ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΓΚΟΜΙΔΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΔΑΣΙΚΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΑΣΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΣΚΕΛΕΤΩΝ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΩΝ ΕΠΙΠΛΩΝ ΜΕΛΕΤΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΓΩΝΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΕΝΔΙΑΜΕΣΩΝ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΚΑΜΠΕΡΙΔΟΥ ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΒΑΣΙΛΕΙΟΥ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2010

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα εργασία μου ανατέθηκε στις αρχές του 2009 στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών της Σχολής Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, στον Τομέα Συγκομιδής και Τεχνολογίας Δασικών Προϊόντων και συγκεκριμένα στο Εργαστήριο Δασικής Τεχνολογίας, με επιβλέποντα Καθηγητή τον Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Βασιλείου Βασίλειο. Μετά την ολοκλήρωση της εργασίας μου αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω θερμά τον Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Βασιλείου Βασίλειο για τη συνεχή συμπαράσταση και βοήθειά του καθ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας αυτής. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τον Επίκουρο Καθηγητή κ. Μπαρμπούτη Ιωάννη για την καθοδήγηση και ουσιαστική βοήθεια που μου προσέφερε και τον Καθηγητή κ. Φιλίππου Ιωάννη για τη συμμετοχή του στην επιτροπή εξέτασης της παρούσας εργασίας, καθώς επίσης και για τις παρατηρήσεις του. Ακόμα, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Διδάκτορα κ. Λυκίδη Χαράλαμπο για το ενδιαφέρον και την πολύτιμη βοήθεια που παρείχε στο πειραματικό μέρος της εργασίας. Ευχαριστώ επίσης, τον συνάδελφο και μεταπτυχιακό φοιτητή Καστρίδη Αριστείδη για την ουσιαστική βοήθεια που παρείχε στην εκτέλεση του πειράματος, αλλά και τη στήριξη, όπως και όλους τους μεταπτυχιακούς φοιτητές και υποψήφιους διδάκτορες του τομέα. Το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών για την οικονομική στήριξη που μου παρείχε καθ όλη τη διάρκεια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος. Την οικογένειά μου για τη στήριξη και την εμπιστοσύνη. Βασιλική Καμπερίδου Θεσσαλονίκη

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΤΑ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΑ ΕΠΙΠΛΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΩΝ ΕΠΙΠΛΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΩΝ ΕΠΙΠΛΩΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΦΟΡΤΙΣΕΩΝ ΣΤΑ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΑ ΕΠΙΠΛΑ ΣΥΓΚΟΛΛΗΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΜΟΡΣΟΥ ΕΓΚΟΠΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΜΟΡΣΟΥ ΕΓΚΟΠΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΩΝ ΜΟΡΣΟΥ ΕΓΚΟΠΗΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΔΙΠΛΗΣ ΚΑΒΙΛΙΑΣ (ΞΥΛΙΝΟΙ ΣΥΝΔΕΤΙΚΟΙ ΠΙΡΟΙ) ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΔΙΠΛΗΣ ΚΑΒΙΛΙΑΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΩΝ ΔΙΠΛΗΣ ΚΑΒΙΛΙΑΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΞΥΛΟΓΩΝΙΩΝ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΞΥΛΟΓΩΝΙΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΩΝ ΞΥΛΟΓΩΝΙΩΝ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΞΥΛΙΝΩΝ ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΞΥΛΙΝΩΝ ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΩΝ ΞΥΛΙΝΩΝ ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΥΛΙΚΑ ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΔΟΚΙΜΙΩΝ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ ΔΟΚΙΜΙΩΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΚΑΜΨΗ

4 5.2 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΠΛΑΓΙΑ ΚΑΜΨΗ ΤΡΟΠΟΣ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗΣ ΤΩΝ ΔΟΚΙΜΙΩΝ ΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΠΛΗΣ ΚΑΒΙΛΙΑΣ ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΟΡΣΟΥ ΕΓΚΟΠΗΣ ΣΥΝΔΕΣΗ ΞΥΛΟΓΩΝΙΩΝ ΣΥΝΔΕΣΗ ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ / SUMMARY SUMMARY ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 117 3

5 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παράλληλα με την εκπολιτιστική πορεία του ανθρώπου που διεξήχθη ανά τους αιώνες, συμβάδισε και η εξέλιξη της επιπλοποιίας. Τα πρώτα έπιπλα δεν ήταν παρά μεγάλες πέτρινες πλάκες ή απλοί κορμοί δέντρων. Πολύ γρήγορα όμως, οι άνθρωποι άρχισαν να τα λαξεύουν, να τους δίνουν σχήματα πιο εξυπηρετικά για αυτούς και καλλίτεχνα. Για την κατασκευή τους χρησιμοποιήθηκε κυρίως ξύλο και μέταλλο, αλλά και άλλα υλικά, όπως πλαστικό, δέρμα και διάφορα είδη υφασμάτων. Αναμφισβήτητα, η ζωή και η καθημερινότητα του ανθρώπου είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη χρήση των επίπλων, αφού χρησιμεύουν στην ανάπαυση, την προετοιμασία φαγητού, την αποθήκευση αντικειμένων, την διακόσμηση χώρων και την επιτέλεση άλλων δραστηριοτήτων (Eckelman, 2003-a). Κατ επέκταση, τα έπιπλα πρέπει να εξοπλίζουν τους χώρους από τους οποίους περιβάλλεται ο άνθρωπος και να καλύπτουν τις βασικές λειτουργικές ανάγκες του με τέτοιο τρόπο, ώστε να προσφέρουν την απαιτούμενη άνεση και ασφάλεια κατά τη διάρκεια της χρήσης, όσο το δυνατόν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, αλλά και να ικανοποιούν τα αισθητικά κριτήρια του χρήστη. Μία από τις σημαντικότερες οικογένειες επίπλων αποτελούν τα επενδυμένα έπιπλα και ένα μεγάλο μέρος των χρημάτων που διαθέτει μία οικογένεια για επίπλωση του σπιτιού προορίζεται συνήθως για αγορά επενδυμένων επίπλων. Προσδοκάται, λοιπόν, η συνεισφορά της συγκεκριμένης ομάδας επίπλων στην άνεση, τη χαλάρωση του ανθρώπου, αλλά και την αισθητική του χώρου. O όρος «επενδυόμενα ή επενδυμένα» έπιπλα αναφέρεται σε μία μεγάλη ποικιλία επίπλων, τα οποία έχουν το κοινό χαρακτηριστικό ότι επενδύονται, είτε στην ολότητά τους είτε ένα μέρος του σώματος της ξυλοκατασκευής. Εκτός, λοιπόν, από τον ξύλινο σκελετό που είναι ο βασικός κορμός στήριξης του επίπλου, τα επενδυόμενα έπιπλα αποτελούνται και από άλλα υλικά επένδυσης και υποστήριξης, που χρησιμοποιούνται με σκοπό να προσφέρουν άνεση, υποστήριξη του σώματος και λειτουργικότητα στο έπιπλο. Από μεγάλο αριθμό ατόμων τα έπιπλα αυτά θεωρούνται αποκτήματα μιας ζωής και είναι συχνό φαινόμενο να κληρονομούνται στις επόμενες γενιές ως κειμήλια. Αυτός είναι και ένας από τους λόγους, που οδηγεί ερευνητές και κατασκευαστές να βρίσκονται σε συνεχή προσπάθεια εύρεσης τρόπων κατασκευής ακόμη πιο ανθεκτικών και ποιοτικών επενδυόμενων επίπλων (Abbott, 1977). Ένας από τους πιο προσιτούς και εύκολους στην υλοποίηση, τρόπους μελέτης της συμπεριφοράς των επίπλων είναι η εξέταση της αντοχής σε διάφορους τρόπους φόρτισης των συνδέσεων, που φέρει αυτό. Έχουν υπάρξει προσπάθειες έρευνας της συμπεριφοράς και της σταθερότητας ολόκληρων επίπλων, αλλά η έρευνα των συνδέσεων μεμονωμένα, μπορεί 4

6 να προσφέρει σημαντικές πληροφορίες, χωρίς να απαιτείται να αφιερωθούν πάρα πολύς χρόνος, κόπος και κόστος. Αναμφίβολα, η γνώση της αντοχής και της συμπεριφοράς των συνδέσεων αποτελεί βασική προϋπόθεση για τον ορθολογικό σχεδιασμό κάθε ξύλινης κατασκευής, όπως και του επενδυόμενου επίπλου. Η παρούσα, λοιπόν, εργασία πραγματεύεται τον έλεγχο της αντοχής των βασικότερων και συνηθέστερα χρησιμοποιούμενων συνδέσεων ενός επενδυόμενου επίπλου σε δυνάμεις κάμψης και εφελκυσμού, και την μεταξύ τους σύγκριση, χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά είδη ξύλου. Επιπλέον, εξετάζεται η ελαστικότητα των συνδέσεων που μελετώνται, κατά τον έλεγχο των συνδέσεων σε κάμψη και πλάγια κάμψη. Αρχικά, στο δεύτερο κεφάλαιο πραγματοποιείται η ανασκόπηση βιβλιογραφίας, που αφορά στο επενδυόμενο έπιπλο, στους παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή και σταθερότητά του και γίνεται παρουσίαση των τεσσάρων συνδέσεων, που εξετάζονται στο πειραματικό μέρος της εργασίας αυτής. Παράλληλα, πραγματοποιείται ανασκόπηση των δημοσιευμένων ερευνών πάνω στις μηχανικές ιδιότητες των συγκεκριμένων συνδέσεων και των αποτελεσμάτων τους. Στο τρίτο κεφάλαιο καταγράφονται τα κίνητρα που οδήγησαν στην επιλογή του συγκεκριμένου θέματος προς έρευνα και ο σκοπός της παρούσας εργασίας. Ακολούθως, στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στο πειραματικό μέρος της εργασίας και τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την εν λόγω έρευνα, πραγματοποιείται στατιστική ανάλυση, σχολιασμός και σύγκριση των αποτελεσμάτων αυτών με αποτελέσματα άλλων ερευνητών. Τέλος, εκθέτονται τα συμπεράσματα τα οποία εξήχθησαν μετά την ολοκλήρωση του ερευνητικού πειράματος και προτάσεις για μελλοντική επέκταση της έρευνας. Δίνονται επίσης, περίληψη σε ελληνική και αγγλική γλώσσα, η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε και παράρτημα με τους αναλυτικούς πίνακες αποτελεσμάτων. 5

7 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.1 ΤΑ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΑ ΕΠΙΠΛΑ Στα προς επένδυση έπιπλα περιλαμβάνονται όλα εκείνα τα έπιπλα, τα οποία αποτελούνται από έναν βασικό κορμό στήριξης του επίπλου, τον σκελετό, πάνω στον οποίο τοποθετούνται και σταθεροποιούνται μία άλλη ομάδα υλικών, που σκοπό έχουν την επένδυση του επίπλου. Καλούνται αλλιώς και έπιπλα «ταπετσαρίας», ενώ ουσιαστικά πρόκειται για έπιπλα που βρίσκονται σχεδόν σε κάθε χώρο, είτε είναι οικιακός χώρος, είτε επαγγελματικός ή απλά, κάποιος χώρος αναμονής. Τα επενδυμένα έπιπλα στοχεύουν στην εξασφάλιση άνεσης, ανάπαυσης, χαλάρωσης, ευημερίας του ανθρώπου και κατ επέκταση κάλυψη κάποιων από τις σημαντικότερες ανάγκες του ανθρώπου, όπως είναι ο ύπνος. Στην ομάδα των επενδυμένων επίπλων περιλαμβάνονται, αναλυτικά, ο καναπές (διθέσιος, τριθέσιος, γωνιακός, κυκλικός κ.α.), η καρέκλα, το σκαμνί, η πολυθρόνα, το ανάκλιντρο, το υποπόδιο, το επενδυμένο κρεβάτι κ.α., σύγχρονα ή εποχής, των οποίων τα βασικά κατασκευαστικά στοιχεία είναι κρυμμένα στο εσωτερικό του επίπλου (Wang et al., 2007). Εικ.1 Ένας από τους βασικότερους εκπροσώπους επενδυμένου επίπλου: Καναπές τριών θέσεων (Πηγή: Σε ένα επενδυμένο έπιπλο είναι δυνατό να παρατηρηθεί επένδυση ολόκληρου του σώματος του επίπλου ή να επενδυθεί μόνο ένα μέρος αυτού. Συνήθως, επενδύονται τα σημεία με τα οποία έρχεται συχνότερα σε επαφή το σώμα του χρήστη, όπως το σημείο καθίσματος, 6

8 τα μπράτσα ενός επίπλου ή η πλάτη του με υλικά υποστήριξης και επένδυσης, διότι είναι τα βασικά σημεία στα οποία στηρίζεται το σώμα του ανθρώπου και το βάρος αυτού. Εικ.2 Επενδυμένα έπιπλα: πολυθρόνα και υποπόδιο με σχεδόν απόλυτη κάλυψη του σώματός τους (Πηγή: Εικ.3 Επενδυμένα έπιπλα: ανάκλιντρο (αριστερά), καρέκλες (ενδιάμεσα κ δεξιά), στα οποία μένουν εκτός επένδυσης συγκεκριμένα σημεία τους (Πηγή: Ανάλογα, λοιπόν, με το σχέδιο του επενδυόμενου επίπλου, μπορεί να είναι ορατά κάποια από τα σημεία του σκελετού, για να αναβαθμίσουν την αισθητική του εμφάνιση, συνήθως κάποια από τα άκρα του (μπράτσα, πόδια, σημεία πλάτης κ.α.) (Purchase Description, 2005). Μικρά και φαινομενικά δευτερεύοντα πράγματα που φέρουν τα ακάλυπτα σημεία του επενδυόμενου επίπλου, όπως είναι κάποιες διατομές, ψηφιδωτά, ξυλόγλυπτα στοιχεία, διάφορα εξαρτήματα, που μπορούν να κατασκευαστούν, όπως σφαιρικά στοιχεία ή λαβές είναι ιδιαίτερης σημασίας για τη συνολική εντύπωση ενός επενδυμένου επίπλου. 7

9 Εικ.4,5 Επενδυμένα έπιπλα εποχής, στα οποία παραμένουν εμφανή κάποια σημεία του σκελετού τους: πολυθρόνα (αριστερά) και ανάκλιντρο (δεξιά) (Πηγή: Στα επενδυμένα έπιπλα μπορούν να ενταχθούν και κάποια κρεβάτια, των οποίων ο ξύλινος σκελετός επενδύεται, κρύβοντας έτσι τα κατασκευαστικά στοιχεία, τα ξύλινα μέλη από τα οποία απαρτίζεται, όπως και την συνδεσμολογία της κατασκευής (Εικ.6,7) Εικ.6,7 Πλήρως επενδυμένα κρεβάτια (Πηγή: ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΩΝ ΕΠΙΠΛΩΝ Κάθε έπιπλο πρέπει να προσαρμόζεται στις απαιτήσεις και τις ανάγκες του ανθρώπου και να είναι διαμορφωμένο με βάση αυτές. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με μελέτη κάποιων παραγόντων, όπως είναι η μέριμνα για την επιλογή κατάλληλων διαστάσεων στο έπιπλο, ώστε αυτές να προσαρμόζονται στις διαστάσεις του ανθρωπίνου σώματος. Τα έπιπλα θα 8

10 πρέπει γενικώς να κατασκευάζονται με τέτοιο τρόπο, ώστε να χρησιμοποιούνται από ανθρώπους διαφορετικού μεγέθους και για αυτόν το λόγο σαν βάση λαμβάνεται ο μέσος όρος διαστάσεων σώματος. Σημαντικό για τη λειτουργικότητα και χρησιμότητα ενός επίπλου είναι ακόμη ο σωστός τρόπος κατασκευής (μέθοδος), το κατάλληλο είδος ξύλου και η σωστά επεξεργασμένη επιφάνεια του επίπλου (Wolfgang, 1996). Εάν ληφθούν υπ όψη αυτά τα βασικά σημεία, το έπιπλο μπορεί να εκπληρώσει το σκοπό του, αλλά όχι απαραίτητα και την ομορφιά στην όψη. Αυτό επιτυγχάνεται, κυρίως, δια μέσου της σχέσης των διαστάσεων (αναλογιών) των ξύλινων στοιχείων, των καθαρών διευθύνσεων των γραμμών του επίπλου, τον τρόπο επεξεργασίας του ξύλου ως υλικού και τέλος, τον τρόπο και τα υλικά επένδυσης του επενδυόμενου επίπλου (Wolfgang, 1996). Επιπλέον, για να παραχθούν έπιπλα υψηλής ποιότητας, είναι απαραίτητη εκτός από την επιλογή της κατάλληλης κατασκευής (μορφής), η επιλογή των κατάλληλων υλικών, η ακρίβεια των διαστάσεων των επί μέρους τμημάτων, η καταλληλότητα των συνδέσεων, η κατάλληλη τεχνολογία, η ακρίβεια στην κατασκευή και ο έλεγχος της παραγωγής (Καραλίβανος, 1992) Το πλαίσιο ή σκελετός ενός επενδυόμενου επίπλου μπορεί να κατασκευαστεί από συμπαγές ξύλο, σύνθετα προϊόντα ξύλου, όπως αντικολλητό, ξυλοπλάκα με μεγάλα προσανατολισμένα ξυλοτεμαχίδια (Oriented Strandboard) και προϊόντα πολτοποίησης, όπως ινοπλάκα μέσης πυκνότητας (Wang et al. 2007, Michael s Design 2003). Όπως είναι φυσικό, ο σκελετός από συμπαγές ξύλο (οξιά, σφενδάμι κ.α.) αποδεικνύεται ανθεκτικότερος των άλλων υλικών και έπεται σε αντοχή το αντικολλητό ξύλο, η ινοσανίδα, ενώ από τα λιγότερο ανθεκτικά υλικά αποδεικνύεται η ξυλοπλάκα με μεγάλα προσανατολισμένα ξυλοτεμαχίδια (OSB) (Kasal, 2006). Αυτό οφείλεται στη δομή του συμπαγούς ξύλου και στο γεγονός ότι αυτό χαρακτηρίζεται από υψηλή εσωτερική αντοχή, μεγαλύτερη αυτής των συγκολλημένων προιόντων. Επιπλέον, στο συμπαγές ξύλο είναι εύκολο να δημιουργηθούν πολύ πιο λείες επιφάνειες σε σχέση με τα συγκολλημένα προϊόντα και αυτό συνεπάγεται καλύτερη συγκόλληση επιφανειών και πολύ πιο ανθεκτικές συνδέσεις (Kasal, 2006). Σε κάποια σημεία του επενδυμένου επίπλου, όπου δεν είναι υψηλές οι απαιτήσεις σε αντοχή, πολλοί κατασκευαστές επιλέγουν συμπαγές ξύλο λεύκης, ώστε να εκμεταλλευτούν κάποια από τα πλεονεκτήματα του συγκεκριμένου ξύλου, όπως το πολύ χαμηλό βάρος που έχει σε σχέση με τον όγκο του και επίσης, δίνει τη δυνατότητα εύκολης κατεργασίας της επιφάνειάς του (καμπύλες επιφάνειες, χάραξη κάποιου σχεδίου κ.τ.λ.) 9

11 Εικ.8 Άποψη ξύλινου σκελετού επενδυόμενου επίπλου (Πηγή: Το κυριότερο, όμως, μέρος του επενδυμένου επίπλου αποτελεί, αναμφισβήτητα, ο κορμός του επίπλου, δηλαδή ο σκελετός του. Συνεπώς, ο σκελετός θα πρέπει να χαρακτηρίζεται από τα παρακάτω: σταθερότητα, αντοχή, λειτουργικότητα, στερεότητα και ακεραιότητα. Ο όρος «σταθερότητα» αναφέρεται στο γεγονός ότι ο σκελετός πρέπει να κατασκευάζεται από σκληρό ξύλο, μέσης έως μεγάλης πυκνότητας, το οποίο έχει ξηρανθεί τεχνητά σε ξηραντήριο, με στενούς όμοιους όσο είναι δυνατόν δακτυλίους και χωρίς σφάλματα (ρόζους, ραγάδες, ρητινοθύλακες κ.λ.π.), ιδιαίτερα στα σημεία ένωσης (Abbott, 1977). Ο όρος «αντοχή» αναφέρεται στη δυνατότητα ανθεκτικότητας του σκελετού σε εξωτερικές πιέσεις και εσωτερικές τάσεις για μεγάλο χρονικό διάστημα, χωρίς να εξασθενούν οι συνδέσεις του ή να σπάει κάποιο από τα μέλη του. Η «λειτουργικότητα» αφορά κυρίως την ασφάλεια των συνδέσεων, την απουσία ανωμαλιών στις επιφάνειες του ξύλου, αιχμηρών άκρων, παραμορφώσεων, αλλά και τη δυνατότητα διατήρησης της αντοχής της κατασκευής, ακόμη και σε περίπτωση που αυτή έχει υποστεί κάποια φθορά ή βλάβη (TFEC, 2007). Η «στερεότητα» αναφέρεται στην εξασφάλιση απουσίας τριξιμάτων και κινήσεων των μελών του σκελετού (αποφεύγονται με χρήση καρφιών, πρόσθετη συγκολλητική ουσία, ξυλογωνίες, μεταλλικές ενισχυτικές πλάκες κ.α.). Τέλος, η «ακεραιότητα» του σκελετού είναι απαραίτητο χαρακτηριστικό ενός σκελετού, διότι συμβάλει στη διάρκειά του στον χρόνο και στη σωστή κάλυψη των αναγκών του χρήστη (Abbott, 1977). 10

12 Εικ.9 Τα μέρη από τα οποία αποτελείται ο τυπικός επενδυμένος καναπές (Πηγή: Στην παραπάνω εικόνα (Εικ.9) φαίνονται αναλυτικά τα μέρη ενός επενδυμένου καναπέ: Α. Σκελετός επενδυμένου καναπέ δύο θέσεων, κατασκευασμένος από συμπαγές ξύλο οξιάς Β. Ενισχυτικές λωρίδες καραβόπανου (λινάτσας) που προσφέρουν αντοχή και διατήρηση του σχήματος του επίπλου. C. Παραγεμισμένες θήκες μαξιλαριών πλάτης D. Μαξιλάρια καθίσματος με ανθεκτικό και μεγάλης πυκνότητας υλικό. E. Ύφασμα καλύμματος μαξιλαριού F. Συνδέσεις που συνδυάζουν καβίλιες, καρφιά και συγκολλητική ουσία, ώστε να εξασφαλιστεί η μέγιστη αντοχή και σταθερότητα στην κατασκευή. G. Σύστημα συνδεδεμένων σουστών, ελικοειδούς μορφής. H. Υλικό με ιδιότητες επιβράδυνσης της φωτιάς I. Με ιδιαίτερη προσοχή ραμμένο κομμάτι υφάσματος (κουρτινάκι), ώστε να κρύβει το πρόσθιο τμήμα του επίπλου. 11

13 Εικ.10 Τριθέσιος καναπές, στου οποίου το αριστερό μέρος έχουν αφαιρεθεί τα υλικά επένδυσης (Πηγή: Πέραν του ξύλινου πλαισίου, το επενδυμένο έπιπλο αποτελείται από το σύστημα συγκρατητικών ιμάντων, που δρουν υποστηρικτικά στα σημεία καθίσματος και στα υπόλοιπα υλικά υποστήριξης, όπως και επένδυσης. Οι ιμάντες αυτοί, είναι φτιαγμένοι από ατσάλι, λάστιχο και σπανιότερα από γιούτα και τοποθετούνται παράλληλα και κάθετα πεπλεγμένοι, ώστε να προσδίδουν την απαιτούμενη στερεότητα στην κατασκευή. Είναι το βασικό στερεωτικό υλικό, στο οποίο συνήθως ράβεται ή δένεται με σπάγκο το πλαίσιο των σουστών (Abbott, 1977). Εικ.11 Πολυθρόνα στην οποία είναι εμφανή τα υλικά που επικαλύπτουν το σκελετό και ολοκληρώνουν το έπιπλο (Πηγή: 12

14 Επιπλέον, το πλαίσιο σουστών και ο τρόπος τοποθέτησης αυτών, είναι από τα βασικά σημεία του επενδυμένου επίπλου, διότι από αυτά εξαρτάται το σχήμα, η άνεση και εν μέρει η αντοχή του, διότι δέχεται τις διαφόρων ειδών φορτίσεις, που προκύπτουν κατά τη χρήση του επίπλου (Abbott, 1977). Οι σούστες μπορεί να είναι, είτε ημιτονοειδούς μορφής (οδοντωτές), είτε ελικοειδούς μορφής (κωνικές ή σε σχήμα κλεψύδρας) και η επιλογή της μορφής της σούστας γίνεται κατά περίπτωση, ανάλογα με το σχήμα που επιθυμείται να δοθεί στο έπιπλο (GSA, 2009). Οι σούστες είναι συνήθως ατσάλινες και τοποθετούνται κεντραρισμένες, η μία κοντά στην άλλη, πλεγμένες με καλής ποιότητας σπάγκο (συνήθως σε οχτώ σημεία η κάθε σούστα, εάν πρόκειται για ελικοειδούς μορφής) ή μεταλλικούς συνδετήρες. Η ελικοειδούς μορφής σούστα είναι η παλαιότερη εκ των δύο και έχει συνδεθεί με ακριβά και πολυτελή έπιπλα (Zhang et al., 2000). Ενώ οι ημιτονοειδούς μορφής σούστες είναι ευκολότερες στην κατασκευή, οικονομικότερες των ελικοειδούς μορφής, αλλά έχουν την τάση να μεταφέρουν όλες τις φορτίσεις στο εμπρόσθιο και οπίσθιο οριζόντιο στοιχείο του επίπλου, καταπονώντας τα, έτσι, σε μεγάλο βαθμό. Σε αντίθεση, το σύστημα ελικοειδών σουστών μεταφέρει φορτία σε όλη την κατασκευή μέσω της επαφής του με τα ξύλινα οριζόντια στηρίγματα, που είναι κάθετα τοποθετημένα στις βασικές ράγες του επίπλου (Zhang et al., 2000). Εικ.12,13 Σύστημα ελικοειδούς μορφής σουστών, χειρωνακτικά δεμένες (Πηγή: 13

15 Εικ.14 Σύστημα ημιτονοειδούς μορφής σουστών (Πηγή: Στην επάνω επιφάνεια αυτών των δύο συστημάτων (σύστημα συγκρατητικών ιμάντων και σύστημα σουστών) προσαρμόζεται συνήθως χοντρό ύφασμα (λινάτσα), με σκοπό να εμποδίζει την άμεση επαφή των υφασμάτων και του υλικού παραγεμίσματος με το πλαίσιο σουστών ή ιμάντων (Abbott, 1977). Υπάρχουν διαφορετικών βαθμών λινάτσες, εκ των οποίων επιλέγονται συχνότερα η συνθετική και η λινάτσα γιούτας, η οποία αποδεικνύεται ποιοτικότερη. Επίσης, λωρίδες λινάτσας προσαρμοσμένες σε αιχμηρές γωνίες ή άκρες, προστατεύουν τα υλικά επένδυσης από την πιθανή καταστροφή τους, λόγω τριβής (Abbott, 1977). Στην εξωτερική επιφάνεια αυτών τοποθετούνται υλικά παραγεμίσματος και μαξιλάρια, των οποίων λόγος ύπαρξης είναι η άνεση και υποστήριξη του ανθρωπίνου σώματος (Purchase Description, 2005). Εικ.15 Υλικά παραγεμίσματος (επάνω latex αφρός και κάτω ο συμβατικός μπλε αφρός) (Πηγή: 14

16 Ως υλικά παραγεμίσματος επιλέγονται, συνήθως, ίνες πολυεστέρα ή αφρός πολυουρεθάνης, και ιδιαίτερα για τα σημεία καθίσματος, χρησιμοποιούνται τα ίδια υλικά, κατασκευασμένα, όμως, σε υψηλότερη πυκνότητα, ώστε να ανθίστανται στις συνεχείς και έντονες φορτίσεις. Ως υλικά γέμισης μπορούν να χρησιμοποιηθούν, διάφορα προϊόντα φυτικής προέλευσης (είδος χόρτου, άχυρο, τύρφη, αποξηραμένοι καρποί), ζωικής προέλευσης (ύφασμα από τρίχα, μαλλί κ.α.), συνθετικά προϊόντα (αφρώδη κ.α.) ή συνδυασμός αυτών (Νavratil, 2005). Tα υλικά παραγεμίσματος είναι επιθυμητό να είναι διαπερατά από αέρα (θέμα υγιεινής), να έχουν επαρκή ελαστικότητα, αντοχή, απαλότητα και να διαθέτουν, εάν είναι δυνατό, μυνητοκτόνες και αντιπυρικές ιδιότητες (Jancova, 2005). Το υλικό αυτό ράβεται στο εσωτερικό ειδικών υφασμάτινων φακέλων, ώστε να παραμένει ομοιόμορφα τοποθετημένο και να διατηρεί το αρχικό σχήμα του, καθ όλη τη διάρκεια χρήσης του επίπλου (Purchase Description, 2005). Αξίζει να αναφερθεί επίσης, ότι μεταξύ του πλαισίου των σουστών και των μαξιλαριών, δεν πρέπει να υπάρχει κενό, ώστε μέσω της επαφής των δύο, να εξασφαλίζεται η κατάλληλη στήριξη των μαξιλαριών (Purchase Description, 2005). Αφού έχουν καλυφθεί πλήρως με μαλακό υλικό, όλες οι αιχμηρές άκρες του ξύλινου σκελετού και του πλαισίου σουστών, η κατασκευή ντύνεται με διπλό συνήθως ύφασμα, το οποίο αποτελείται εσωτερικά από χοντρό, ανθεκτικό στην τριβή υλικό και εξωτερικά από ύφασμα πιο εκλεπτυσμένο, προσεγμένο σε χρώμα, σχέδιο, υφή, το οποίο σταθεροποιείται με συνδετηροκαρφιά, σε μη ορατά σημεία. Εάν το επιτρέπει το σχέδιο του επίπλου μπορεί η σταθεροποίηση του εξωτερικού υφάσματος να πραγματοποιηθεί εν μέρει και σε εμφανές σημείο με πρόκες ή κάποιον άλλο, αισθητικά αποδεκτό τρόπο. Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα χρησιμοποίησης ενός ειδικού εξαρτήματος (zipper), για την σταθεροποίηση του υλικού κάλυψης του επενδυμένου επίπλου σε σημεία κεκλιμένων επιφανειών (Εικ.18), όπως τα μπράτσα ή την κεφαλή του επίπλου. Το μεταλλικό αυτό εξάρτημα είναι ιδιαίτερα χρήσιμο και για τον πρόσθετο λόγο, ότι προσφέρει τη δυνατότητα εύκολης και γρήγορης αλλαγής του υφάσματος του επενδυμένου επίπλου (ConsumerReports.org, 2008). 15

17 Εικ.16,17 Τρόποι σταθεροποίησης των υλικών επένδυσης στο επενδυμένο έπιπλο: συνδετηροκαρφιά (αριστερά) και πρόκες με μεγάλη κεφαλή (δεξιά) (Πηγή: Εικ.18 Τρόπος στήριξης υλικού εξωτερικής επένδυσης σε κεκλιμένες επιφάνειες (π.χ. μπράτσα πολυθρόνας) (Πηγή: Το ύφασμα συνήθως αποτελείται από 70% πολυεστέρα και 30% ολεφίνη (παράγωγο πετρελαίου, υλικό ανθεκτικό σε θραύση, φθορά, μούχλα και υγρασία) και πρέπει να τεντώνει και να εφαρμόζει σφιχτά στην κατασκευή (Purchase Description, 2005). Χρησιμοποιούνται συχνά και σατέν υφάσματα, ρεγιόν (τεχνητό μετάξι) ή λεπτά λινά υφάσματα (Purchase 16

18 Description, 2005). Μεγάλης σημασίας είναι το μικροκλίμα που δημιουργείται από τα υφάσματα και τα άλλα υλικά επένδυσης, το οποίο πρέπει να είναι συμβατό με το χρήστη, ώστε να διατηρείται μία ευχάριστη αίσθηση ευεξίας και χαλάρωσης. Έχουν συσταθεί τα εξής μέγιστα όρια των +35 C για θερμοκρασία και 75 % για σχετική υγρασία, κατά την επαφή των υλικών με τον άνθρωπο, ώστε οι συνθήκες να επιτρέπουν και να ευνοούν την ανάπαυση και άνεση του χρήστη (Devantier and Gelhard, 2005). Η βάση του επίπλου επενδύεται με μαύρο βαμβακερό ύφασμα, που ανθίσταται στη σκόνη και εμποδίζει την εισχώρηση της στο εσωτερικό του επίπλου. Δίνει μία σχετικά καθαρή και προσεγμένη όψη στην κάτω (μη ορατή) πλευρά του επίπλου, κρύβοντας ιμάντες, σούστες και υλικά παραγεμίσματος (Abbott, 1977). Για να παραχθεί ένα καλοσχεδιασμένο και ανθεκτικό επενδυμένο έπιπλο, είναι μεγάλης σημασίας η επιλογή πρώτων υλών υψηλής ποιότητας, αλλά και η ορθή επιλογή και κατασκευή των συνδέσεων που θα ενώνουν τα διάφορα ξύλινα στοιχεία του επίπλου (Wang et al, 2007). Πολλές έρευνες έχουν δείξει πως τα επενδυμένα, αλλά και τα περισσότερα έπιπλα καταστρέφονται λόγω εξασθένησης των συνδέσεων, παρά εξαιτίας καταστροφής στο σώμα των μελών από τα οποία απαρτίζονται (Kasal, 2006). Σήμερα, χρησιμοποιούνται πλέον, πολλά ειδικά σχεδιαστικά προγράμματα και περιβάλλοντα υπολογιστή (computer aided design CAD και computer aided engineering CAE), με τη βοήθεια των οποίων υλοποιείται πιο ορθά ο υπολογισμός των φορτίσεων, που ασκούνται και ο σχεδιασμός του επίπλου, μειώνοντας, έτσι, τις πιθανότητες αποτυχίας ή κατάρρευσης της κατασκευής (Smardzewski and Prekrat, 2009). Με τη βοήθεια τέτοιων προγραμμάτων, προσδιορίζονται οι εξωτερικές και εσωτερικές τάσεις που δρουν στην κατασκευή, κατά τη λειτουργία της και υπολογίζονται οι διαστάσεις των στοιχείων, που απαιτούνται για τη μεταφορά αυτών των τάσεων. Επίσης, αναλύεται ο τρόπος κατανομής των εσωτερικών τάσεων και των εξωτερικών φορτίσεων στα στοιχεία, ώστε να μην υπερφορτίζεται δυσανάλογα κάποιο από αυτά και όταν είναι απαραίτητο αυτομάτως, επανασχεδιάζονται τα στοιχεία και οι τρόποι σύνδεσης (Eckelman, 2003). Καθ όλη τη διάρκεια ζωής τους, τα επενδυόμενα έπιπλα εκτίθενται σε επαναλαμβανόμενες φορτίσεις που οδηγούν σε καταπόνηση του επίπλου και εξασθένηση των συνδέσεων, για αυτό και η ανταπόκριση των ξύλινων μελών και ειδικότερα των συνδέσεων είναι αποφασιστική για την ποιότητα του επίπλου (Wang et.al., 2007). Σε ένα επενδυόμενο έπιπλο σημεία καταπόνησης δεν θεωρούνται μόνο οι γωνίες, αλλά και τα σημεία που υπόκεινται σε φορτίσεις, όπως είναι το σημείο καθίσματος, η πλάτη και ελαφρώς τα μπράτσα 17

19 (Kasal, 2006). Λόγω του ότι ο σκελετός ενός επενδυμένου επίπλου καταπονείται κατά κύριο λόγο από καμπτικές δυνάμεις, επιβάλλεται να επιλέγονται υλικά και συνδέσεις που διαθέτουν υψηλή αντοχή σε κάμψη (Kasal, 2006). Εικ.19 Έλεγχος αντοχής ολόκληρου του επενδυμένου επίπλου (ασκούνται διαφορετικών κατευθύνσεων φορτίσεις στα βασικά σημεία του επίπλου: μπράτσα, κάθισμα, πλάτη, πόδια) (Πηγή: Standard FNAE A) Πλέον γίνεται και έλεγχος της αντοχής όλου του επενδυμένου επίπλου (FNAE A), εκτός των μεμονωμένων συνδέσεων, κατά τον οποίο ασκούνται φορτίσεις κάθετα στην επιφάνεια καθίσματος, στα μπράτσα, στην πίσω υποστηρικτική επιφάνεια του καθίσματος και εσωτερικά των μπράτσων δυνάμεις απόκλισης, δίνοντας τη δυνατότητα συνολικής αξιολόγησης της αντοχής της τελικής κατασκευής (Wang 2007, Eckelman and Erdil 2000-a). Εικ.20 Σχηματική απεικόνιση των βασικών φορτίσεων που ασκούνται σε έναν τυπικό ξύλινο σκελετό επενδυμένου καναπέ (Πηγή: Standard FNAE A) 18

20 Σε έναν σκελετό επενδυμένου επίπλου (Εικ.20) οι φορτίσεις που ασκούνται διαμοιράζονται στα ξύλινα στοιχεία του, αλλά και τα σημεία σύνδεσης του σκελετού. Η αντοχή των γωνιακών συνδέσεων του σκελετού είναι μεγάλης σημασίας, διότι από αυτές εξαρτάται κυρίως η σταθερότητα του πλαισίου και η διατήρηση του σχήματός του. Σε μεγάλη καταπόνηση, όμως, υπόκεινται και οι ενδιάμεσες συνδέσεις που ενώνουν τις οριζόντιες τραβέρσες του επίπλου μεταξύ τους (πρόσθια και οπίσθια), διότι δέχονται μεγαλύτερες φορτίσεις, ιδιαίτερα στα σημεία καθίσματος του ανθρωπίνου σώματος. Οι γωνιακές και ενδιάμεσες συνδέσεις ενός σκελετού επενδυμένου επίπλου θα πρέπει να είναι μεγάλης σταθερότητας και για να μπορούν να ανθίστανται σε κάθε είδους φόρτιση (στατική, δυναμική). 2.3 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΩΝ ΕΠΙΠΛΩΝ Η ποιότητα των παραγόμενων επίπλων είναι, αναμφίβολα, απαραίτητο στοιχείο. Είναι αναπόφευκτο, όλο και περισσότερο, να συγκεντρώνεται η προσοχή των κατασκευαστών, των παραγωγών, όπως και των καταναλωτών στην ποιότητα των επίπλων, όπως και των επενδυμένων επίπλων. Επιπρόσθετα, ο ανταγωνισμός στην αγορά των επίπλων υποχρεώνει με αυξανόμενο ρυθμό, τους ειδικούς να κατασκευάζουν έπιπλα που ανταποκρίνονται, εκτός από τις αισθητικές και λειτουργικές απαιτήσεις και στις απαιτήσεις σε στερεότητα και αντοχή (Καραλίβανος, 1992). Για την επίτευξη του στόχου της κατασκευής ποιοτικότερων ξυλοκατασκευών είναι απαραίτητη, όπως προαναφέρθηκε, η καταλληλότητα των συνδέσεων, η ακρίβεια στην κατασκευή τους και ο συνυπολογισμός των παραγόντων εκείνων που επηρεάζουν την συμπεριφορά της εκάστοτε σύνδεσης. Μετά από ανάλυση διαφόρων ερευνών, διαπιστώθηκε πως οι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη στερεότητα των συνδέσεων είναι οι ακόλουθες (Καραλίβανος, 1996): 1. Το είδος του υλικού των τεμαχίων της σύνδεσης και οι ιδιότητές του. 2. Το είδος της σύνδεσης 3. Οι διαστάσεις των συνδετικών στοιχείων 4. Η σύσφιξη της σύνδεσης 5. Το είδος της κόλλας και η ποσότητα επάλειψης 6. Η αδρότητα των προς συγκόλληση επιφανειών και 7. Η ύπαρξη υγρασίας στα επιμέρους τμήματα της σύνδεσης 19

21 Επιπλέον, παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή μίας σύνδεσης αποτελούν η γεωμετρία της κατασκευής και οι φορτίσεις στις οποίες εκτίθεται η κατασκευή (Soltis and Ritter, 1996). Η διαδικασία για την κατασκευή ενός επενδυμένου επίπλου πρέπει να είναι η εξής: Το πρώτο βήμα για την κατασκευή είναι ο υπολογισμός του συνόλου των εξωτερικών φορτίσεων που δέχεται κατά τη διάρκεια της χρήσης του. Έπεται ο σχεδιασμός των διαστάσεων των μελών που απαιτούνται, ώστε να ανθίστανται σε αυτές τις φορτίσεις. Αναλύεται η ένταση και η συνέργεια των εσωτερικών τάσεων της κατασκευής, που δημιουργούνται, συνήθως από εξωτερικούς παράγοντες (φορτίσεις) και μετά από αυτό, ακολουθεί επανασχεδιασμός των μελών, ώστε κάθε τμήμα του επίπλου να υφίσταται τέτοιου βαθμού, εσωτερικές τάσεις που να είναι σε θέση, με ευκολία, να αντέξει. Τέλος, υλοποιείται ο σχεδιασμός των συνδέσεων, οι οποίες θα μεταφέρουν με ασφάλεια, τις εσωτερικές τάσεις και φορτίσεις σε όλη την κατασκευή, με τρόπο που να μπορεί η κατασκευή να ανθίσταται σε αυτές, παραμένοντας σταθερή καθ όλη τη διάρκεια ζωής της (Wang, 2007). Η αντοχή και η σταθερότητα ενός επίπλου, εξαρτάται κατά κύριο λόγο από το σχεδιασμό του και τη συνδεσμολογία του, δηλαδή τον τρόπο ένωσης δύο ή περισσοτέρων ξύλινων στοιχείων (Efe, et al., 2004). Για την επίτευξη της μέγιστης σταθερότητας και αντοχής μίας σύνδεσης, απαιτείται ο σχεδιασμός να είναι προσαρμοσμένος στη δυνατότητα αντοχής του ξύλου είτε εγκάρσια, είτε κατά μήκος, καθώς και στις διαστασιακές μεταβολές που είναι πιθανό να συμβούν εξαιτίας αυξομείωσης της περιεχόμενης υγρασίας του ξύλου (Soltis, 1999). Οι συνδέσεις, λοιπόν, αποτελούν βασικά και κρίσιμα σημεία της ξύλινης κατασκευής, διότι μεταφέρουν φορτίσεις μεταξύ των στοιχείων της κατασκευής, συγκρατούν το εποικοδόμημα και διατηρούν την ομοιογένεια και την ολότητα του επίπλου κατά τη φόρτιση (Tannert, 2008). Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, οι συνδέσεις που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή επίπλων μπορεί να είναι μηχανικές, οι οποίες περιλαμβάνουν χρήση κάποιου μηχανικού εξαρτήματος (ξυλόβιδες, βίδες-μπουλόνια, καρφιά, δίχαλα, μεταλλικές πλάκες κ.α.), συνδέσεις που περιλαμβάνουν ξύλινα εξαρτήματα (καβίλιες, γκινισοπήχεις κ.α.), συνδέσεις απλής συγκόλλησης, αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι σε σκελετούς επενδυόμενων επίπλων δεν αποτελεί από μόνη της τρόπο σύνδεσης η εφαρμογή συγκολλητικής ουσίας, λόγω των ισχυρών φορτίσεων που δέχονται τέτοιου είδους κατασκευές (Wang et al., 2007) και συναρμογές, στις οποίες τα ξύλινα στοιχεία, ενώνονται με τη βοήθεια των κατάλληλα διαμορφωμένων άκρων τους (σύνδεσμος μόρσου - εγκοπής, δακτυλοειδής σύνδεση, χελιδονοουράς κ.α.) (Tannert, 2008). 20

22 Αρχικά, αλλά και μέχρι τα μέσα του 20 ου αιώνα, η κατασκευή συναρμογών θεωρούνταν πολύ κοπιαστική, υψηλού κόστους διαδικασία και απαιτούσε πολύ έμπειρο κατασκευαστή. Τα τελευταία χρόνια, όμως, σημαντικές εξελίξεις στα μηχανήματα κατεργασίας ξύλου (π.χ. εξελιγμένα προγράμματα υπολογιστή, μέσω των οποίων ελέγχονται οι διαδικασίες τομής), προσέφεραν ευκολία, ακρίβεια, μείωση του ξύλου που χάνεται και χαμηλό κόστος στην κατασκευή των συναρμογών (Tannert, 2008). Σε σκελετούς επενδεδυμένων επίπλων χρησιμοποιούνται κυρίως, συνδέσεις που επιδεικνύουν υψηλή αντοχή και σταθερότητα, όπως είναι η σύνδεση διπλής καβίλιας, η σύνδεση μόρσου εγκοπής, συνδέσεις με βίδες-μπουλόνια, συνδέσεις με μεταλλικές ή ξύλινες ενισχυτικές πλάκες και συνδέσεις με ξυλογωνίες, ενώ απορρίπτονται συνήθως συνδέσεις περιορισμένης αντοχής, όπως μπισκότα (lamello), γκινισοπήχεις, απλή συγκόλληση, συνδέσεις απλής πατούρας κ.τ.λ., διότι δεν μπορούν να ανταπεξέλθουν σε τέτοιου είδους, υψηλές απαιτήσεις σε αντοχή. Συχνά, επιλέγεται η ενδυνάμωση των συνδέσεων με ξυλογωνίες, ξύλινες ενισχυτικές πλάκες ή συνύπαρξη της κύριας σύνδεσης με καρφιά, βίδες ή δίχαλα (Abbott, 1977) ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ Γενικά, οι συνδέσεις των επίπλων μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με πολλαπλό τρόπο, με βάση τα ακόλουθα κριτήρια: α. Με κριτήριο τη γωνία ένωσης των στοιχείων Η ένωση δύο ή περισσοτέρων στοιχείων ξύλου είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί σε μηδενική γωνία, όταν ο σκοπός της σύνδεσης αυτής είναι η αύξηση των διαστάσεων ενός ξύλινου στοιχείου (Εικ.21). Υπάρχει η δυνατότητα αύξησης του μήκους, όταν συνδέεται το τέλος του ενός στοιχείου, με την αρχή του επόμενου. Με την ίδια λογική επιτυγχάνεται αύξηση του πλάτους, συνδέοντας το ένα στοιχείο δίπλα στο άλλο, στο ίδιο επίπεδο, και του πάχους το ένα κομμάτι επάνω στο άλλο. Και στις τρεις αυτές περιπτώσεις, τα προς ένωση κομμάτια ξύλου, έχουν παράλληλες διευθύνσεις ινών (Moavenzadeh, 2009). 21

23 Εικ.21,22 Σύνδεση των δύο ξύλινων στοιχείων σε μηδενική γωνία (ίδιο επίπεδο), για αύξηση του πλάτους (αριστερά) και σύνδεση ξύλινων στοιχείων σε γωνία διάφορη του μηδενός, με σκοπό την συναρμολόγηση της ξυλοκατασκευής (δεξιά) (Πηγή: Όταν η γωνία ένωσης των ξύλινων στοιχείων είναι διάφορη του μηδενός, τότε η διεύθυνση των ινών του ενός ξύλου δεν θα είναι παράλληλη, με αυτή του άλλου και ο σκοπός της ένωσης είναι η συναρμολόγηση κάποιου κομματιού στην κατασκευή (Εικ.22). Σε αυτήν την κατηγορία περιλαμβάνονται οι γωνιακές (σε γωνιακή θέση), οι ενδιάμεσες (όταν η σύνδεση βρίσκεται στο ενδιάμεσο του ενός σκέλους) και οι διασταυρούμενες συνδέσεις (DIYInfo, b). β. Με κριτήριο τη δυνατότητα λύσης των στοιχείων Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τα λυόμενα έπιπλα από το βιομηχανικό κόσμο, αλλά και από το καταναλωτικό κοινό, με αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται όλο και συχνότερα. Πρόκειται για έπιπλα, των οποίων οι συνδέσεις είναι αποσυναρμολογούμενες, δηλαδή επιτρέπουν τη συχνή και σχετικά εύκολη συναρμολόγηση και αποσυναρμολόγησή των μελών τους, πράγμα που σαφώς μπορεί να μεταφραστεί σε μείωση του όγκου του μεταφερόμενου επίπλου, μείωση των μεταφορικών εξόδων και συνεπώς μείωση της τελικής τιμής του προϊόντος (Soltis, 1999). Πέραν τούτου, στα λυόμενα έπιπλα είναι εφικτή η αντικατάσταση κάποιου στοιχείου του επίπλου, σε περίπτωση απώλειας ή καταστροφής του και η εύκολη μεταφορά του επίπλου μετά από αποσυναρμολόγησή του. Ανασταλτικό παράγοντα στην επιλογή ενός λυόμενου επίπλου από τον καταναλωτή πιθανόν να αποτελεί η απαίτηση κάποιων δεξιοτήτων, κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης. 22

24 Εικ.23 Λυόμενες συνδέσεις (φεράμια) (αριστερά και κέντρο), σταθερή σύνδεση πολλαπλού μόρσου (δεξιά) (Πηγή: Εκτός από τις λυόμενες συνδέσεις υπάρχουν και οι σταθερές συνδέσεις, οι οποίες δεν είναι δυνατό να αποσυναρμολογηθούν, περιλαμβάνουν συγκεκριμένη συνδεσμολογία στην οποία συμμετέχει σχεδόν πάντα κάποια συγκολλητική ουσία και είναι ο βασικός τύπος σύνδεσης που χρησιμοποιείται στα επενδυόμενα έπιπλα. Οι συνδέσεις αυτές είναι συνήθως σημαντικά μεγαλύτερης αντοχής και υλοποιούνται μόνο από τον ίδιο τον κατασκευαστή του επίπλου. γ. Με κριτήριο τη συμμετοχή άλλων υλικών, πέραν του ξύλου Στην περίπτωση σύνδεσης δύο ή περισσοτέρων ξύλινων στοιχείων μεταξύ τους χωρίς τη συμμετοχή ξένων υλικών, σημειώνεται τέτοιου είδους διαμόρφωση των άκρων του ξύλου (συναρμογές), ώστε οι αρμοί των δύο ξύλινων στοιχείων να εφαρμόζουν απόλυτα (μάτισμα) και να προσφέρουν σταθερότητα στη σύνδεση. Σε ένα σύνδεσμο μπορούν να συμμετέχουν πρόσθετα υλικά, όπως μεταλλικά εξαρτήματα, που προσδίδουν μεγάλη σταθερότητα, καθιστώντας την διαμόρφωση των άκρων του ξύλου μη αναγκαία. Πλέον, έχει αναπτυχθεί μεγάλη ποικιλία μεταλλικών συνδέσεων που καλύπτουν κάθε ανάγκη του κατασκευαστή, αλλά και του χρήστη. Σε επενδυόμενα έπιπλα συναντώνται πολύ συχνά, μεταλλικές πλάκες ενίσχυσης (metal plates), βίδες και καρφιά. 23

25 Εικ.24,25 Σύνδεση διαμόρφωσης των άκρων των ξύλινων στοιχείων (αριστερά) και σύνδεση με χρήση μεταλλικής πλάκας (δεξιά) (Πηγή: ) Τέλος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί κάποια συγκολλητική ουσία, ως τρόπος σύνδεσης σπάνια μόνη της ή ως μέσο ενίσχυσης σε διάφορες άλλες συνδέσεις είτε μεταλλικές συνδέσεις, είτε συναρμογές (Νταλός, 2003). δ. Με κριτήριο τον αριθμό συνδέσεων Υπάρχει η δυνατότητα χρησιμοποίησης: μονού συνδέσμου σε κάποιο σημείο ένωσης περισσότερων του ενός συνδέσμου στο ίδιο σημείο περισσότερων τρόπων σύνδεσης στο ίδιο σημείο, το οποίο αποκαλείται και πολλαπλή σύνδεση, και επιλέγεται σε σημεία μεγάλων απαιτήσεων σε αντοχή και σταθερότητα. Εικ.26 Χρήση περισσότερων του ενός τρόπου σύνδεσης στο ίδιο σημείο, με σκοπό την εξασφάλιση της σταθερότητας της σύνδεσης (Πηγή: 24

26 ε. Με κριτήριο την δυνατότητα ορατότητας των συνδετήρων Η κατηγορία ορατών συνδέσεων περιλαμβάνει, τις συνδέσεις που γίνονται ορατές και αντιληπτές κυρίως από τη σχεδίασή τους (εγκοπές, κενά διαστήματα που αφήνονται κ.α.), διότι δεν υπάρχει τέτοια ανάγκη κάλυψης των συνδέσεων αυτών. Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν οι συνδέσεις που χρησιμοποιούνται σε σκελετούς κάποιων επίπλων, που προορίζονται για επένδυση με υφάσματα, ταπετσαρίες και υλικά που αναφέρθηκαν παραπάνω. Εικ.27 Σύνδεση χελιδονοουράς (ορατή) (αριστερά) και σκεπαστής χελιδονοουράς (κρυφή)(δεξιά) (Πηγή: Μαστορέματα, 1979) Η κατηγορία των κρυφών συνδέσεων περιλαμβάνει συνδέσεις σχεδιασμένες ώστε να μη γίνεται άμεσα αντιληπτή η παρουσία τους στην κατασκευή. Συνήθως, χρησιμοποιούνται στα εμφανή και πρόσθια σημεία των επίπλων, όπου η απαιτούμενη αισθητική δεν θα επέτρεπε την χρήση ορατών συνδέσεων ΑΝΑΛΥΣΗ ΦΟΡΤΙΣΕΩΝ ΣΤΑ ΕΠΕΝΔΥΜΕΝΑ ΕΠΙΠΛΑ Κατά το στάδιο του σχεδιασμού του επίπλου απαραίτητος, θεωρείται ο ακριβής υπολογισμός όλων των εσωτερικών τάσεων της κατασκευής, οι οποίες είναι πιθανό να προέρχονται από τη διαδικασία συγκόλλησης, αλλαγές υγρασίας ή θερμοκρασιών, τον τρόπο συνέργειάς τους, αλλά και όλων των πιθανών εξωτερικών φορτίσεων που δέχεται από τον άνθρωπο, καθ όλη τη διάρκεια ζωής και χρήση της (Eckelman, 2003-a). Πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι συνθήκες στις οποίες εκτίθεται το έπιπλο, καταπονήσεις λόγω πιθανής μεταφοράς τους, ο τρόπος χρησιμοποίησής τους, αλλά και οι τυχόν λανθασμένοι χειρισμοί του επίπλου (Wang, 2007). Απαραίτητη θεωρείται και η καταγραφή της έντασης, της συχνότητας, της διάρκειας και της διεύθυνσης κάθε φόρτισης που ασκείται ή πρόκειται να ασκηθεί στην κατασκευή (Wang, 2007). 25

27 Εικ.28 Απεικόνιση των τάσεων που δρουν σε μία σύνδεση a. διπλής καβίλιας, b. μόρσου - εγκοπής (Πηγή: Smardzewski and Papuga, 2004) Οι φορτίσεις αυτές ενδέχεται να είναι στατικές, των οποίων η ένταση αυξάνεται σταδιακά έως την τελική της τιμή, όπου και παραμένει σταθερή, επαναλαμβανόμενες, οι οποίες είναι συνήθως μικρής διάρκειας, αλλά μεγάλου αριθμού επαναλήψεων, γεγονός που αποτελεί κύρια αιτία καταπόνησης της κατασκευής και τέλος δυνάμεις σύγκρουσης, οι οποίες ασκούνται ακαριαία, χωρίς σταδιακή αύξηση του φορτίου (Eckelman, 2003-c). Επιπρόσθετα, οι φορτίσεις που δέχονται τα μέλη της σύνδεσης μπορεί να είναι δυνάμεις εφελκυσμού, οι οποίες τείνουν να τα επιμηκύνουν ή δυνάμεις θλίψης, που ασκούνται αξονικά ή κάθετα στην διεύθυνση του άξονα του κάθε ξύλινου μέλους που συμμετέχει στη σύνδεση, καθώς και δυνάμεις κάμψης, κρούσης ή στρέψης. Διάφοροι τύποι φορτίσεων συχνά συνυπάρχουν σε μία ξύλινη κατασκευή και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους (Eckelman, 2003-b). Εικ. 29 Τρόποι παραμόρφωσης του ξύλινου σκελετού ενός επενδυμένου καναπέ μετά από φόρτιση κάμψης: a παραμόρφωση της πάνω και πρόσθιας ράγας του σκελετού b παραμόρφωση της πάνω και οπίσθιας ράγας του σκελετού και c παραμόρφωση της πλάτης του σκελετού 26

28 Εικ.30 Τρόποι παραμόρφωσης του ξύλινου σκελετού ενός επενδυμένου καναπέ μετά από φόρτιση στρέψης (Πηγή: Smardzewski and Prekrat, 2009). 2.4 ΣΥΓΚΟΛΛΗΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ Η επιλογή και η εφαρμογή της συγκολλητικής ουσίας σε μία σύνδεση είναι από τα πιο κρίσιμα σημεία στο επενδυόμενο και όχι μόνο, έπιπλο. Έχουν τη δυνατότητα να μεταφέρουν επιτυχώς και να διανείμουν φορτία σε όλη την κατασκευή, αυξάνοντας την αντοχή και σταθερότητα της σύνθετης κατασκευής. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω των συνδέσεων και σε αυτές συμμετέχουν η συγκολλητική ουσία, τα στοιχεία του ξύλου και κάποιοι παράγοντες επαφής, οι οποίοι είναι διαφορετικοί σε κάθε περίπτωση (Vick, 1999). Οι προς κόλληση επιφάνειες πρέπει να είναι λείες, επίπεδες, απαλλαγμένες από σημάδια, ατέλειες μηχανικής κατεργασίας ή προϊόντα οξείδωσης, πράγμα που μπορεί εύκολα να επιτευχθεί με λείανση των επιφανειών προ της συγκόλλησης. Επίσης, ουσίες όπως λάδια, εκκρίσεις λουστραρίσματος, ακαθαρσίες ή άλλα κατάλοιπα θα πρέπει να απομακρύνονται πριν την εφαρμογή συγκολλητικής ουσίας (Vick, 1999). Ιδιαίτερη προσοχή απαιτείται, ώστε να μην κλείσουν οι μικροπόροι του ξύλου από υπερβολική λείανση, υπερξήρανση ή υπερβολική έκθεση των ξύλινων μερών σε θερμότητα. Για να επιτευχθεί σωστά η διαδικασία της λείανσης και να μπορεί να δημιουργηθεί ένα λεπτό και ομοιόμορφο στρώμα συγκολλητικής ουσίας στις επιφάνειες κατά την εφαρμογή της, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν γυαλόχαρτα > 100 βαθμών (Vick, 1999). Σε ξύλα μεγαλύτερης πυκνότητας συνήθως απαιτείται μεγαλύτερη προσπάθεια για τη διείσδυση της συγκολλητικής ουσίας και γενικά τη συγκόλληση, λόγω παχύτερων κυτταρικών τοιχωμάτων και λόγω έντονων διαστασιακών μεταβολών. Συνδέσεις που είναι ανεπαρκείς σε συγκολλητική ουσία, καταλήγουν συνήθως σε χαλαρές συνδέσεις, διότι με την απομάκρυνση υγρασίας, η κόλλα μπορεί να μετατραπεί σε εύθραυστο 27

29 υλικό και να θρυμματιστεί εύκολα (Abbott, 1977). Τα ξύλινα στοιχεία πριν τη συγκόλληση θα πρέπει να περιέχουν και τα δύο, ίδιο ποσοστό υγρασίας (2-5% για εσωτερικές κατασκευές και 7-14% για κατασκευές που προορίζονται για εξωτερικούς χώρους), το οποίο δεν πρέπει να μεταβληθεί κατά πολύ και μετά την συγκόλληση, διότι κάτι τέτοιο θα σήμαινε εξασθένηση της συγκόλλησης (Tankut 2006, Vick 1999). Σημάδι ανεπαρκούς φροντίδας και χαμηλής ποιότητας στην κατασκευή θα μπορούσε να αποτελέσει η εμφάνιση περίσσειας συγκολλητικής ουσίας στα σημεία επαφής της σύνδεσης. Αποτελεί κοινή παραδοχή ότι η ομοιόμορφη και προσεγμένη εφαρμογή της κόλλας, συμβάλει στην αντοχή και αξιοπιστία της σύνδεσης. Παρ όλα αυτά, όμως, στα επενδυόμενα έπιπλα η περίσσεια συγκολλητικής ουσίας δεν επηρεάζει την εμφάνιση του επίπλου, καθότι καλύπτονται τα σημεία σύνδεσης από ταπετσαρία, αλλά ούτε και την αντοχή των συνδέσεων, παρά μόνο την ελαστικότητα της σύνδεσης (Abbott, 1977). Κατά την επάλειψη της κόλλας στις ξύλινες επιφάνειες, αυτή διεισδύει στους πόρους του ξύλου και με εφαρμογή πίεσης από ειδικούς σφιγκτήρες πραγματοποιείται ακόμη πιο ικανοποιητική διείσδυση και ταυτόχρονα αποφεύγεται ο εγκλωβισμός αέρα. Όταν η γωνία επαφής που σχηματίζεται μεταξύ της σταγόνας της συγκολλητικής ουσίας και της επιφάνειας του ξύλου πλησιάσει σε μηδενικές τιμές, τότε θεωρείται επιτυχής η διαδικασία της επάλειψης, ο χρόνος όμως της διαδικασίας ποικίλει λόγω της διαφοράς της διαβρεξιμότητας που κατέχει το εκάστοτε είδος ξύλου (Vick, 1999). Το ζητούμενο είναι να δημιουργηθεί επιφάνεια συγκόλλησης (συγκολλητική ραφή) με ελάχιστο πάχος, αλλά με τη μέγιστη στερεότητα στη σύνδεση. Στις λεπτές συγκολλητικές ραφές η συνοχή ανάμεσα στα μόρια της κόλλας και των μορίων του ξύλου είναι σημαντικά μεγαλύτερη από ότι στις μεγαλύτερες σε πάχος συγκολλητικές ραφές (Καραλίβανος, 1992). Η συγκόλληση ολοκληρώνεται με τη μετατροπή της κόλλας από υγρή σε στερεά μορφή, πράγμα που σημαίνει απώλεια του διαλύτη, είτε αυτός είναι νερό είτε κάποια άλλη ουσία. Μετά την εφαρμογή της συγκολλητικής ουσίας ακολουθεί η συναρμολόγηση των προς σύνδεση ξύλινων μερών και η εφαρμογή σφιγκτήρων, έως ότου ολοκληρωθεί ο πολυμερισμός και η σταθεροποίηση της συγκολλητικής ουσίας. Ιδιαίτερης σημασίας είναι η ομοιομορφία της πίεσης στα σημεία των προς σύνδεση στοιχείων (Moavenzadeh, 2009). Συχνά, αντί για σφιγκτήρες χρησιμοποιούνται και καρφιά για τον ίδιο σκοπό (Vick, 1999). Η εφαρμογή, πάντα κατάλληλης ποσότητας, συγκολλητικής ουσίας πρέπει να περιορίζεται στο σημείο επαφής του ξύλου με το συνδετικό μέσο, ώστε να μην παρατηρούνται εκροές περίσσειας κόλλας και αν συμβούν, θα πρέπει να απομακρύνεται η περίσσεια. Για να μην 28

30 έρχεται η συγκολλητική ουσία σε επαφή με τα σπασίματα (shoulders) της σύνδεσης, προσαρμόζεται ειδικό χαρτί (wax paper) και με αυτόν τον τρόπο δεν επηρεάζεται η ελαστικότητα της σύνδεσης (Aman et al., 2008). Μέσω της εξάτμισης και της διάχυσης του νερού στον ξύλινο ιστό, ολοκληρώνεται ο πολυμερισμός των σωματιδίων της συγκολλητικής ουσίας (Salvini et al, 2009). Οι συγκολλητικές ουσίες είναι ουσιαστικά πολυμερή υλικά, που έχουν την ικανότητα να αντιδρούν φυσικά και χημικά με την επιφάνεια του ξύλου, διαχέοντας, έτσι, τα φορτία που ασκούνται στα σημεία σύνδεσης σε όλη την υπόλοιπη κατασκευή. Μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε αυτές που περιέχουν συστατικά φυσικής προέλευσης (καζεϊνη, αμυλόκολλα, από αίμα, κόκαλα, δέρμα κ.α.) και σε αυτές που έχουν ως βάση τους τις συνθετικές ρητίνες (Salvini et al, 2009). Η δεύτερη κατηγορία των συνθετικών ρητινών χωρίζεται περεταίρω, ανάλογα τη συμπεριφορά που επιδεικνύουν κατά την εφαρμογή τους. Υπάρχουν, δηλαδή, οι θερμοσκληραινόμενες, όπως οι ρητίνες αμινοξέων, φαινολικές, εποξικές ρητίνες και οι πολυισοκυανικές ρητίνες (ουρία - φορμαλδεΰδη), οι οποίες δεν είναι εύκολα διαλυτές, παρά μόνο σε αρκετά υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 70 ο C) και οι θερμοπλαστικές, των οποίων η σκλήρυνση επιτυγχάνεται με εξάτμιση του διαλύτη ή μείωση της θερμοκρασίας (οξικός πολυβινυλεστέρας). Μία από τις σημαντικότερες συγκολλητικές ουσίες των πολυισοκυανικών ρητινών είναι o οξικός πολυβινυλεστέρας (PVAc), ο οποίος επιλέχθηκε να χρησιμοποιηθεί στη συναρμολόγηση των δοκιμαστικών σωμάτων του συγκεκριμένου πειράματος. Προέρχεται από πολυμερισμό διαλύματος πολυβινυλικής ακετόνης παρουσία πολυβινυλικής αλκοόλης (PVA). Έχει πυκνότητα 1,1 g cm -3, ιξώδες ± MPa s., ph 5, 3% και απαιτούνται συνήθως 20 λεπτά εφαρμογής πίεσης στα σημεία σύνδεσης σε συνθήκες θερμοκρασίας περιβάλλοντος για τον πολυμερισμό της (Keskin et al, 2009). Η πολυβινυλική ακετόνη (PVAc) ανήκει στις θερμοπλαστικές συγκολλητικές ουσίες και πρόκειται για μία έτοιμη για χρήση κόλλα, γενικής χρήσης, εύκολη στην εφαρμογή, την προμήθευση και τη σταθεροποίησή της, γίνεται από άσπρη διαφανής με απώλεια του διαλύτη και παρουσιάζει ευκολία στον καθαρισμό των υπολειμμάτων της (Vick, 1999). Η σκλήρυνση της κόλλας επιτυγχάνεται σε θερμοκρασία δωματίου, μετά από την εξάτμιση ή την εισχώρηση του διαλύτη (νερό) στο ξύλο (ψυχρή συγκόλληση). Η χρησιμοποίηση του νερού ως διαλύτη, πλεονεκτεί σε σύγκριση με τους άλλους οργανικούς διαλύτες, διότι είναι φθηνός και κατά την εξάτμισή του δεν μολύνει το περιβάλλον. Επιπλέον, είναι άοσμη, μη εύφλεκτη και δεν φθείρει τα κοπτικά μέσα (Tankut and Tankut, 2009). Είναι αρκετά ανθεκτική σε ξηρές 29

31 συνθήκες, αλλά όχι και σε συνθήκες μεγάλων τιμών υγρασίας, υδρατμών ή υψηλών θερμοκρασιών, λόγω του ότι δημιουργεί πιο αδύναμες φυσικές αλληλεπιδράσεις (Lijun and Easteal, 2001). Επιλέγεται πολύ συχνά στην κατασκευή επίπλων, διότι δεν επιβαρύνει το περιβάλλον με επικίνδυνες και τοξικές ουσίες και είναι μία σχετικά χαμηλού κόστους ουσία (Lijun and Easteal, 2001). Απορροφάται αρκετά εύκολα από τη μάζα του ξύλου και για αυτόν το λόγο συνήθως εφαρμόζεται μεγαλύτερη ποσότητα συγκολλητικής ουσίας, σε σχέση με άλλες κόλλες (Lijun and Easteal, 2001). Υπάρχουν τέσσερις κλάσεις (κατηγορίες) της συγκεκριμένης συγκολλητικής ουσίας (D 1, D 2, D 3, D 4 ), με την D 1 την λιγότερο και την D 4 την περισσότερο ανθεκτική σε συνθήκες υγρασίας. Όπως κάθε κόλλα, περιέχει και αυτή έναν διαλύτη (νερό) και ένα ποσοστό στερεών συστατικών, το οποίο ποικίλει. Έχει αποδειχτεί, πως όσο μεγαλύτερο ποσοστό στερεών περιέχει, τόσο καλύτερα αποτελέσματα αντοχής δίνει στη σύνδεση (40% θεωρείται ανεπαρκές, ενώ 60% και πάνω, θεωρείται ικανοποιητικό) (Eckelman and Erdil, 2000-b). 2.5 ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΜΟΡΣΟΥ ΕΓΚΟΠΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΜΟΡΣΟΥ - ΕΓΚΟΠΗΣ Ο σύνδεσμος αυτός χρησιμοποιείται ευρέως εδώ και πολλούς αιώνες και αυτό αποδεικνύεται από πολλά ιστορικά μνημεία, που φέρουν το σύνδεσμο αυτόν και αντέχουν ακόμα, αποδεικνύοντας την αντοχή και σταθερότητα της σύνδεσης (Wikipedia, 2009). Ένα από αυτά είναι το προϊστορικό μνημείο «Stonehenge», που φέρει στις πλάκες του συνδέσεις μόρσου εγκοπής, (Wiltshire, Αγγλία, κατασκευασμένο μεταξύ του και π.χ.) (Absolute Astronomy, 2009). Συνήθιζαν να συνδέουν με αυτόν τον τρόπο τις ξύλινες σανίδες και τα σκαριά παλιών πλοίων, την εποχή της 4 ης Δυναστείας της Αιγύπτου, περίπου το 2500 π.χ. και εντοπίζεται ως μέσο σύνδεσης σε Αιγυπτιακές σαρκοφάγους, των οποίων το πλαίσιο συνδεόταν με τη σύνδεση μόρσου - εγκοπής (Εικ.31 Α,Β) (Foulds, 2008). Η σύνδεση αυτή, χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα σε μεγάλο βαθμό σε συνδέσεις ξύλινων κατασκευών και επίπλων, παρά την αυξημένη χρησιμοποίηση καβίλιας και μερικής αντικατάστασής του από αυτή (Wilczyński and Warmbier, 2003). Μόρσο καλείται η προεξοχή, που έχει διαμορφωθεί στην άκρη του ενός ξύλινου στοιχείου, η οποία τοποθετείται σε κατάλληλα διαμορφωμένη υποδοχή, που ονομάζεται αλλιώς και εγκοπή, στο άλλο ξύλινο στοιχείο. Χρησιμοποιείται επίσης, και ο όρος σύνδεσμος αρσενικού και θηλυκού μόρσου. 30

32 Α. Β. Εικ.31 Α,Β Εμφάνιση σύνδεσης μόρσου εγκοπής σε σαρκοφάγο μούμιας (Πηγή: Βρετανικό Μουσείο, 2009) Ο σύνδεσμος αυτός συγκαταλέγεται στις σταθερές συνδέσεις και με αυτόν συνδέονται ξύλινα μέρη συμπαγούς ξύλου, κυρίως σε γωνία, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε ενδιάμεσες συνδέσεις (μορφής «Τ»), συνδέσεις κατά πλάτος ή κατά μήκος. Πρώτο στάδιο στην κατασκευή της σύνδεσης είναι η διάνοιξη της εγκοπής και επόμενο στάδιο η κατασκευή του μόρσου, ώστε να επιτευχθεί η απόλυτη εφαρμογή αυτών των δύο (Douglas, 2004). Η εγκοπή διανοίγεται συνήθως με μορσοτρύπανο και σμίλη ή με χρήση μηχανής router και πριν την εισαγωγή του μόρσου, επαλείφεται με συγκολλητική ουσία (Douglas, 2004). Στην κατασκευή του μόρσου χρησιμοποιείται χειροκίνητο ή μηχανοκίνητο πριόνι, σμίλη, πλάνη, κάποιο όργανο μέτρησης κ.α. (Douglas, 2004). Χρησιμοποιώντας χαμηλή ταχύτητα κοπής, επιτυγχάνονται καθαρές επιφάνειες και κατ επέκταση καλύτερη συγκόλληση (Tannert, 2008). Συνήθως το μόρσο είναι μήκους, μεγαλύτερου από το πλάτος του (Weldcraft, 2009). 31