Brancheanalyse af miljømæssige forhold i træ- og møbelindustrien 

6. Lim, overfladebehandlings- og imprægneringsmidler

6.1 Lim, overfladebehandlings- og imprægneringsmidler i træ- og møbelindustrien
6.1.1 Baggrund
6.1.2 Lime
6.1.3 Overfladebehandlingsmidler, lakker
6.1.4 Træimprægneringsmidler
6.1.5 Limning og overfladebehandling af træ i indemiljø
6.1.6 Imprægnering af træ i udemiljø
6.2 Toksikologisk vurdering af opløsningsmidler i lime, lakker og imprægneringsvæsker
6.3 Proces- og produktdata for produktion og anvendelse af lime, overfladebehandlings- og imprægneringsprodukter
6.3.1 Lime og limpåføring
6.3.2 Lak og lakpåføring
6.3.3 Brug og bortskaffelse
6.4 Træbeskyttelse
6.4.1 Konstruktiv træbeskyttelse.
6.4.2 Trykimprægnering
6.4.3 Vakuumimprægnering
6.4.4 Brug og bortskaffelse

6.1 Lim, overfladebehandlings- og imprægneringsmidler i træ- og møbelindustrien

Anvendelse af lime, overfladebehandling af træbaserede produkter samt imprægnering af træ har grundlæggende til formål at forbedre træets naturlige egenskaber afhængigt af , hvordan produkterne ønskes anvendt. Det kan være ønsket om holdbarhed i konstruktionsøjemed at ændre produktets udseende af designhensyn eller en kombination af begge dele.

Disse egenskabsforbedringer har undertiden også ført til uønskede effekter både i produktions- og i brugsmiljøet.

Energikriser og deraf følgende tætning af huse samt øget anvendelse af spånplader bidrog tidligere til store problemer i indeklimaet i boliger og i institutioner bl.a. på grund af formaldehydkoncentration i indeluften.

Arbejdsmiljøet ved produktion af træbaserede produkter var også genstand for forøget sundhedsrisiko stammende bl.a. fra emission fra indholdsstofferne i bl.a. lime og overfladebehandlingsmidlerne.

Disse erfaringer førte senere til forbud og udfasning af en række indholdsstoffer i imprægneringsmidler samt til indførelse af formaldehydregler for træplader og andre byggematerialer, der indeholder formaldehydbaserede lime.

Formaldehyd er en kemisk forbindelse, som forekommer naturligt i små mængder i bl.a. træ, en lang række grøntsager og i små mængder i mennesker. Formalin er en vandig opløsning af formaldehyd.

Formaldehyd har desuden tidligere været anvendt i stor udstrækning som konserveringsmiddel i bl.a. malinger og tekstiler. Formaldehyd afgives bl.a. fra syrehærdende lakker, som typisk bruges til lakering af møbler og trægulve.

Formaldehyd indgår i "Listen over farlige stoffer" som allergifremkaldende, (Miljø- og Energiministeriet, 1997).

Den forøgede fokus på ønsket om mindre miljøbelastninger fra lim, overflade- og imprægneringsprodukter herunder øgede markedskrav om dokumentation af de aktuelle miljøpåvirkninger har medført en udvikling af mindre miljøbelastende midler, uanset om disse anvendes i ude- eller indemiljø.

Der er derfor behov for at kende miljøbelastningen, der knytter sig til disse midler samt tilhørende processer/teknologi.

6.1.2 Lime

I træ- og møbelindustrien anvendes en lang række limtyper afhængig af anvendelsesformål. Lime til møbler anvendt i indemiljø er forskellige fra lime anvendt i bygningsindustrien, hvor lime til konstruktionsformål, fx i en limtræsdrager i en huskonstruktion både skal have større styrkeegenskaber samt holdbarhed i udemiljøet (tåler frost).

I 1996 var forbrug af limtyper i tons tørstof (Miljøstyrelsen, 1997a) fordelt på:
31% til produktion af plader
69% til møbel og mindre bygningsindustri

og dækkende over en række forskellige limtyper afhængig af anvendelsesformål dog eksklusive kontaktklæbere til polstermøbelindustrien, polyurethan- og epoxylime, der anvendes til speciallimninger og montage., se afsnit 6.3.1.

De to mest anvendte limtyper er ureaformaldehyd (UF) og melaminmodificeret ureaformaldehyd (MUF).

6.1.3 Overfladebehandlingsmidler, lakker

Overfladebehandlingen af træbaserede produkter samt metalstel til møbler herunder lakering og imprægnering udføres for at forøge produkternes levetid, forbedre brugsegenskaberne, rengørings- og vedligeholdelsesvenlighed samt af designmæssige årsager (dekorativ effekt).

Lak består af 3 hovedgrupper af komponenter:

• Bindemidler
• Pigmenter
• Opløsningsmidler

Alle tre grupper bidrager til miljøbelastning og ressourceforbrug gennem deres livscyklus (udvinding af råstoffer fx olie), produktion af underkomponenter, fx xylen, lakproduktion hos lakproducent, påføring hos møbelproducenten, i brugsfasen og til sidst bortskaffelsen af det udtjente produkt.

Lakerede produkter emitterer forskellige stoffer i kortere eller længere tid efter påføring og levering af produkterne til slutbruger.

Ved lakering af limede produkter reduceres emissioner fra limen ofte, men samtidigt bidrager overfladebehandlingen med emission af andre kemiske stoffer. En væsentlig miljøpåvirkning kommer fra indholdsstoffernes emission af flygtige organiske forbindelser eller VOC – Volatile Organic Compounds.

Træ- og møbelindustrien har indgået en frivillig aftale med Miljø- og Energiministeriet om at reducere emission af VOC med 45% i 2000 i forhold til 1988.

Syrehærdende lakker har i en årrække vist sig bedst egnede til at tåle et stort slid i brugsfasen ( varmepåvirkning, ridsefasthed, spyt og svedpåvirkninger m.m.) Imidlertid indeholder disse laktyper bl.a. organiske opløsningsmidler, som sundhedsmæssigt har uheldige egenskaber både ved påføring i produktionsfasen på møbelfabrikken, i indemiljøet, i brugsfasen samt i bortskaffelsesfasen.

Alternativet til de syrehærdende lakker, de UV-hærdende lakker, har løst problemet med de organiske opløsningsmidler, men de har til gengæld medført en forhøjet allergirisiko i arbejdsmiljøet, som dog kan løses ved korrekt anvendt teknologi.

Et andet alternativ er de vandige lakker, som dog har andre ulemper fx fiberrejsning, ringere overflademodstandsdygtighed og langsommere tørring.

En tredje mulighed er UV-hærdende pulverlakker. Disse kan med fordel anvendes på blandt andet MDF-plade. Overfladekvaliteten giver en glat film og minder om SH-lakker. De miljømæssige påvirkninger svarer til allergirisikoen ved pulverepoxy til metaloverfalder.

Udbredelsen af disse laktyper er p.t. lille. Det er en teknologi, der ikke er færdigtudviklet, men forventes at vinde større udbredelse i de kommende år.

Udviklingen i forbruget af laktyper siden 1997 har ændret sig til mindre forbrug af syrehærdende lakker til vandbaserede lakker med anden og mindre samlet miljøbelastning, efterhånden som produkterne forbedres og renere teknologi vinder indpas ifølge Foreningen for Danmarks Lak- og Farveindustri samt en større dansk lim- og lakleverandør. Sammen med en tilsvarende udvikling inden for lime har dette bidraget betydeligt til at nærme sig det aftalte reduktionsmål for emission af VOC (status er ikke specifikt opgjort i forbindelse med brancheanalysen).

I 1995, var fordelingen af laktyper og organiske opløsningsmidler anvendt i dansk møbelindustri:

Se endvidere afsnit 6.3.2 Lak og lakpåføring

Forbrug og data for anvendelse af olie, voks, sæbe, bejdse og lud til overfladebehandling har ikke kunnet opgøres og er ikke yderligere behandlet i brancheanalysen.

6.1.4 Træimprægneringsmidler

Imprægnering af træ med kemisk træbeskyttelse, vakuum- og trykimprægnering i Danmark omfattede i 1998 et forbrug af imprægneringsmidler på:

svarende til ca. 80% af det af Dansk Imprægnerings Kontrol skønnede samlede forbrug.

Det resterende 20% af forbruget indgår ikke og omfatter grundingsmidler (træolier) og

boriimprægneringsmidler, som forhandles en detail ifølge oplysninger fra Miljøstyrelsen samt fra leverandører. Det opgjorte forbrug er ekskusive import af imprægneret træ.

Miljøbelastninger fra disse imprægneringsmidler stammer fra produktion af midlerne, påføring i forbindelse med imprægneringsprocessen samt ved bortskaffelse.

Siden 1992 har producenter af imprægneringsmidler specielt til trykimprægnering i samarbejde med Miljøstyrelsen arbejdet med udvikling af nye og mindre miljøbelastende trykimprægneringsmidler med samme holdbarhed og færre tungmetaller.

Dette arbejde er udført parallelt med, at en lang række indholdsstoffer er blevet forbudt og efterfølgende udfaset fx arsen og chrom.

6.1.5 Limning og overfladebehandling af træ i indemiljø

Lim- og overfladebehandlingsprocesser er komplekse, både når det angår emissionernes omfang og art, afsnit 6.2, og når det angår vurdering af emissionernes konsekvenser i miljøet.

På baggrund af indhentede miljødata fra produktion af lime- og lakker samt generelt kendskab til fremstilling af kemikalier og oliebaserede produkter er det vurderet, at den væsentligste miljøbelastning gennem livsforløbet stammer fra emission af opløsningsmidler under påføring af lime- og lakker hos f.eks. møbelproducenten, bilag E. Det er en meget omfattende og måske umulig opgave at vurdere miljøbelastningen fra lime og lakker helt tilbage til udvinding af råstoffer. Denne opgave falder ikke inden for rammerne af brancheanalysen, hvorfor miljøvurderingen udelukkende omfatter miljøbelastningen af produktion af lim og lak samt i forbindelse med anvendelse og fordampning af opløsningsmidler hos fx møbelproducenterne.

Som følge heraf og som følge af, at alle de betragtede stoffer er flygtige, er det udelukkende udledninger til luft, der er relevante i denne brancheanalyse, hvorfor der ses bort fra udledninger til vand og jord samt emission ved forbrænding.

Dataindsamlingen har taget udgangspunkt i at bestemme miljøeffektfaktorer for de volumenmæssige mest betydende opløsningsmidler, der anvendes i lim- og lakprodukter inden for den danske træ- og møbelindustri.

Resultatet af dataindsamlingen har kortlagt 47 opløsningsmidler, bilag E, der finder anvendelse i de relevante lim- og lakprodukter, og som kan forventes at fordampe ved hærdning af lim og lak og hos træ- og møbelproducenterne. Af disse er identificeret 20 stoffer, som dækker ca. 95% af de i dag (1998) anvendte stoffer samt en væsentlig del af de stoffer, som vil blive anvendt ved en overgang til vandbaserede lakker.
Indsamlede og bearbejdede data er vist i tabel 6.1

6.1.6 Imprægnering af træ i udemiljø

I brancheanalyseprojektet indgår data fra dansk produktion for træbeskyttelsesmidler, som er godkendelsespligtige i henhold til lovgivning om kemiske stoffer og produkter, dvs. kemiske stoffer og produkter, der er bestemt til bekæmpelse af træødelæggende svamp og/eller skadedyr i træ. (Bekendtgørelse af lov om kemiske stoffer og produkter, Miljø- og Energiministerieta lovbekendtgørelse nr. 21 af 16. januar 1996 samt Bekendtgørelse om bekæmpelsesmidler 1996)

Imprægneringsmidler med kreosot, chlorphenoler, arsen og chrom er ikke godkendte længere. Efter 1999 udskiftes de hidtidige vakuumimprægneringsmidler med nye tinfrie midler.

Med imprægnering menes her industriel træbeskyttelse, hvor imprægnering og optagelse af imprægneringsmiddel kan kontrolleres.

Produktion af industrielt fremstillede imprægneringsmidler omfatter midler til:

Trykimprægnering (træ i jordkontakt fx hegnspæle og udvendig beklædning over jord)
Vakuumimprægnering (træ over jord f.eks. vinduer).

I disse imprægneringsmidler indgår:

• Opløsningsmidler
• Aktivstoffer
• Bindemidler
• Penetreringsvæsker

I samarbejde med Dansk Imprægneringskontrol er der indhentet oplysninger fra Miljøstyrelsen på indholdsstoffer til grundingsmidler og trærenovering, vacuumimprægnering, trykimprægnering og borimprægnering dækkende ca. 80% af forbruget i Danmark 1998 i alt 76 stoffer.

Korrigeres disse stoffer efter godkendte og anmeldelsespligtige stoffer efter gældende lovgivning, kan antallet af indholdsstoffer reduceres til 11. Miljøvurdering af disse stoffer indgår i tabel 6.2

6.2 Toksikologisk vurdering af opløsningsmidler i lime, lakker og imprægneringsvæsker

På baggrund af ovenstående kortlægning af branchens forbrug af produkter og deres indholdstoffer er det ca. 95% af alle opløsningsmidler, der udledes til miljøet via luften fra overfladebehandlingsprocesser samt limning og imprægnering i træbranchen.

Af de 20 identificerede indholdsstoffer forefindes data for 7 af disse i den eksisterende enhedsprocesdatabase fra Miljøstyrelsen. Yderligere tre stoffer er blevet vurderet i Miljøstyrelsens Miljørapport nr. 376 1998, Miljøvurdering og udvikling af et reolsystem. De resterende stoffer er blevet vurderet af Instituttet for Produktudvikling samt Teknologisk Institut i forbindelse med nærværende projekt, bilag E

Nedenstående tabel 6.1 viser, hvilke stoffer med CAS-nummer der er blevet identificeret i forbindelse med nærværende brancheanalyse. Yderligere viser tabellen også , for hvilke stoffer der er fremskaffet effektpotentialer samt kildehenvisning.

Tabel 6.1
Indholdsstoffer i lime og lakker

Alle opløsningsmidler antages at være af petrokemisk oprindelse. Der bestemmes ikke effektfaktorer for terpentin, der på grund af sin komplekse sammensætning er vanskelig at skaffe toksicitetsdata for.

For stofferne 1 til og med 16 er der beregnet toksicitetsfaktorer for udledninger til delmiljøet luft samt bidrag til drivhuseffekt, forsuring, næringssaltbelastning samt fotokemisk ozondannelse. Stofferne er udelukkende vurderet i forhold til toksicitet ved udledning til de tre delmiljøer: Luft, jord og vand.

Nedenstående tabel 6.2 viser de indholdsstoffer i imprægneringsvæsker, der er blevet vurderet i henhold til toksicitet ved udledning til de tre delmiljøer.

Tabel  6.2
Indholdsstoffer i imprægneringsmidler

Resultatet af disse vurderinger er blevet lavet i et dataformat, der tillader direkte indtastning i UMIP PC-værktøjet. De beregnede effektpotentialer forefindes i bilag E.

På baggrund af oplysninger vedrørende den specifikke sammensætning af overfladebehandlingsmidler, benyttet i de forskellige produktioner, har det været muligt at beregne den potentielle miljømæssige påvirkning fra emissioner fra overfladebehandlingsprocesserne.

6.3 Proces- og produktdata for produktion og anvendelse af lime, overfladebehandlings- og imprægneringsprodukter

Procesdata for fremstilling af færdige lime, overfladebehandlings- og imprægneringsprodukter består af gennemsnitsdata leveret af producenterne. For en detaljeret beskrivelse af de relevante UMIP-enhedsprocesdata henvises der til enhedsprocesserne i bilag F.

6.3.1 Lime og limpåføring

6.3.1.1 Limtypers anvendelse i træ- og møbelindustrien

De mest anvendte limtyper og deres anvendelse (Miljøstyrelsen, 1997a) omfatter:

• Konstruktions- og samlingslim, fx korpus, dyvel- og tapsamlinger - den mest anvendte limtype til dette formål
• Sammenlimning af massivttræ fx snedkerlimtræ. Pålimning af kanter. Kold og varm
• Finering i mindre omfang
• Montagelim, f.eks. pålimning af dekorationer m.m
• Universallim
• PVAc lim med hærder anvendes fortrinsvis i tømrervirksomhed

Indholdsstoffer:

Polyvinylacetat, Vinylacetat-copolymer. Limen kan (især i byggeindustrien) anvendes med hærder kromnitrat, aluminiumklorid, aluminiumnitrat, diphenylmetan-4, 4-diisocyanat.

Tilsætningsstoffer:

Organiske og uorganiske fyldstoffer. Kan indeholde tilsætningsstoffer i små mængder til justering af limens egenskaber, fx blødgørere, opløsningsmidler.

• Spånpladeproduktion
• Krydsfinerproduktion
• Finering. Den mest anvendte lim til dette formål
• Sammenlimning af massivt træ f.eks. snedkerlimtræ
• Laminering og formspænd
• Konstruktions- og samlingslim i mindre omfang
• Pålimning af kanter i mindre omfang
• Montagelim i mindre omfang

Indholdsstoffer:

Urea, Formaldehyd (typisk under 1%).
Hærdere ammoniumklorid, ammoniumperoxodisulfat, aliminiumsulfat, svage syrer.

Tilsætningsstoffer:

Organiske og uorganiske fyldstoffer, fx kokokskalmel, gips, titandioxid.
Tilsætningsstoffer som PVAc- lim.

• Spånpladeproduktion
• MDF produktion
• Snedkerlimtræ
• Anvendes ikke i møbelindustrien. Kan anvendes på steder, hvor der ønskes høj vandmodstandsdygtighed uden mørk limfuge.

Indholdsstoffer:

Melamin, Urea, Phenol (kun MUPF) og Formaldehyd.
Hærder Resorcinol, myresyre

Tilsætningsstoffer:

Organiske og uorganiske fyldstoffer, fx ethylenglykol, blodalbumin, kasein, glutin.Kan indeholde træbeskyttelsesmiddel indeholdende borsyre og monoethanolamin (MUPF) samt farve med eddikesyre.

Tilsætningsstoffer som PVAc-lim.

• Krydsfinerproduktion
• Produktion af bærende limtræ
• Anvendes ikke i møbelindustrien. Som MUF og MUPF lime.

Indholdsstoffer:

Fenol, Resorcinol
Hærder Paraformaldehyd

Tilsætningsstoffer:

Organiske og uorganiske tilsætningsstoffer, fx kokokskalmel, tannin, kaliumkarbonat, methanol, ethanol, natriumhydroxyd.

Tilsætningsstoffer som PVAc-lim.

• Kantlimning industrielt påført.
• Montagelim i møbelindustrien
• Lim til emballageformål

Indholdsstoffer:

EVA copolymer (Ethylen-vinylacetat), polyamid og polyuretan.

Tilsætningsstoffer:

Miniralske tilsætningsstoffer, fx kalciumkarbonat, nariumsulfat.

• Bruges til træbaserede plader. Disse lime anvendes ikke af danske producenter. Plader limet med disse lime kan dog importeres. Det sker kun i yderst begrænset mængde.

For konkrete lime kan der i sikkerhedsdatablade fra producenten fås oplysninger om mærkningspligtige indholdstoffer.

Data indsamlet fra dansk producent af lime.
Materialer, energiforbrug og emissioner fra fremstilling af et gns. kg lim er vist i tabel 6.3

Tabel  6.3
Materialer, energiforbrug og emissioner fra fremstilling af et gns. kg lim

6.3.1.2 Eksempler på limindhold i træ

Limindhold i træ har ud over limens hæftende funktion betydning for bortskaffelse for udtjente træbaserede produkter fx som brændstof til energiformål.

Bortskaffelse af træaffald indeholdende lim og/eller lak skal bl.a. efterleve retningslinierne i Miljøstyrelsens cirkulære nr. 638 af 3. juli 1997. Bekendtgørelse om biomasseaffald. Dette betyder, at biomasseaffald kan være træ fra produktion og bearbejdet af rent, limet træ, med et indhold af lim (fenolresorcinol-lim, polyvinylacetat-lim, urea-formaldehyd-lim, polyurethan-lim og melamin-urea-formaldehyd-lim), der ikke overstiger 1% målt som vægtprocent af tørstof.

Et praktisk beregningseksempel på limprocent vil bl.a. indeholde følgende tørstofindhold fra de mest anvendte lime (middeltal):

Bortskaffelse af træaffald indeholdende lim fx til energiformål fastlægges bl.a. efter limindholdet målt som vægtprocent af tørstof.

Eksempel på beregning af limindhold i bordplade med finer på begge sider kunne være:

• 16 mm spånplade fineret med 2 lag bøgefiner á 0,8 mm tykkelse og limet med urea formaldehyd lim (ca. 50% tørstof) og et forbrug på 120 g våd lim/m².
• Densitet spånplade 650 kg/m³
• Bøgetræ med 730 kg/m³ ved træfugt på 8%.
• Limprocent (tør) spånplade 10 (Miljørapport nr. 358, 1997)
  
  

Ovenstående er beregnet på basis af middelforbrug af lim. Der skønnes at være en variation i den anvendte limmængde på ca. ? 20% alt afhængig af træsort, overfladekvalitet og krav til det færdige produkt.

Træaffald fra denne finerede spånplade vil ved bortskaffelse efter ovennævnte bekendtgørelse skulle klassificeres som almindeligt affald som skal bortskaffes til forbrændingsanlæg, godkendt af den kommunale tilsynsmyndighed.

Samme træaffald kan ikke bortskaffes som biomasseaffald, afbrændt i eget fyringsanlæg, da træaffaldet har et limindhold, der overstiger 1 % målt som vægtprocent af tørstof.

Træaffaldet er imidlertid interessant, da den mængde træ, der på årsbasis er til rådighed fra danske træforarbejdende virksomheder svarer til 1.215.416 m³ eller 6.500.000 GJ (nedre brændværdi), jfr. ovennævnte Miljørapport nr.358.

6.3.1.3 Limpåføring

Påføring af lim på træbaserede materialer eksempelvis plader og finer sker industrielt ved anvendelse af to limvalser med rillet belægning på hver side af emnet figur , 6.1, (Spånplader i møbelindustrien 1999)

Limen kan også påføres manuelt med spartel eller pensel.

Figur 6.1
Limpåføringsmetoder

Rillernes bredde og dybde på overfladerne af valserne er bestemmende for påføringsmængden. Afgørende for limmængden er også viskositeten.. En højere viskositet, dvs. en tykkere lim, medfører at en større mængde påføres af samme valse. Endelig er temperaturen vigtig, idet påføringsmængden pr. areal aftager med stigende temperatur.

Den rette limmængde er bestemt af træmaterialernes egenskaber. Generelt gælder det, at:

• Limmængden skal være tilstrækkelig til at udfylde og fastlåse bragene⁴ i fineren.
  For at undgå, at bragene træder frem fx i den færdig lakerede overflade, er det afgørende, at begrænse bragenes størrelse ved korrekt tørring og konditionering således, at limen udfylder og fixerer bragene og låser fineren på underlaget samtidigt med, at lakken udfylder bragene fra oversiden og danner en lukket overflade.

• Limmængden skal samtidig være så lille som muligt, dels for at undgå problemer med at bortlede vandet i limen fra limfugen under presningen, men også for at fineren ikke fugtes unødvendigt op.
  Efterfølgende påspænding af finer på spånplade kan udføres i en planpresse, hvor lim og træmaterialer presses sammen under høj temperatur og tryk.

Vejledende limmængder er:

• Tynde og især hårde tætte finerer pålimes med en limmængde på 80-100 g/m²
• Tykkere og porøse finerer kræver en større limmængde, f.eks 140-180 g/m²

6.3.2  Lak og lakpåføring

Overfladebehandling ved lakering er påføring af lak på en overflade med efterfølgende tørring/hærdning.

Væsentlige formål med overfladebehandlingen er:

• en beskyttelse af det underliggende materiale
• en dekorativ effekt, der tager udgangspunkt i designmæssige hensyn.

Afhængigt af anvendelsesformål anvendes en lang række laktyper i træ og møbelindustrien.

De mest anvendte laktyper og deres anvendelse er jf. litteratur om "Spånplader i møbelindustrien" samt kommunikation med Akzo Nobel Industriel Coatings A/S, Lone Møller samt "Undervisningsmateriale om overfladebehandling og overfladerelaterede emner", Træteknik 1999.

6.3.2.1  Laktypers anvendelse i træ- og møbelindustrien

Syrehærdende lak, SH.

Syrehærdende lak kan leveres i en lang række kombinationsmuligheder, hvorved det gøres muligt at tilgodese forskellige produktions og anvendelsesformål for det lakerede emne. Bindemidlet er opløst i et organisk opløsningsmiddel med et tørstofindhold på ca. 30-40% for at opnå en passende viskositet ved påføring af lakken.

Afhærdning består derfor dels af en afdampning af opløsningsmidlet (tørring), dels af en kemisk hærdning. Tørretiden kan reduceres ved tilsætning af et tørrende bindemiddel som fx nitro-cellulose.

Tørring og hærdning kan ske ved normalt rumklima. I industrien anvendes normalt forceret tørring ved op til 50^oC.

Egenskaber ved SH-lak:

• Kan påføres med alle gængse metoder
• Gode befugtnings- og udfyldningsegenskaber og giver det bedst mulige udseende.
• Giver ringe fiberrejsning og mindre slibning
• Kan anvendes på alle emnetyper, dvs. både på plane- og på korpusemner.
• Har højere tørstofindhold end de fleste andre opløsningsmiddelbaserede lakker
• Afgiver under ophærdning formaldehyd til omgivelserne. Problemet er dog reduceret ved nyudviklede laktyper.

 UV-hærdende lak (ultraviolet lyspåvirkning)

UV-lak hærder i lighed med SH-lak ved en kemisk reaktion, en polymerisation. Reaktionen udløses under bestråling med ultraviolet lys (UV).

Forskellige stofgrupper anvendes som basiskomponenter:

• præpolymeriseret acrylat
• monomer acrylat, der fungerer både som fortyndingsmiddel og som reaktiv komponent.
• fotoinitator, dvs. en katalysator, der aktiveres ved bestråling med ultraviolet lys.

UV-lakker importeret fra specielt Sydeuropa anvender andre typer basiskomponenter især på polyesterbasis. Disse kan have andre miljømæssige påvirkninger end ovennævnte.

Da fortynderen under hærdningen indgår i det færdige bindemiddel, er tørstofindholdet henved 100%.

Egenskaber ved UV-hærdende lak:

• Hærdetiden er meget kort på under ét sekund.
• I ét gennemløb kan flere lag lak påføres
• Relativ kort laklinie ( produktionsanlæg)
• Højt tørstofindhold giver stor fyldighed selv ved lavt materialeforbrug
• Indeholder ingen organiske opløsningsmidler
• Har stor overflademodstandsdygtighed og holdbarhed
• Er formaldehydfri
• Anvendes fortrinsvis på plane overflader med krav om stort slid i modsætning til overflader på kanter
• De fleste UV-lakker er klassificeret som hudirriterende og kan være allergifremkaldende
• Bedst egnet til valsepåføring, se afsnit 6.3.2.2. på plane emner pga. det høje tørstofindhold og deraf høje viskositet
• Kan sprøjtes i lukkede systemer

Celluloselak (nitrocelluloselak NC-lak)

Lakken består af nitrocellulose opløst i en blanding af organiske opløsningsmidler. NC-lakken indeholder større eller mindre mængder harpikser, syntetiske eller naturlige, samt blødgørere, der skal forhindre lakken i at blive sprød.

Opløsningsmidlerne har en vigtig funktion. De skal først opløse bindemidlerne for derefter at fordampe igen på en sådan måde, at der ikke sker for tidlig filmdannelse og dermed blæredannelse i den færdige overflade.

Celluloselak er fysisk tørrende, hvilket vil sige, at den tørrer ved fordampning af opløsningsmidler, hvorefter bindemidlerne flyder sammen og danner lakfilmen.

Egenskaber ved celluloselak:

• Let at påføre og tørrer hurtigt
• Let at polere og reparere
• Kan tørre under normalt ugunstige forhold (lave temperaturer)
• Afgiver kun små mængder formaldehyd
• Væsentlig belastning af arbejdsmiljøet
• Tidligere hyppigt anvendt laktype. Har begrænset holdbarhed og erstattes i stigende omfang af andre laktyper (syrehærdende) med mindre miljøbelastning i arbejdsmiljøet.
• Højt indhold af organiske opløsningsmidler.
• Lavt tørstofindhold (20-30%), der forårsager betydelig synkning, når opløsningsmidlet fordamper
• Gulner kraftigt med tiden
• Sart over for væsker og varme
• Er brandfarlig også i fast form

Vandfortyndbar lak

Vandfortyndbare lakker er hovedsageligt baseret på acryldispersioner bestående af fint dispergerende partikler i vand. Ved afdampning af vandet bringes partiklerne i indbyrdes berøring og "smelter" sammen ved hjælp af små mængder vandblandbart opløsningsmiddel (glykoler).

I visse typer vandfortyndbar lak sker der derudover en begrænset kemisk hærdning. Der er for det meste tale om en ren tørreproces ved fordampning af vand.
Lakfilmen er termoplastisk, dvs. bliver blødere ved forhøjet temperatur.

Egenskaber ved vandfortyndbar lak

• Alle lakpåføringsteknikker kan anvendes
• Tørrer hurtigt
• Indeholder kun mindre mængder organiske opløsningsmidler
• Vandindholdet fremkalder fiberrejsning på træ og træmaterialer og kan fremme tilbøjelighed til brag i fineren.
• Giver mindre fyldig lakering end SH-lak. Udseende kan være ringere pga. dårlig befugtning af overfladens struktur.
• Den termoplastisk egenskab kan indebære risiko for sammenklæbning ved stabling af emner
• Giver reelt mindre holdbare overflader end SH-lak. Kortere levetid for overfladen.

Visse nye typer af vandfortyndbare lakker er dog fuldt på højde med SH-lak

Andre laktyper

Andre laktyper, som kun anvendes i mindre omfang:

Polyrethanlakker (PUR) har meget holdbare overflader, men har højt organisk opløsningsmiddelindhold samt anvendelse af isocyanat som hærder (allergifremkaldende).

Polyesterlakker (PE) indeholder styren (allergifremkaldende).

Materialeforbrug, energiforbrug og emissioner fra fremstilling af et gns. kg lak er vist i tabel 6.4
Data indsamlet fra dansk leverandør af lak.

Tabel 6.4
Materialeforbrug, energiforbrug og emissioner fra fremstilling af et gns. kg lak

6.3.2.2 Lakpåføringsmetoder

Industriel overfladebehandling af træbaserede overflader omfatter påføring herunder grunding/spartling, tørring/hærdning med mellemslibning af et antal lag lak, der er afhængigt af anvendelsesformålet. Dette kan være et brugskrav fx fastsat i en international produktstandard.

Der er i princippet ingen væsentlig forskel på de teknologier, der anvendes til grunding og toplakering.

Anvendelsesformålet for det færdige produkt fx et møbel eller et trægulv er afgørende for den valgte laktype og teknologi til lakpåføring.

Fælles for flere typer af påføringsmetoder er, at lakmaterialet med fordel kan opvarmes til ca. 32^o C. Formålet er at opnå en lavere viskositet og dermed reduktion af hærder og opløsningsmidler på op til ca. 50%

Valsepåføring

Valsepåføringsudstyr kan bestå af et transportbånd, som kan indstilles trinløst fra ca. 0-50 m/min. Der er placeret en eller to påføringsvalser på tværs af gennemløbsretningen. Over påføringsvalsen kan være placeret en doseringsvalse. Valserne kan have forskellig omløbsretning.

Første valse kan være i modløb og dermed nærmest presse lakken ned i træet, næste valse kan så køre medløb og danne en jævn film.

Som bundbehandling er valsespartling mest anvendt til grunding af træemner fx plader og lim, idet der herved kan påføres højviskose grundingsprodukter med gode udfyldningsegenskaber.

Anden mulighed er at anvende en enkelt eller en dobbelt grundingsvalse, fig 6.2 evt. en grundingsvalse med en glittervalse.

Figur 6.2
Valsepåføring med enkeltvalse

Anvendelse af rillede valser tillader påføring af mængder af toplak op til 30g UV-lak/m² pr. arbejdsgang.

Ved efterfølgende lakpåføring anvendes med fordel én valse på plane emner.
Den nyeste valseteknik muliggør resultater på højde med sprøjtning eller laktæppepåføring.

Lavtrykssprøjtning (luftforstøvning)

Konventionel trykluftsprøjtning med håndbåren sprøjtepistol med op til ca. 4 bar (tryk). Trykluften forstøver og fremfører lakmaterialet fortrinsvis SH-lak, NC-lak og vandfortyndbare lakker. Der fremkommer en sprøjtetåge, hvor en stor del af lakmaterialet blæser forbi emnet.

Der bruges relativt meget opløsningsmiddel til denne sprøjtemetode.

Lakmaterialet bliver enten suget op af lakbeholderen, som er monteret på sprøjten under dysen, eller lakken flyder selv ned til dysen ved højt monteret lakbeholder over dysen. Endelig er der trykfødning, som er mest anvendt til industriel trykluftsprøjtning.

Lakken trykkes op til pistolen fra en beholder, som står under tryk. Beholderen er ofte forsynet med et håndsving, som har forbindelse med et blandeagregat, hvilket er vigtigt ved anvendelse af matlakker og pigmenterede materialer.

Metoden anvendes primært i mindre virksomheder fx håndværkspræget produktion.

Airless (Højtrykssprøjtning)

Sprøjteudstyr, som ved højtryk forstøver lakmaterialet uden brug af luft.
Lakmaterialet kan være SH-lakker, vandbaserede lakker og UV-lakker i lukkede automatiske systemer.

Sprøjteudstyret kan være håndbåren sprøjtepistol eller pistol monteret på sprøjteatomat/robot, fig 6.3.

Lakmaterialet presses ud gennem dysen med en sådan kraft og hastighed, at lakpartiklerne nemt når ud i normal sprøjteafstand - ca. 30 cm, og oversprøjt falder til jorden uden at danne generende sprøjtetåge.

Idet der ikke er luftoverskud i det forstøvede lakmateriale, egner højtrykssprøjtning sig godt til indvendig sprøjtning af skabe og skuffer, kantsprøjtning i stak o.lign.
Sprøjtetågens form samt lakpartiklernes størrelse kan normalt kun varieres ved at udskifte dysen.

Lakken skal ikke fortyndes så meget som ved konventionel luftforstøvning.

Air Mix

En kombination af Airless og trykluftsprøjtning, hvor man ved højtryk presser lakmaterialet ud gennem dysen uden brug af trykluft, dog med noget lavere tryk end ved Airless. Lakmaterialer er overvejende SH-lakker.

Til at forme sprøjtetågen fra rund til vifteform er der placeret en luftkappe omkring dysen, som den man anvender til normal luftforstøvning. Hjælpeluften på 1-2 bar er med til at forstøve lakmaterialet. Systemet er mere fleksibelt end Airless og er også mere anvendt såvel i sprøjteautomater som til manuel sprøjtning.

Mest anvendte typer af sprøjteautomater er "traverssprøjter", "rundløbere", "ovalbaner" o.lign.

En sprøjteautomat består typisk af et transportbånd, som går igennem et lukket sprøjtekabinet, hvori der er monteret et antal sprøjtepistoler, som bevæger sig på tværs af gennemløbsretningen. Det foregår enten i en retlinjet bane eller i en cirkel over emnerne.

Sensorere registrerer, hvornår sprøjtning skal starte og stoppe afhængigt af emnets geometri (kanter og profiler).

Figur 6.3
Lakering med sprøjteautomat

Elektrostatisk sprøjtning

Den forstøvede lak bliver elektrisk opladet (plus), idet den forlader sprøjtepistolen uanset, om denne er håndbåret eller monteret på en sprøjteautomat.

Da partiklerne nu har samme polaritet, frastøder de hinanden, hvorved forstøvningen bliver endnu finere.

Emnet, som skal lakeres, er ophængt og jordet (minusladet), hvilket bevirker, at de ladede lakpartikler "suges" til emnet. Da kraftlinierne omslutter emnet, vil lakken også omslutte emnet. Denne metode medfører meget lidt lakspild. Lakmaterialer er primært SH-lakker og vandfortyndbare lakker.

Sprøjterobot

En programmerbar industrirobot, som kan udføre såvel komplicerede som simple sprøjteopgaver. Den består af en manipulator (arm), som fører sprøjten. En række servomotorer med tilhørende styreenhed bevæger armen afhængig af de fremførte emners geometri. Robotten kan ved forprogrammering sprøjte vidt forskellige emner lige efter hinanden fx ved, at de ophængte emner er identificeret ved stregkode.
Alle laktyper kan anvendes ved denne påføringsmetode.

Laktæppe

Laktæppemaskinen består af et transportbånd, som kan indstilles trinløst fra ca. 25 - 100 m/min. Der er placeret et lakhoved på tværs af og midt på maskinen. På undersiden af lakhovedet er monteret to læber. Afstanden mellem disse danner spalteåbningen og er bestemmende for tykkelsen på laktæppet. Spalteåbningens parallelitet er afgørende for en ensartet laktykkelse, fig. 6.4

Idet emnerne passerer igennem laktæppet, bliver der pålagt et jævnt laklag. Den lak, som ikke bliver fanget af emnerne, bliver opsamlet i et kar og pumpet retur gennem et filter, hvorefter det genanvendes. Maskinen kan påføre mellem ca. 50 - 250 g/m².

 6.3.2.3 Tørring og hærdning

Luft/varme

Varme medfører væsentlig reduktion af tørretiden samt sikrer, at lakken på det lakerede emne opnår den maksimale modstandsdygtighed afhængigt af anvendelsesformål fx et møbel eller et trægulv.

Ved tørring og hærdning af tørrede og reaktionshærdende lakker skal indholdet af organiske opløsningsmidler eller vand afdampes.

Dette kan ske ved varmetilførsel og ventilation i en tunnelovn, en højovn med paletter eller i en dysetørrer, evt. suppleret med infrarød varme (IR).

IR-elementer kan også anvendes til forvarmning af emnerne. Dette er særligt påkrævet for vandfortyndbare lakker, idet risikoen for opkvælning og fiberrejsning i træunderlaget reduceres, når kontakttiden med den flydende lak reduceres.

For de reaktionshærdende lakker som SH-lak sker der efter tørring en kemisk hærdning.

Afkøling af overfladen med kold luft for at forhindre sammenklæbning ved stabling af emnerne er særlig vigtigt for de vandfortyndbare lakker, da disse er termoplastiske.

Bestråling

UV-hærdende lak hærder ved bestråling med ultraviolet lys, fig. 6.5

Figur 6.5
Bestråling med UV-lys på lakerede overflader

Til hærdning af klarlakker anvendes kviksølvlamper. Til pigmenterede heldækkende systemer anvendes galliumdopede kviksølvlamper, idet pigmenterne er transparente ved den pågældende bølgelængde. Det er vigtigt at sikre, at UV-lakkerne er tørre og gennemhærdede efter belysningen, idet en senere efterhærdning ikke vil finde sted som for SH-lakker eller vandfortyndbare lakker.

Anvendelse af UV-lakker kræver løbende kontrol af proces og påføringsanlægget:

• Lampernes brændetid
• Køling af rørene
• Højdeindstillingen
• Renholdelse af rør og paraboler
• Påføringsmængde > 4g/m²
• Anlæggets effekt eller intensitet i W/m²

 6.3.3 Brug og bortskaffelse

Anvendelse af lim og lakker til limning og overfladebehandling af træbaserde produkter påvirker indeklimaet både under produktion af fx møbler og trægulve og i brugsfasen. Se kap. 7 om indeklima.

6.3.3.2 Bortskaffelse

Lim- og lakrester, som er klassificeret som farligt affald, skal bortskaffes ved opsamling på godkendte affaldsstationer eller ved forbrænding i særlige godkendte forbrændingsanlæg.

Overfladebehandlede træbaserede produkter skal bortskaffes som beskrevet i afsnit 6.3.1.2 om lime. 

6.4 Træbeskyttelse

Beskyttelse af træ mod biologisk (svampe, bakterier), photokemisk (ultraviolet lys) og thermisk (brand) nedbrydning betegnes i almindelighed som træbeskyttelse. Dette vide begreb omfatter alle foranstaltninger fra den konstruktive til den kemiske træbeskyttelse.

Producenter af imprægneret træ, der anvender kemiske træbeskyttelse, er underlagt offentlig kontrol.

Figur 6.6
Logo fra Dansk Imprægneringskontrol

 
Dansk Imprægneringskontrol kontrollerer træ der er imprægneret efter DS/EN 351 - standarden: Træ og træbaserede produkters holdbarhed. Kemisk beskyttelse af massivt træ. Producenterne kontrolleres efter NTR dokument nr. 3: 1998 Nordiske regler for kvalitetskontrol og mærkning af imprægneret træ.

NTR er forkortelse for Nordisk Træbeskyttelsesråd

Kontrolleret træ mærkes med NTRīs logo, fig 6.7

Figur 6.7
NTR’s logo

Det imprægnerede træ skal opfylde de kvalitetskrav, som er fastsat i standarderne. Endvidere er de midler, der anvendes til imprægnering, vurderet og godkendt vedrørende effektivitet af Nordisk Træbeskyttelsesråd og vedrørende miljø af Miljøstyrelsen.

Disse træbeskyttelsesmidler indeholder typisk et svampedræbende stof, fungicid, som skal forhindre biologisk nedbrydning af træets overflade. Denne stof type kræver godkendelse fra Miljøstyrelsen. Der er i dag kun få midler, der er godkendte til dette formål.

Vejledning i korrekt valg af træart afhængigt af anvendelsesformålet kan findes i i de nye europæiske standarder DS/EN 335:1992 samt DS/EN 460:1995. De standardiserede vejledninger for valg af træart anviser niveauer for holdbarhed, enten i form af træets naturlige holdbarhed eller med bistand af tilført kemisk træbeskyttelse. (Træ er Miljø og Træ i udemiljøet herunder også forskellige træarters levetid.)

DS/EN 335:1992 inddeler risici for biologisk nedbrydning af træ og træbaserede produkter i 5 risikoklasser:

Vejledningen kan bruges til bestemmelse af hensigtsmæssig risikoklasse for tørt, massivt træ i forventning om de fremtidige fugtpåvirkninger og dermed risiko for råd- og svampeangreb.

Eksempel på brug af vejledningen er vist i fig 6.8

Figur 6.8
Bestemmelse af risikoklasser

6.4.1 Konstruktiv træbeskyttelse.

Ved konstruktiv træbeskyttelse forstås de konstruktive og bygningsfysiske foranstaltninger, som medfører, at træet udsættes mindst muligt for klimatiske og biologiske påvirkninger. Ved konstruktionens udformning søges træet skærmet mod sol og regn og holdt så tørt, at svampe og insekter ikke kan leve i det. Der skal også tages hensyn til træets svind og kvælning ved uundgåelige fugtvariationer, så træet revner mindst muligt, og samlinger forbliver tætte.

Konstruktiv træbeskyttelse tager udgangspunkt i at undgå kemisk træbeskyttelse og kun anvende træs naturlige egenskaber for holdbarhed i udemiljø fx valg af træart (fyr/gran), vedtype (splint/kerne), træets placering i en given konstruktion afhængig af anvendelsesformål.

Denne naturlige levetid kan forlænges ved kemisk træbeskyttelse fx ved tryk- eller vakuumimprægnering.

Forskelle i træarters anatomi (=indre struktur) især splintveddet "lukkethed" betinger den aktuelle træarts evne til optagelse af vand, fig. 6.9

Figur 6.9
Træs indre struktur

For nåle- og løvtræs anatomi gælder:

• nåletræ, at det kan opfugtes (og imprægneres) gennem sidetræ (lateralt, radialt, tangentialt), men det går hurtigst gennem endetræ (aksialt).
• løvtræ, at det er vanskeligt at opfugte (og imprægnere) gennem sidetræ, medens opfugtningshastigheden gennem endetræ afhænger af, om karrene er åbne eller lukkede. Løvtræ minder populært sagt om et bundt rør, der kan være åbne eller udfyldte. Bøg har fx åbne kar, medens de er lukkede i almindelig eg.

De røde træarter, som thuja, cypres, lærk og almindelig eg er de mest varige på det danske marked, men de nationale ressourcer er begrænsede. De forventelige mængder og kvaliteter kan ikke imødekomme behovet for varigt træ til almindeligt forekommende formål. Af nordisk oprindelse er der rigelige mængder af fyr og gran. Globalt set findes der en lang række andre træarter med varierende naturlig varighed i udemiljøet. Disse importerede træarter (samlet mindre end 3% af dansk forbrug , se kap.4) har ikke indgået i brancheanalysen.

Praktiske eksempler på anvendelse af konstruktiv træbeskyttelse med udgangspunkt i viden om træs biologiske egenskaber:
Et bræt rådner fx ikke på Grønlands indlandsis, der er for koldt.
En stol i en opvarmet stue rådner heller ikke, der er for tørt.
En ubeskyttet havestol af en ikke holdbar træart rådner og forsvinder, hvis den står ude hele året.

I forbindelse med konstruktiv træbeskyttelse henvises til følgende pjecer fra Træbranchens Oplysningsråds:

TRÆ 29: Træbeskyttelse, 1991
TRÆ 34: Valg af træ, 1991
TRÆ 35: 52 Træarter, 1993
TRÆ 38: Træ & brand, 1995
TRÆ 39: Træ og brandkrav, 1995
TRÆ 40: Skadet træværk, 1996
TRÆ 42: BasisTræBeskyttelse, 1998

6.4.2 Trykimprægnering

Hvor træs anvendelse kræver jordkontakt over længere tid fx risikoklasse 4 og 5 skal træet trykimprægneres for at forlænge den naturlige levetid.
Ved trykimprægnering opnås fuld indtrængning af væsken i hele træemnet, se fig. 6.10.

Figur 6.10
Tværsnit i planke

Trykimprægnering (vandopløste midler) foregår i en autoklave og omfatter følgende delprocesser:

1. Forvakuum ( luften suges ud af træets cellehulrum)
2. Fyldning (autoklaven fyldes med imprægneringsvæske under vakuum)
3. Tryk (imprægneringsmidlet presses ind i træet under overtryk)
4. Eftervakuum (overtrykker i træet udlignes til atm. tryk og overskydende væske trænger ud af træet, opsamles og genbruges i processen)

Materialer, energiforbrug og emissioner fra fremstilling af trykimprægneringsvæske på basis af et kobber-amin kompleks, bor samt et organisk fungicid er vist i tabel 6.5.

Data indsamlet hos dansk producent, ref. Data i UMIP enhedsdatabase.

Tabel 6.5
Materialer, energiforbrug og emissioner fra fremstilling af trykimprægneringsvæske.

6.4.3 Vakuumimprægnering

Hvis træs anvendelse ikke medfører jordkontakt men med risiko for eksempelvis fugtpåvirkning, fx risikoklasse 2, kan træet ud over overvejelser om konstruktiv træbeskyttelse få forlænget levetiden ved vakuumimprægnering.

Ved vakuumimprægnering opnås 6 -10 mm indtrængning i splinttræ, se fig 6.11

Figur 6.11
Tværsnit i planke

Vakuumimprægnering (organiske opløsningsmidler) omfatter i autoklave følgende delprocesser:

1. Forvakuum (luften suges ud af cellehulrummene)
2. Fyldning (autoklaven fyldes med imprægneringsvæske under vakuum)
3. Indtrængning (imprægneringsmidlet presses ind i træet ved atm. tryk)
4. Eftervakuum (overskydende væske suges ud af træet, opsamles og genbruges i processen.)

Materialer, energiforbrug og emissioner fra fremstilling af 1 liter vakuumimprægneringsvæske er vist i tabel 6.6

Tabel 6.6
Materialer, energiforbrug og emissioner fra fremstilling af 1 liter vakuumimprægneringsvæske

6.4.4  Brug og bortskaffelse

Imprægneret træ bør ikke bearbejdes. Det vil normalt være den bedst beskyttede del, som fjernes. Hvor bearbejdning ikke kan undgås (hulboring), skal de blottede flader efterbehandles med en godkendt grundingsolie. Træfugtigheden skal være under 18%.

Imprægneret træ må ikke komme i direkte kontakt med levnedsmidler, foderstoffer, syrer, surbundsplanter, m.m.

Yderligere regler på området herunder arbejdsmiljø kan fås i Arbejdstilsynets meddelelser bl.a. nr. 3.01.7, Trykimprægneret træ, 1990 eller cirkulæreskrivelse nr.2/1990, Trykimprægneret træ eller senere udgaver. Sidstnævnte er p.t. under revision.

6.4.4.2 Bortskaffelse

Meget små mængder trykimprægneret træ inklusiv savsmuld og høvlspåner - indtil 10 liter - må bortskaffes som husholdningsaffald. Større mængder skal efter anvisning i kommunens miljøkontor afleveres på godkendt losseplads eller forbrændingsanlæg.

Afbrændning må kun forekomme i særlige forbrændningsanlæg, godkendt af amtet.