and „rustic“ in case of other wood species. Current standards define three appearance classes „○“, „∆“, „□“ for any wood species. Since our manufacturers already offer more than three appearance classes of their products, the adaptation to the new classification rules shall not be an issue (MLIKAN and TURKULIN, 2006). 2.1. Wood texture
European standards do not define the texture of wood as a criterion for classification. It is however widely accepted that elements having fine radial texture (quarter sawn) mainly form the most exclusive class ("Extra"), whereas the boards with a tangential texture (flat sawn), due to the coarser structure, form a lower grade quality. European standards however do not address the texture as a criterion of the quality. This can simplify the classification process, because as long as the elements do not explicitly defined features for a specific appearance class, they can be classified in a better class regardless of the rough or vivid texture. This is not necessarily a lack of European standards, although in most cases the best aesthetic class quality is associated with "clean" wood, without specific features and mostly uniform, radial texture. Indeed, if it were strictly taken into account the classification of textures, from large floorboards, which are due to the way of sawing mainly consist of tangential texture, no product would not be classified as „○“ quality.
The lack of restrictions regarding the roughness of the wood structure may, however, be a lack of classification and result with the lower price of the product. It turns out that the best class „○“ can contain even mixed boards of very fine, uniform, pure radial texture and rough boards of tangential texture are associated with the same price. Mixing of textures in the best quality class has not only aesthetic, but also the technical aspect, because flat sawn boards shrink and deform substantially different compared to quarter sawn boards (radial texture). To avoid such cases, class „○“ may be further divided into two sub classes, i.e. „○ – extra fine" may achieve higher price compared to „○ – natural". This subdivision may be especially attractive in the case of floor boards of greater width (solid and preassembled boards acc to EN 13629).
2.2. Number of acceptable features per element
EN standards set no limit regarding the number of features per one single element, which was very clearly defined in the former HRN. The former HRN standards used to set 5‐6 possible acceptable features, but in only 3 of them would be permitted in class "extra", and 4 of them in class „standard“. The old HRN standard, for example, tolerated up to 5 black holes per element in class „rustic“, provided they are not in group. The least demanding class in EN standard „□“ sets no limits regarding size or quantity as long as these do not impair the strength or wearing quality of the wood flooring. This would mean that the third quality class „□“ may contain a
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
63
large number of all possible features and very emphasized rustic apparel. This is not well defined because of a possibility that all the elements which have only slightly larger features than those listed in class „∆“ are automatically classified in the third class „□“, where almost no restrictions are set. 2.3. Slope of grain
European standards set no limit regarding slope of grain, which was not the case in the case of former HRN. The former HRN precisely defined that only the products with straight grain may fall into class „extra“. This feature was formerly defined only in a descriptive way as "small", "medium" and "large", therefore subjected to different interpretations. 2.4. Moisture content
The moisture content of the wood is one of the physical properties of the product and its limits are defined by each products standard. At first sight this property has nothing to do with the appearance classes. However, it deserves some attention because the appearance classes which contain flat sawn elements exhibit double dimensional changes compared to quarter sawn elements. The European standards for solid wood flooring elements define that the moisture content of wood may be 9 ± 2%, while the Croatian standards required 10 ± 3%. Narrower the range of the EN is the consequence of improved standards of housing construction in European countries, where the parquet is regularly installed in the dry and centrally heated rooms, often in areas with floor heating, where the flooring products attain only 6‐8% moisture content.
By installing very dry parquet, namely, could be occurred a slight compression of panels in seasonal swelling, but good and solid construction substrate, mostly two‐component adhesive, enable the prevention of raising a treated surface from the construction substrate. For the installation of parquet in the upper range allowed by HRN (12‐13 %) in areas with central heating, almost certainly will occur cracks in the first months in use, which is intended to prevent narrowing and lowering the acceptable range of water content in HRN EN.
Narrow water content has an additional advantage of “forcing” manufactures to carefully and accurately drie and condition of parquet, which ultimately leads to better control and less possibility of failures occurrence. What remains unclear in the application of the provision of this low prescribed water content is the issue of optimal parquet water content which is installed into sport facilities and larger areas with potential or total public purpose. In such objects lower temperature and higher humidity is often held than in the apartments, so it would be better to anticipate higher equilibrium wood moisture content during installation than the one for centrally heated apartments. It is likely that in these areas the installation of surface finished and layered parquet will increase, and from users of these areas will be required to maintain optimal interior climate condition immediately after parquet instalation, in order to prevent swelling and uplift of the wooden floor.
2.4. The accuracy of dimensions and forms
Among the characteristics of appearance rules does not fall neither determinants of accuracy of dimensions and forms, which are in production standard mentioned as important functional or technical product property. However, higher accuracy requirements of processing, which appear in the new standards, are associated with increased levels of quality of wood flooring elements, so we will mention it in this paper. New HRN EN for massive elements require considerably more accurate parquet machining process, and in all segments compared
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
64
to earlier HRN: dimensions are more precisely defined, deviations are equal or lower, control is more stringent. The main differences are ib the allowed variations of the projected measures of panels. Such precisely and narrowly defined measure of tolerance will be a problem for same of our producers who, due to outdated technology or because of habit to tolerance of inaccuracies in drying can expected problems in meeting the new processing standard.
A particular problem in terms of mechanical process may represent a request in HRN EN that the tongue and groove are produced with each other relative, not absolute tolerances. In this way it is ensure that the fit of tongue and groove is always tight, regardless of the absolute values of their dimensions and the length of the parquet. In the application of earlier HRN often happened that tongue and grove are produced according to the required absolute measures, but for longer panels, which are often deformed after passing through the profiler, seating of tongue in the groove can be too tight.
On the other hand, many of our manufacturers intentionally produced the compound of groove and tongue loosely or even too freely, in order to meet the interest of flooring installer. For the parquet installation, significantly better results and lower occurrence of failures from knocks can be achieved if the parquet are lightly laying with loosely seating of tongue into the groove. Thise practice will have to leave all which must produce parquet according to European standards, especially after the Croatian accession to the European Union. 4. CONCLUSION
It was found that the introduction of new European standards resulting in incompatibility between the earlier Croatian standards and the newly adopted HRN EN European standards. This paper shows the links between the two systems of standards and it evaluates in what context and for which system of standards is better for which criteria. Thus it complements the existing system of Europena standards with earlier experiences from our practice of wood industry, and allows better and more precisely formation of free quality class.
There are still doubts about the ways of expressing the importance and intensity of individual visual aesthetic properties of flooring quality. Dysplays the current method of measuring and evaluating individual visual aesthetic properties allows more precise definition of severity and frequency of their occurence in a particular category of free quality class. A collection of visual patterns (photographic standards) shown in the manual for visual quality assessment allows evaluation of the significance of individual visual characteristics for a quality range and allows parallel evaluation of the product quality with visible pattern – standard. For this purpose, the manual could be later complement with valuable suggestions from practice, and it would serve students for learning and professionals to create standardised technical system of assessment of wood flooring quality. 5. REFERENCES
1. HRN EN 13226 (2002): Wood flooring ‐ Solid parquet elements with grooves and/or tongues, Drvene podne obloge ‐ Masivne parketne daščice s utorima i/ili perima
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
65
3. HRN EN 13228 (2002): Wood flooring ‐ Solid wood overlay flooring elements including blocks with an interlocking system, Drvene podne obloge ‐‐ Podni pokrovni elementi od masivnog drva s blokovima sa sustavom učvršćenja
4. HRN EN 13489 (2002): Wood flooring ‐ Multi‐layer parquet elements, Drvene podne obloge ‐ višeslojni parketni elementi
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
66
Svrha i sustav tvorničke kontrole kvalitete
MIKLEČIĆ Josip a – TURKULIN Hrvoje a* – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav a a Sveučilište u Zagrebu, Šumarski fakultet, Drvotehnološki odsjek, Zagreb, Hrvatska
*Dopisni autor: [email protected] Sažetak –Formulacija, uvođenje i poboljšanje tvorničke kontrole kvalitete (FPC) izravno poboljšava tehnički i tržišnu moć hrvatske industrije drvenih podova. Vanjska institucija koja je upoznata s važećim zakonskim propisima može ponuditi potrebnu pomoć putem obrazovanja, tehničkog savjetovanja i uspostavljanjem boljih industrijskih postupaka ispitivanja/kontrole. Očekuje se da će šira profesionalna zajednica usvojiti upute za FPC i primijeniti sustav kontrole u svojim tvornicama.
tvronička kontrola kvalitete / drveni podovi / CE označavanje 1. UVOD
Pritisak globalizacije je prisilio industriju drvenih podova da obraća veću pažnju prema
kvaliteti kao globalnom problemu. U cilju da opstane i bude u mogućnosti pružiti klijentima dobar proizvod, industriji drvenih podova potrebno je osigurati da se njihova proizvodnja kontinuirano prati, te da se poveća kvaliteta proizvoda. Kvaliteta se može definirati kao ispunjenje specifikacija ili zahtjeva kupaca, bez ikakvih odstupanja. Kontrola kvalitete se odnosi na aktivnosti ispunjavanja najveće moguće kvalitete proizvoda (JUDI i sur., 2011). 2. SVRHA TVORNIČKE KONTROLE KVALITETE
Uredba o građevinskim proizvodima (305/2011) i usklađena norma HRN EN 14342:2008 (Drvene podne obloge – Značajke, ocjena sukladnosti i označavanje) određuje da svaki građevinski proizvod mora biti označen CE znakom. CE znak potvrđuje ekološko prihvaćanje i sigurnost u korištenju drvenih podova, ali norma HRN EN 1432 predviđa da svaki drveni pod treba zadovoljiti kriterije navedene u normi (tj. masivni drveni pod s utorom i perom treba zadovoljiti zahtjeve norme HRN EN 13226:2011). Problem je u tome što Hrvatska industrija drvenih podova, iako potencijalno proizvodi kvalitetne proizvode, nema preduvjete za održavanje konkurentnosti na europskom tržištu.
Proces CE označavanja drvenih podnih elemenata u većini slučajeva sastoji se od dvije komponente – ispitivanje proizvoda u ovlaštenim akreditiranim laboratorijima i sustavu osiguranja kvalitete (tvornička kontrola proizvodnje, FPC) koji provodi proizvođač. FPC je ključan čimbenik CE označavanja i time ima najveći utjecaj na cilj ovog projekta – Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu.
Formulacija, uvođenje i poboljšanje tvorničke kontrole kvalitete (FPC) izravno poboljšava tehnički i tržišnu moć hrvatske industrije drvenih podova. Čak i danas većina proizvođača drvenih podova nemaju odgovarajuću tvorničku kontrolu kvalitete ili je neodgovarajuća. To je posljedica očitog nedostatka tehničke stručnosti u hrvatskoj industriji drvenih podova za obavljanje osnovne rutine u tvorničkoj kontroli kvalitete, ali i posljedica neodgovarajućih zahtjeva standardnih metoda u svakodnevnoj industrijskoj primjeni.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
67
3. ULOGA VANJSKE INSTITUCIJE U PROVEDBI FPC SUSTAVA
Vanjska institucija koja je upoznata s važećim zakonskim propisima (direktive, propisi, norme, …) može ponuditi potrebnu pomoć putem obrazovanja, tehničkog savjetovanja i uspostavljanjem boljih industrijskih postupaka ispitivanja/kontrole. Budući da je institucionalna potpora u Hrvatskoj u pogledu informacija, seminara ili pomoći nedovoljna, Laboratorij za drvo u graditeljstvu (LDG) preuzima tu ulogu u radu s industrijskim partnerima. LDG je pomogao širenjem informacija, razvojem novih metoda za FPC i uvođenjem svih potrebnih aktivnosti za postizanje učinkovitog FPC sustava kod industrijskih partnera. Kao dio sveučilišta, LDG se proteže između ekstremnih pozicija znanstvenih sveučilišnih laboratorija s akademskim poveznicama i razmjenom programa s jedne strane, te pozicije tržišnog ispitnog laboratorija s druge strane. Svaka pozicija je dodatno pojačana povezivanjem s partnerskim institutima Srednje Europe i industrijskim partnerima u Hrvatskoj (slika 1). Ove poveznice su važne za pružanje potpune usluge i pružanje znanja partnerskih institucija cijeloj zajednici drvne branše – istraživanje i razvoj, sveučilišno obrazovanje i industrija. Drugim riječima, u većini slučajeva ne postoji institucija koja može ponuditi potpuno ispitivanje i savjetodavnu ulogu u procesu CE označavanja.
Slika 1: Organizacijska shema partnerstva znanja: LDG surađuje s brojnim industrijskim partnerima (a) u interaktivnoj razmjeni znanja I iskustava. LDG suradnja s partnerskim institucijama (Biotehnički fakultet u Ljubljani – BFLJ i Tehničko sveučilište u Grazu‐ TUG) i suradnjim s laboratorijima u Italiji, Njemačkoj provodi paralelnu provjeru alternativnih ispitnih metoda (A) koje pomažu proizvođačima podnih obloga (B) u Hrvatskoj.
4. AKTIVNOSTI ZA USPOSTAVU TVORNIČKE KONTROLE KVALITETE
Industrijski partneri imaju vrlo mali pristup rezultatima znanstvenog, istraživačkog i razvojnog rada akademske zajednice. Vanjske istraživačke institucije često zanemaruju probleme u industrijskoj praksi i imaju ograničen interes za prezentiranje i promicanje svog rada u industriji. LDG, kao sveučilišna jedinica, ima velik interes da se predstavi studentima i na taj način premosti jaz između istraživačkih instituta, inženjera i menađera u drvnoj industriji.
LDG je pripremio nacrt dokumentacije za FPC, priručnike modela kvalitete, prilagođene obrasce, inspekcijske rutine, obuku osoblja, praćenje (evidenciju), tehničku podršku proizvođačima (izbor opreme, umjeravanje/održavanje, implementacija ispitivanja/inspekcije u proizvodnom pogonu). Nadalje, predstavio je nove metode kontrole u proizvodnom procesu (edukacija osoblja industrijskih partnera, sudjelovanje na ispitivanju u tvornici, savjetovanje u izradi FPC dokumentacije), pomogao je u povezivanju s LDG partnerima u inozemstvu,
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
68
organizirao je ispitivanje i izvješćivanje, održao je seminar o izradi FPC‐a i dvije radionice s industrijskim partnerima.
5. DALJNE AKTIVNOSTI I UČINCI Razvoj novih ispitnih/inspekcijskih rutina radi tvorničke kontrole kvalitete nastavit će se
razvijati u LDG‐u. Povećana tehnička razina industrije drvenih podova omogućit će proizvođačima da proizvode kvalitetnije proizvode, smanjiti otpad u proizvodnji i poboljšati distribuciju klasa kvalitete. Na taj način industrija se razvija, pa se učinak provedene tvorničke kontrole kvalitete lako uočava u masovnoj proizvodnji preko povećanja kapaciteta i dohotka.
Očekuje se da će šira profesionalna zajednica prilagoditi upute za FPC i primijeniti sustav kontrole u svojim tvornicama. To će poboljšati ne samo kvalitetu proizvoda nego i uvelike olakšati usvajanje ISO 9000 serije standarda. Također se očekuje da bi smjernice za nove metode mogle biti prihvaćenje kao smjernice ili dodaci normama. Stručni radovi bi trebali pokrenuti niz industrijskih aplikacija predstavljenog praktičnog znanja 5. LITERATURA JUDI, H. M.; JENAL, R.; GENASAN, D., 2011: Quality control implementation in manufacturing companies:
Motivation factors and challenges, applications and experiences of quality control, O. Ivanov (Ed.), http://www.intechopen.com/books/applications‐and‐experiences‐of‐quality‐control/quality‐controlimplementation‐in‐manufacturing‐companies‐motivating‐factors‐and‐challenges (9.3.2015).
Regulation (EU) No 305/2011 of the European Parliament and of the Council of 9 March 2011 laying down harmonised conditions for the marketing of construction products and repealing Council Directive 89/106/EEC, http://eur‐lex.europa.eu/legal‐content/EN/TXT/?uri=CELEX:32011R0305 (9.3.2015).
HRN EN 13226 (2011): Drvene podne obloge — Masivne parketne daščice s utorima i/ili perima. HRN EN 14342 (2008): Drvene podne obloge – Značajke, ocjena sukladnosti I označavanje.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
69
The purpose and the system of factory quality control
MIKLEČIĆ Josip a – TURKULIN Hrvoje a* – ŽIVKOVIĆ Vjekoslav a a University in Zagreb, Faculty of Forestry, Wood Technology Department, Zagreb, Croatia
Abstract – Formulation, introduction and perfection of factory quality control (FPC) directly improves the technical and market potency of the Croatian wood flooring industry. External institution which is informed with current legislation may offer necessary help in means of education, technical consultancy and establishment of better industrial testing/control procedures. It is expected that wider professional community adopts the FPC instructions and applies control systems in their plants. factory quality control / wood flooring / CE marking 1. INTRODUCTION
The pressure from globalisation has made wood flooring industry moving towards quality
as a global issue. In order to survive and be able to provide customers with good products, wood flooring industry are required to ensure that their production are continuously monitored and product quality are improved. Quality can be defined as fulfilling specification or customer requirement, without any defect. Quality control refers to activities to ensure that products are fulfilling the highest possible quality (JUDI et al., 2011). 2. PURPOSE OF FACTORY QUALITY CONTROL
Construction products regulation (305/2011) and harmonised standard HRN EN 14342:2008 (Wood flooring – Characteristics, evaluation of conformity and marking) define that every construction product shall be CE marked. CE mark proves ecological acceptance and safety in use of wood flooring products, but the HRN EN 14342 also foresees that every wood flooring product should meet criteria set in its product standard (i.e. solid wood parquets with grooves and tounges should meet requirements of HRN EN 13226:2011). The problem is that Croatian wood flooring industry, although producing potentially good quality products, lacks preconditions to maintain competitive share on European market.
The process of CE marking of wood flooring elements is based on two components in most cases – on testing of the products in notified accredited laboratories and on the quality assurance system (factory production control, FPC) performed by the manufacturer. FPC is a vital factor of CE marking process, therefore most influential to the overall objective of this project ‐ enhancement of competitiveness of Croatian wood flooring manufacturers on EU market.
Formulation, introduction and perfection of FPC directly improves the technical and market potency of the Croatian wood flooring industry. Even today most of producers of wood flooring products have none or not adequate FPC system. This is a consequence of evident insufficiency of technical expertise in Croatian wood flooring industry to conduct the elementary routines for factory production control, but also a consequence of inappropriate demands of standard methods in direct industrial everyday application.
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
70
3. THE ROLE OF EXTERNAL INSTITUTION IN IMPLEMENTATION OF FPC SYSTEM
External institution which is informed with current legislation (directives, regulations, standards …) may offer necessary help in means of education, technical consultancy and establishment of better industrial testing/control procedures. Since institutional support in Croatia in terms of information, seminars or assistance offices is insufficient, Laboratory for wood in construction (LDG) took up a bridging role to help its industrial associates adopt and perfect the process. LDG was assisted in the process in terms of dissemination of information, development of novel methods for FPC and introduction of all necessary activities into the effective FPC system of industrial associates. Being an University unit, LDG stretches between extreme positions of a scientific, university laboratory with academic links and interchange scheme on one side, and a commercial technical and testing lab on the other side. Each position is consolidated with vivid links with related parties – partner institutes in region of Central Europe, and associated industrial partners in Croatian domain (Figure 1). These links are important for offering a full service and bringing knowledge partnership to the whole forum of wood branch – research and development, university education and industry. In other words, in most cases there is no institution which can offer a full testing and advisory service in the process of CE marking.
Figure 1: Organisational scheme of the knowledge partnership: LDG cooperates with a number of industrial associates (A) in interactive exchange of knowledge and experience. LDG liaisons with partner institutes (Biotechnical Faculty Ljubljana – BFLJ and Technical University Graz – TUG) and affiliated labs in Italy and Germany, conducts parallel check of alternative testing methods in partner testing institutes and conducts the created knowledge to associates (A) and other flooring manufacturers (B) in Croatia.
4. ACTIVITIES FOR IMPLEMENTATION OF FPC
Industrial partners have very little access to results of scientific, research and development work of the academic community because of the limited acceptance of published work. External research institutions often neglect the problems in industrial practice and have limited interest in presenting and promoting their work to the industry. LDG, being an university unit, has a strong interest to introduce both aspects to the students and thus create a bridging position between the research institutes, professionals in wood technology and managers in wood industry.
LDG offered a draft of FPC documentation, prepared a Quality model manuals, prepared and adapted forms, inspection routines, staff training, monitoring (records), technical support to producers (choice of equipment, calibration/maintenance procedures, installation of
Povećanje konkurentnosti hrvatske industrije drvenih podova na EU tržištu
71
testing/inspection site in production plant), introduced a novel methods into the control processes (instructing the staff of industrial partners, participation in industrial execution of tests, advising in completion of FPC documentation), assisted in networking with LDG partners abroad, organized testing and reporting, formulated a model documents, hold a seminar on FPC steps and procedures and two exercising workshops with industrial partners. 5. FUTURE ACTIVITIES AND EFFECTS
Development of new test/inspection routines for the purpose of the production control process will take place in the future in LDG. Raised technical levels of wood flooring industry will enable producers to make better products, reduce their reject shares and improve distribution of quality classes. Then industry becomes the multiplier, so the effect of the implemented FPC system is easily multiplied in mass production and volumes onto the industry capacities and income.
It is expected that wider professional community adopts the FPC instructions and applies control systems in their plants. This would improve not only the quality of products, but would greatly facilitate the adoption of ISO 9000 series standards. Moreover, it is expected that the guidelines for novel methods could even be accepted as standard guidelines or standard annexes. Professional papers should trigger a sequence of industrial applications of disseminated practical knowledge. 6. REFERENCES JUDI, H. M.; JENAL, R.; GENASAN, D., 2011: Quality control implementation in manufacturing companies:
Motivation factors and challenges, applications and experiences of quality control, O. Ivanov (Ed.), http://www.intechopen.com/books/applications‐and‐experiences‐of‐quality‐control/quality‐controlimplementation‐in‐manufacturing‐companies‐motivating‐factors‐and‐challenges (9.3.2015).
Regulation (EU) No 305/2011 of the European Parliament and of the Council of 9 March 2011 laying down harmonised conditions for the marketing of construction products and repealing Council Directive 89/106/EEC, http://eur‐lex.europa.eu/legal‐content/EN/TXT/?uri=CELEX:32011R0305 (9.3.2015).
HRN EN 13226 (2011): Wood flooring — Solid parquet elements with grooves and/or tongues. HRN EN 14342 (2008): Wood flooring – Characteristics, evaluation of conformity and.
